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高原条件下柴油机发电机组排除故障及维修保养的方法
摘要分析增压工频柴油发电机组在地处高寒、缺氧地区难启动,故障率高,可靠性不易保证的原因,简要介绍高原条件下柴油机发电机组排除故障及维修保养的方法。
增压工频发电机组构成
(1 )传动系统机组以柴油机为动力,通过弹性圈、柱销、联轴器驱动发电机,由控制屏控制、监视、调整发电机的输出电压,并向外供电。
(2)电气系统机组电气系统视所配发电机的电气原理(或发电机组型号)而定。
主电路作为机组电能输送电路,由发电机定子输出端(U、V、W、N)引出于接线板上。
测量电路由工频电流表、工频电压表、频率表、转换开关等组成,用于量测电路中的电流、电压和频率值,转换开关的手柄转至不同位置,可以从电压表上量得主电路中对应相位上的线电压值。
柴油机电路由蓄电池、起动电动机、充电发电机、继电调节器、电锁开关、启动按钮等部件经导线连接组成,用做机组的启动和正常工作时自动稳压、过载保护和对蓄电池充电。
发电机组工作条件
机组在下述高原条件下能输出额定功率的47%,并能可靠工作:海拔4000、4800m;环境温度为4℃;机组应可靠接地,接地线应和发电机接地螺钉连接牢固。检查各电气连接部位接触是否良好,并排除发柴油机应采取低温启动措施,发电机低速运转min左右,待机油油温高于45℃、水温升至55℃时,发电机才能正常工作
冷机启动前的准备和检查机组如果几小时或几天没有启动,必须检查蓄电池是否还有足够的电能。检查散热器是否有足够的防冻液。如果加水,以加热水为好,防止冲结。
机组内外各部件上的灰尘和污垢,重点是控制屏内仪表板及发电机炭刷、集电环等,灰尘时严禁用带油物擦拭。尽量以填代挖,以减少对原地面热扰动。禁止损毁施工处所的植被。钻机底座下发动机散热部分铺设聚苯烯泡沫塑料隔热板,以减少对地基土的热侵人护筒埋人多年冻土一定深度,成桩后不拆除护筒,保护桩基的稳定性在钻孔桩附近设移动式钢制泥浆沉淀池避免泥浆外流,废浆运至设计或地力环保部门指定的地点妥善处理混凝土拌和站应设置在距线路200以远的亻氐含冰量地带,避免冬季原材料加温造成热效应破坏多年冻土环境,混凝土掺入低温早强耐久混凝上外加剂,降低冰点,减小热机组维护
检查机组各连接紧固件是否可靠,有无松动或缺件。检查控制屏内各电气元件连接线是否牢固,排除松动或脱焊现像。用5開V兆欧表(额定电压低于1佣v者用250 v兆欧表)检查机组各独立电气回路对地电阻及回路间的绝缘电阻,测量时,各开关处于接通位置,半导体器件、电容器等均应拆除或短接。测得电阻应不小于2 (C),如发电机受潮在运行前必须进行干燥处理检查柴油机油底壳内机油的存量及机油是否变质,油量不足时应添加至规定油面位置,变质或污浊的应更换。
现的故障和不正常现象,接触不良、短路或断路等各种事故发生。
排除机组故障壳体带电原因是接触不良、绝缘电阻过低,相线与机壳相碰排除方法:0用5開V兆欧表测量绝缘电阻,电阻值低于1MO时应检查机组内线路绝缘有无损坏使接地线、接零线接触良好检查线路,接好断线处或更换导线。
空负荷时,电压表无读数或达不到额定值用万用表测量发电机输出端,判断是否有额定电压,如有,说明电表损坏或接线有断处。励磁电路故障检查并测量励磁元件及线路熔断器芯烧断接线处接触不良或断路。电刷磨损过大压力不够造成发电机电刷接触。测量发电机内硅整流管是否正常元件、接点、触点过热接点、接头松脱,接触不良触点或接点烧伤氧化。绝缘电阻过低导线或元件损坏后碰地,绝缘层电阻为发电机线圈受潮,应烘干线圈配电线路受潮电瓶不能止常充电调节器损坏,更换调节器充电。
实践表明,在首藏高原维修发电机查找故障难度大,故障点多,启动机械困难,主要是因为高寒、缺氧使用中应加强保养下作,并经常检修。暂时不用的机组,或需要停机3个月以内的可不进行油封但在风沙、大雪低温(平均气温在一30℃)条件下,必须放下净冷却水或防冻液、机油,彻底整理和清洁机组之,在电刷面用厚牛皮纸衬垫,用塑料布将柴油机的进气口、排气口和发电机端盖上的通风孔包扎好,将机组底盘垫高、垫稳;将蓄电池取下,单独存放及时充电在机组上用帐篷盖严 存放在库房,注意防潮所用油品应在相应标准十提,为确保止常供电,建议增加备用机组数量。
