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發(fā)電機管理中的3個有用細節(jié)
故障背景:2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島,鍋爐發(fā)生點火故障,于是發(fā)電機換用輕柴油。換油后不久,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上的燃油管有滴漏,當時忙于處理鍋爐問題,為減少柴油損失,當即關閉了停車狀態(tài)的一號和三號發(fā)電機燃油進出管路的相關閥門。
故障現(xiàn)象:第二天船舶離港時,當班輪機員凌晨4點打給我,說一號發(fā)電機不能并車,三號發(fā)電機能并車但只能承擔150 KW,再加負荷就加不上去。我立即下機艙,檢查發(fā)電機相關情況,滑油、冷卻水各項參數(shù)未見明顯異常。我嘗試向三號發(fā)電機手動轉移負載,多次手動調節(jié)調速器以增加燃油供油量,但負荷沒有變化。嘗試一號發(fā)電機并車,自動與手動并車都未成功,一號發(fā)電機顯示頻率過高。
打開三號發(fā)電機保護蓋檢查高壓油泵,油泵齒條拉桿均能自由活動,油尺刻度指示在較大值,排除了油泵的問題,再檢查相關管路,發(fā)現(xiàn)有個進油閥處于關閉狀態(tài),當即慢慢全開燃油閥,三號發(fā)電機立即加載到500KW,負荷轉移正常。
注意力再轉向一號發(fā)電機,發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機類似的進油閥也未打開,當即打開進油閥,并再次嘗試并車,但還是并車失敗。到港時一號發(fā)電機是正常使用的,頻率、轉速,負荷的轉移各項指標都正常,怎么突然就轉速過高了呢?
故障措施:三號發(fā)電機正常之后,我全部精力集中在一號發(fā)電機不能并車的問題上,之前發(fā)電機轉速感應器出現(xiàn)過速度顯示的問題,所以首先還是考慮轉速感應器故障,懷疑有可能是感應器臟了或者跟飛輪的間隙超標。該發(fā)電機有兩個pick-up(轉速感應器),一個用于機旁控制屏顯示,一個用于發(fā)電機控制系統(tǒng)。當即取出兩個感應器,其中一個確實臟了,擦拭干凈后,檢查了速度感應器的阻值,確認正常,重新裝回,調整好間隙,重新啟動發(fā)電機,轉速還是過高--950RPM。
排除了轉速感應器的問題,那么故障就應該在機械部分。檢查高壓油泵,調節(jié)拉桿活動正常;檢查調速器,該調速器品牌是Regulateurs Europa,型號1102V-4G-25R。發(fā)現(xiàn)調速器上的手動速度調節(jié)旋鈕卡住了,很難轉動,聯(lián)想到二管輪的交接班記錄,提示該調速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件,當時由于缺少原裝備件,用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達,與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比,發(fā)現(xiàn)兩個同步馬達參數(shù)不一致:非原裝備件,制造商Woodward,電壓24V,轉速2000 RPM,功率5瓦;原裝備件,制造商Groschopp,電壓24V ,轉速2700RPM,功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達,發(fā)現(xiàn)馬達的塑料齒輪磨損,不能轉動。
換上新的同步馬達,啟動發(fā)電機,調節(jié)手動轉速旋鈕,使轉速達到916RPM, 待發(fā)電機轉速穩(wěn)定后嘗試并車,發(fā)電機可以成功并車。但是又出現(xiàn)個新問題,并車后一號發(fā)電機功率并未提高,相反地,出現(xiàn)逆功率跳閘的現(xiàn)象,幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車,我與電機員在發(fā)電機旁觀察,雙方用對講機聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)當發(fā)電機并車成功后,調速器速度控制旋鈕被同步馬達向逆時針方向旋轉導致柴油機減速,這與并車后調速器的正確動作恰恰相反,正常情況下,調速器速度控制旋鈕應該順時針方向旋轉使柴油機加速從而增加本機承載負荷能力,維持轉速穩(wěn)定。查找到問題癥結后,我們再對比同步發(fā)電機馬達的電壓與電流情況、查找相關發(fā)電機電線接線圖紙,發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機相關接線控制板亦與原廠圖紙一致,這說明接線未曾改動過。于是我們改變同步馬達背后的接線,將其對調,再次啟動發(fā)電機,并車成功,負荷轉移順暢,問題解決。
經過該事件,發(fā)現(xiàn)以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意:
啟動發(fā)電機之前,一定要檢查相關管路系統(tǒng),之前做出過狀態(tài)改變的相關閥門,一定要及時設置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遺漏;
