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發電機管理中的3個有用細節
故障背景:2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島,鍋爐發生點火故障,于是發電機換用輕柴油。換油后不久,發現發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的一號和三號發電機燃油進出管路的相關閥門。
故障現象:第二天船舶離港時,當班輪機員凌晨4點打給我,說一號發電機不能并車,三號發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,檢查發電機相關情況,滑油、云南冷卻水各項參數未見明顯異常。我嘗試向三號發電機手動轉移負載,多次手動調節調速器以增加燃油供油量,但負荷沒有變化。嘗試一號發電機并車,自動與手動并車都未成功,一號發電機顯示頻率過高。
打開三號發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,發現有個進油閥處于關閉狀態,當即慢慢全開燃油閥,三號發電機立即加載到500KW,負荷轉移正常。
注意力再轉向一號發電機,發現一號發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。到港時一號發電機是正常使用的,頻率、云南轉速,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:三號發電機正常之后,我全部精力集中在一號發電機不能并車的問題上,之前發電機轉速感應器出現過速度顯示的問題,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,一個用于發電機控制系統。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。發現調速器上的手動速度調節旋鈕卡住了,很難轉動,聯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,發現兩個同步馬達參數不一致: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,發現馬達的塑料齒輪磨損,不能轉動。
換上新的同步馬達,啟動發電機,調節手動轉速旋鈕,使轉速達到916RPM, 待發電機轉速穩定后嘗試并車,發電機可以成功并車。但是又出現個新問題,并車后一號發電機功率并未提高,相反地,出現逆功率跳閘的現象,幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車,我與電機員在發電機旁觀察,雙方用對講機聯系,發現當發電機并車成功后,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,維持轉速穩定。查找到問題癥結后,我們再對比同步發電機馬達的電壓與電流情況、云南查找相關發電機電線接線圖紙,發現一號發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,再次啟動發電機,并車成功,負荷轉移順暢,問題解決。
經過該事件,發現以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意:
啟動發電機之前,一定要檢查相關管路系統,之前做出過狀態改變的相關閥門,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,以至于發電機轉速達到950RPM 后不能減速。這一點在發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,有些參數都不一致,有些即使銘牌上參數一致,但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養時帶來了諸多不便。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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柴油發電機組余熱的利用
柴油發電機組余熱轉化問題一直深受行業內的關注,隨著發電機組技術研究的進步,人們已經研究出如何合理利用發電機組余熱方法,下面由朔銳發電機出租租賃為大家介紹一下這項技術:
一、云南缸套余熱利用機組
缸套余熱利用機組能把燃料利用率理論上提高到70%左右。缸套余熱利用機組采用兩套冷卻系統(亦稱雙循環機組),一套是原有的冷卻水箱、云南另一套是改造后的熱交換器,兩套冷卻系統由控制系統根據機組運行情況切換。當需要供暖或是需要供應熱水時,通過熱交換器把缸套內水的熱量傳遞到外部循環水中加以利用。控制系統由公司自主研發,實現兩種冷卻方式的自動切換,對發電機組、云南發動機、云南發電機有報警保護作用。
二、云南尾氣余熱利用機組