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发电机组的日常维修需要结合当地气候
柴油发电机润滑、液压系统的维修
(1) 在所有的加油口和通气孔上加防沙罩。有条件的情况下,在机油滤清器到涡轮增压器的油管上加一个滤清器,使进入涡轮增压器的润滑油更加清洁,保证涡轮增压器的正常工作。
(2) 在液压系统的进油管上,可增设一套滤油装置, 设备管理维修技术定期用滤油机将液压油、传动油各进行一次过滤。
(3) 定期清洗液压油箱,定期清洗或更换液压油、润滑油及滤芯。
柴油发电机冷却系统的维修
西北地区水质硬、碱性大,发动机水箱必须加入性能好的防冻液。严禁加水,否则对缸体、缸套腐蚀很大,特别是对斯太尔发动机尤为重要。曾有1台斯太尔自卸车,头几年发动机水箱一直是用防冻液,后因水管接头破裂,防冻液漏失而临时加入了水,结果工作不到1个星期,发动机出现高温、翻水现象。拆卸机体后看到缸套已蚀穿,其他部位水垢也较厚。
柴油发电机绞接销套部位的维修
(1) 康明斯发电机组的绞接销套大都是半开式、采用润滑脂润滑的,沙尘极易黏附在销套上,加速其磨损。故应加强对销套的润滑,应该用耐高温、耐水、耐腐蚀的润滑脂,如二硫化钼。用清洁的润滑脂将受沙尘污染的润滑脂挤出,减少磨损。
(2) 对销套的两端用粗的O形圈或耐油橡胶垫进行密封,减少沙粒的侵入。
发电机组日常维修
(1) 在沙漠地区,一般情况下,对康明斯发电机组只进行日常保养和小修。对拆下的油管或部件要用干净、厚实的塑料布包好。严禁拆卸和修理发动机、液压系统,确要修理应送至远离风沙的场所进行,以防沙尘进入,使修理工作前功尽弃。
(2) 风冷发动机若出现冒黑烟、功率不足时,要配套更换新件,不能仍用肉眼和手感来判断活塞缸套有无磨损。如有1台FL912风冷发动机的振动碾,一加负荷便出现冒黑烟、工作无力的现象,经拆检观察、触摸缸套活塞均无明显磨损,油泵、进气系统也未发现问题。为降低成本,只换了一套新活塞,可装好后试机问题仍然存在。经再次分析判断,是活塞缸套间隙问题,遂更换了一组新的活塞缸套,试机后工作正常。
结语
发电机组在新疆沙漠地区作业时要结合当地的气候、自然条件的特点,注意采用正确合理的使用、维护措施,综合考虑各种因素的影响, 程度地提高机械
作业效率,以保证企业经济效益的不断增长。
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如何通过排气的颜色判断发动机的技术状态
柴油发电机工作时,燃料在气缸内燃烧后生成废气排出机外。当发动机工作正常和燃料燃烧时,废气中主要有水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮气(N2),废气一般呈浅灰色。当燃料不燃烧或发动机工作不正常时,废气中还会有碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和碳粒等有害物质存在,使废气的颜色呈现白色、黑色或蓝色。可见,发动机排气的颜色能反映燃料燃烧状况和发动机技术状态。因此,维修人员可以通过发动机排气的颜色判断发动机的技术状态。
一、 排气冒黑烟
排气中的黑烟主要是燃料不燃烧的碳粒。因此,燃油供给系统燃料的过量供给,进气系统空气量减少,缸体、缸盖与活塞构成的燃烧室的密封性差,喷油器喷射质量差等因素都会使燃料燃烧不全,从而使排气冒黑烟。排气冒黑烟主要有以下原因:
1.高压油泵供油量过大或各缸供油量不均匀
2.气门密封不严,造成漏气,气缸压缩压力低
3.空气滤清器进气道阻塞、进气阻力大,使进气量不足
4.缸套、活塞、活塞环严重磨损
5.喷油器工作不良
6.发动机负荷运转
7.喷油泵供油提前角过小,燃烧过程后移到排气过程进行
8.汽油电喷系统控制失效故障等
对于冒黑烟的发动机可通过高压油泵调校,喷油器喷射试验检查,气缸压缩压力测量,进气道清洁,供油提前角的调整、汽油电喷系统故障诊断等工作予以检查和排除。
二、 排气冒白烟
排气中的白烟主要是未充分雾化和燃烧的燃油颗粒或水汽,因此,凡是导致燃油无法雾化或水进入气缸内都会使排气冒白烟。归纳主要有以下原因:
1.气温低且气缸压力不足,燃油雾化不好,特别是冷起动初期排气冒白烟
2.缸垫损坏,冷却水渗入气缸内
3.缸体裂,冷却水渗入气缸内