該事件的起因在于啟動發(fā)電機之前沒有將關閉的燃油閥打開,該輪經過幾任管理公司管理,燃油管路的閥門老化,在全關時仍然存在些許燃油泄漏,造成一號發(fā)電機啟動時,能正常啟動,調速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉速,但同步馬達因為調速器不正常動作導致里面的齒輪損壞,造成了同步馬達卡死,以至于發(fā)電機轉速達到950RPM 后不能減速。這一點在發(fā)電機的管理工作中一定要考慮到;
不同管理公司的備件采購途徑不一樣,存在大量第三方生產的備件,與原廠備件相比,有些參數(shù)都不一致,有些即使銘牌上參數(shù)一致,但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養(yǎng)時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對,避免到使用時陷入被動;即使是原裝件,電器要考慮正負極性,機械要考慮左旋右旋。
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不同類型的發(fā)電機噴射系統(tǒng)的控制功能布置不完全一樣
控制裝置主要構成與工作原理
電控柴油噴射系統(tǒng)中的控制裝置由電控單元、各種傳感器、執(zhí)行器以及連接它們的控制電路所組成。不同類型的電控柴油發(fā)電機噴射系統(tǒng)的控制功能、控制方式和控制電路的布置不完全一樣,但基本原理相似。
傳感器
①溫度傳感器為掌握柴油機的熱狀態(tài),計算進氣量及進行排氣凈化處理,需要有能夠連續(xù)、地測量冷卻水溫度、進氣溫度與排氣溫度的傳感器。溫度傳感器種類很多,如熱敏電阻式、半導體二極管式、熱電偶式等。目前,柴油機常用熱敏電阻傳感器作為溫度傳感器,其利用對溫度敏感的電阻,阻值隨溫度變化的原理而工作。熱敏電阻溫度傳感器的測量電路比較簡單,只要把傳感器與一個精密電阻串聯(lián)連接到一個穩(wěn)定的電源上,就可利用串聯(lián)電阻上的分壓值反映溫度的變化。
②節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸上,與節(jié)氣門聯(lián)動。其功用是將節(jié)氣門的位置或開度轉換成電信號傳輸給電控單元(ECU),作為電控單元判定柴油機運行工況的依據(jù)。
節(jié)氣門位置傳感器有開關型和線性輸出型兩種。開關型節(jié)氣門位置傳感器的內部有兩個觸點,分別為怠速觸點和全負荷觸點。與節(jié)氣門同軸的接觸凸輪控制兩個觸點的閉合或斷開。當柴油機在怠速時,節(jié)氣門接近關閉,怠速觸點閉合,這時電控單元將指令電磁噴油器增加噴油量以加濃混合氣。全負荷時,節(jié)氣門全開,使全負荷觸點閉合,這時電控單元將輸出脈沖寬度長的電脈沖,以實現(xiàn)全負荷加濃。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器是一個線性電位計,由節(jié)氣門軸帶動電位計的滑動觸點。當節(jié)氣門的開度不同時,電位計輸出的電壓也不同,從而將節(jié)氣門由全閉到全開的各種開度轉換為大小不等的電壓信號傳輸給電控單元,使其地判定柴油機的運行工況。
③曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內,用來檢測柴油機轉速、曲軸轉角以及作為控制點火和噴射信號源的 缸和各缸壓縮行程上止點信號。按照信號產生原理有光電式曲軸位置傳感器、傳感器。
④氧傳感器氧傳感器安裝在排氣管內。因排氣中氧的濃度可以反映混合氣空燃比的情況,所以在電控燃油噴射系統(tǒng)中可用于空燃比校正的反饋信號。目前,常用二氧化鈦(Ti02)和二氧化鋯(Zr02)兩種材料。
二氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體,即二氧化鋯固體電解質管,亦稱鋯管:管固定在帶有安裝螺紋的固定套內,鋯管內表面與大氣相通,外表面與排氣相通,其內外表面都覆蓋著一層多孔性的薄膜作為電極。氧傳感器安裝在排氣管上,為了防止排氣管內廢氣中的雜質腐蝕鉑膜,在鋯管外表的鉑膜上覆蓋一層多孔的陶瓷層,并加有帶槽口的防護套管。在其接線端有一個金屬護套上開有一孔,使鋯管內表面與大氣相通。當鋯管接觸氧氣時,氧氣透過多孔鉑膜電極,吸附于二氧化鋯,并經電子交換成為負離子。由于鋯管內表面通大氣,外表面通排氣,其內、外表面的氧分子分壓不同,則負離子濃度也不同,從而形成負離子由高濃度側向低濃度側的擴散。當擴散處于平衡狀態(tài)時,兩電極間便形成電動勢,所以二氧化鋯傳感器的本質是化學電池,亦稱氧濃差電池。其輸出特性是,在過量空氣系數(shù)。
⑤爆振傳感器爆振傳感器用于檢測柴油機有無爆振發(fā)生,它是柴油機集中控制系統(tǒng)中的重要部件。爆振檢測可以有三種途徑:一是檢測汽缸壓力;二是檢測柴油機振動;三是檢測燃燒噪聲。目前較為常用的為振動檢測。例如,磁滯伸縮式爆振傳感器主要用于振動檢測,它是一種電感式傳感器。當傳感器的固有振蕩頻率與柴油機爆振時的振動頻率相同時,傳感器輸出 信號。
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