尾氣余熱利用機組把能機組燃料利用率理論上提高到90%左右。尾氣余熱利用機組是在雙循環機組的基礎上加裝一個熱交換器,此熱交換器的功能是把尾氣中的熱量傳遞到外部循環水中。在熱交換器循環系統中缸套中冷卻水的熱量和廢氣中的熱量通過不同的兩個熱交換器傳遞到外部循環水中。控制系統基本原理同雙循環機組,對柴油機也有可靠保護功能。
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一起回望柴油發電機組的發展史
現代柴油機是在德國機械工程師狄塞爾發明的柴油機的基礎上發展起來的,1892年,德國機械工程師狄塞爾取得了柴油發電機壓縮點火的 。他的做法是以提高發動機的壓縮比來提高熱效率,利用壓縮氣體的高溫來點燃進入汽缸的燃料,這樣做的好處是不但省去了點火裝置和汽化器,而且可以使用比柴油價格更低的柴油做燃料。
狄塞爾經過了5年的實驗,在1897年制成了 臺具有實用價值的壓縮點火柴油發電機,即壓燃式柴油機。與以前的柴油發電機相比,它延長了汽缸內氣體的壓縮過程,大大提高了壓縮終了時氣體的壓力和溫度,實現了不用點火系統而使柴油自動點火燃燒的功能。狄塞爾發明的柴油發動機能將35%的燃料潛能轉變成動力而當時有效的柴油發動機也只能將28%的燃料潛能轉變成動力,這是柴油發電機技術第二次革命性的突破。但是,當時狄塞爾發明的柴油發動機存在著很多的缺點,比如重量重、云南噪聲大、云南冒黑煙,排出的大量廢氣會對環境影響很大,而且噴油泵還不完善,從而嚴重限制和影響了柴油機的衄。可以說,狄塞爾先生生前只看到發動機的成功的開端,卻沒有看到柴油機技術的飛躍發展,沒有看到柴油機的廣泛應用。
據資料記載,柴油機技術在1914年以前發展比緩慢,在 次世界期間,由于戰爭的需要柴油發動機開始大量生產,用于軍事目的。柴油發動機柴油發電的發展史真正得到廣泛應用是在1950年左右。早期的柴油機都是四沖程的,1899年德國工程師雨果.古爾德納制造出了二沖程柴油發動機,他把當時采用相同缸徑的四沖程柴油機的功率提高了60%~80%。二沖程柴油機的結構簡單,造價低廉,但其燃油和潤滑油的消耗量較高、云南冷卻比較困難、云南耐用性較差,而且很難制造出功率較大的發動機,所以至今實際使用的功率比較大的柴油機都是四沖程的。
世界上 臺發電機是1831年由英國的物理學家邁克爾·法拉第發明的。當時法拉第在試驗中發現,當磁鐵在線圈中移動時,線圈會產生電流,即今天我們大家所熟知的電磁感應現象。法拉第發現了電磁感應現象之后不久,便利用電磁感應原理發明了世界上 臺發電機,即法拉第圓盤發電機。這臺發電機的構造與現代的發電機不同,在磁場中轉動的不是線圈,而是一個用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄,圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼,用導線把電刷與電流表連接起來;紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場中。當法拉第轉動搖柄使紫銅圓盤旋轉起來的時候,電流表的指針偏向一邊,這說明電路中產生了持續的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺發電機。當年法拉第曾在英國皇家學會上表演他的發電機。當時,有一位貴夫人問法拉第:“這玩藝兒有什么用呢?”法拉第非常有禮貌地回答道:“夫人,新生的嬰兒又有什么用處呢?”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。
當拉第發明的圓盤發電機雖然非常簡單,它產生的電流甚至不能讓一只小燈泡發光,但是,這是世界上 臺發電機,是它首先向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。后來,人們在此基礎上將馬蹄形 磁鐵改為能產生強大磁場的電磁鐵,用多股導線繞制的線框代替紫銅圓盤,對電刷也進行了改進,終于制成了功率的可供實用的發電機。目前,即使功率為IGW、云南10GW的特大型發電機,也是根據法拉第圓盤發電機的基本原理一電磁感應原理制成的。
1866年,德國的電工學家、云南實業家恩斯脫.韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發電機的基礎上研制出自激勵式發電機,1870年,比利時的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵式直流發電機。在經過不斷改進之后,電機技術已經走向成熟,1877年真正實用的發電機開始進入商業化生產階段。
100多年過去了,正是這簡陋、云南不成熟、云南像初生嬰兒一樣的圓盤發電機人類帶入了電氣時代,為人類利用電能做出了重大貢獻。
21世紀是科學技術飛躍發展的時代,特別是電腦技術等高科技成果在柴發電機組上的應用,使柴油發電機組有了更廣闊的發展前景。以柴油機為動力用的柴油發電機組己經是通信等企業必不可少的重要設備。