4.燃油中含水量大等
冷起动时排气冒白烟,发动机暖机后白烟消失应视为正常,若机组(修理服务)正常运行时仍冒白烟则为故障,应通过观察水箱内冷却水是否不正常消耗,各缸工作是否正常,油水分离器是否水量过多等进行检查和分析,排除故障部位
三、排气冒蓝烟
排气中的蓝烟主要是机油过量窜入燃烧室参与燃烧的结果。因此,凡是导致机油窜入燃烧室的原因都会使排气冒蓝烟。归纳主要有以下原因:
1.活塞环断
2.油环上回油孔被积碳堵塞,失去刮油作用
3.活塞环开口转到一起,造成机油从活塞环开口上窜
4.活塞环磨损严重或被积碳卡滞在环槽内,失去密封作用
5.气环上下方向装反,把机油刮入气缸内烧掉
6.活塞环弹力不够,质量不合格
7.气门导管油封装配不当或老化失效、失去密封作用
8.活塞、缸筒严重磨损
9. 机油加入量过多,使机油飞溅过多,油环来不及刮下缸壁多余的机油等
排气冒蓝烟必然伴随着油消耗增多,有的操作员称“烧机油”。机油、燃油消耗比一般为0.5%~0.8%,机油消耗过此值时排气中将有蓝烟产生。发动机冒蓝烟的故障,一般要通过发动机解体、检查,才能找出原因并确定排除故障的方案。冷机状态排烟发蓝,但机油消耗正常的,与燃料有关,视为正常。
发动机排烟一般应在发动机暖机状态时检查,通过发动机低速、中速、高速及加速过程中排烟颜色的变化进行分析
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全新发电机组或设备大修后使用中的几点错误做法
柴油发电机组在使用过程中发动机的故障较多。 为此, 笔者走访和调查了一些柴油发电机组修理厂和一些拥有大量柴油发电机组的施工单位。根据调查结果发现,在使用中发动机产生的故障主要是由于发动机的使用维护不当所造成的。 由于一些机手技术素质不高或思想不够重视,在使用柴油发电机组时,不能严格执行有关规定和操作规程, 甚至还采用一些错误的做法进行操作和维护,造成了发动机磨损加剧,功率下降油耗上升,从而导致发动机过早产生故障。现将调查结果及个人的一些建议归纳总结如下。
1 新发动机或大修后的发动机不进行磨合
新设备或发动机大修后,更换了气缸套、活塞、活塞环和轴瓦等零件,而没有经过充分的磨合,立即进行重负荷作业,会造成零件的早期磨损,有的还会出现拉缸、烧瓦现象。 例如有一台TY220推土机上装用的是NT855柴油机,大修后没有按要求进行磨合就直接重负荷作业,结果工作不到20 h就出现了烧瓦现象。
2 发动机冷启动后就立即高速运转
发动机冷启动后,由于发动机处于冷态,机油粘度高,油道阻力也大,机油泵的转速较低,供油量较小,使得机油进入摩擦副的时间滞后,发动机的各部分还没有得到充分润滑, 会造成发动机的齿轮及轴承由于润滑不良而损坏, 同时也加剧了气缸及轴瓦的磨损。
特别是带有涡轮增压器的发动机会造成涡轮增压器的转轴烧蚀。由于增压器转轴的转速较高,因此滚动轴承无法适应,只能采用浮动轴承结构,即转轴在轴套内高速旋转的同时, 轴套还可在压气壳与涡轮壳内低速旋转。 这样,轴套内、外圆必须具备完整的油膜,才能确保增压器的正常工作。 为此,柴油机启动后应空转一会,机油温度上升,流动性好转,增压器得到充分润滑后方可提高转速,投入作业,这一点在寒冷的冬季更为重要。 例如有一台从俄罗斯进口的T-330推土机,发动机为B-400柴油机(V形8 缸带两个增压器,功率为300kW)。这台推土机从运载设备上卸下时正是寒冬季节(气温比较低),卸下后,机手立即启动发动机,随后高速开回工地,次日发现可以空转,但一加载就走不动了。原来是增压器因润滑不良而烧蚀转轴,缸内进气量随之减少,机设备功率就大幅度下降。
3 柴油机突然熄火
当装有增压器的柴油机在高速运转时突然熄火,机油泵立即停止转动,增压器内的机油也停止流动,如果此时排气歧管的温度很高,其热量会被吸收到增压器壳体上,将停留在那里的机油熬成积碳。当这种积碳越积越多时就会阻塞进油口, 导致轴套缺油,加速转轴与轴套之间的磨损,甚至产生“咬死”的严重后果。 因此,柴油机停转前一定要先卸荷,使其空转,待发动机温度下降后再熄火。
4 使用劣质柴油
使用不合格的柴油。 由于劣质柴油的十六烷值不符合标准,造成发动机燃烧状况不良,积碳多,发动机活塞环烧结引起拉缸。 同时劣质的柴油也加速了喷油泵柱塞、出油阀及喷油器的磨损。