柴油发电机频率不稳故障,从油路、调速方面对康明斯柴油发电机组进行分析,提出油路检修解决方案和故障应急处理办法。
故障现象
机组发动机型号为KTA38-G2,四冲程,60°V 形,12缸,800kW,进气方式为涡轮增压中冷,压缩比为14.5:1,燃油系统形式为康明斯 PT 直喷系统。
2011年上半年,康明斯柴油发电机组先后出现两次频率不稳故障,其中第二次导致突然停机。
巡检人员从控制面板上显示的运行数据发现频率波动范围较大(47.5~51.5Hz),瞬间波动有剧烈跳动现象。
发动机排气声音不匀,有“游车”现象。
故障原因分析
康明斯柴油发电机组供电频率不稳,主要表现在机器转速不稳,这与多种因素有关,比如燃油中有空气或水分、喷嘴总成失效、油门调整不当或油路阻塞、周率转换器或周率表失效、电子调速器故障、柴油发电机组运转震动太大、负载波动大、燃油滤清器失效、燃油泵故障等。
根据现象分析,发电机组撬块是焊接在比较平坦的平台甲板面上,机组和安装底座的螺栓没有松动现象,巡检人员现场感觉机组无明显振动,可以排除振动大的因素。
机组运行环境比较稳定,突然加载和卸载的情况不多,平时所需功率一般稳定在 400kW左右,机组几乎不存在负载波动范围大的问题。
由于是刚调试完投入使用的新机组,喷油器 和燃油泵本体故障的可能性很小,事实上,拆开 PT泵进口燃油滤网时,发现滤网的确不脏。
结合以往操作使用与维修保养历史,重点锁定两个方面的原因。
机组油路主要由柴油箱、油箱出油低压管、一级油水分离器 4套、二级柴油过滤器两组(每组两个)、PT燃油泵、高压油管、回油管、开关阀门及其他管件接头组成。
正常运转期间,只使用一组二级柴油过滤器,一组备用。
根据维修人员反映,当发生频率不稳现象后,只要及时将在役柴油过滤器切换到备用组,就会稳定很多。
近从拖轮上补给的柴油质量不好,直接从取样口排放观察,发现柴油有浑浊现象。
这些现象说明柴油因素引起油路进水、脏堵或者柴油滤油器的滤芯质量不合格。
停机后,维修工更换一级油水分离器滤芯时,发现有一个滤器压盖很难拆掉。
经检查,该滤器外壳发生变形,O形密封圈有不同程度的磨损、老化现象。
厂家技术人员告知,机组油路的连接球 阀质量不佳,可能会漏气。
现场调研还发现油箱直接固定在机组橇块底座甲板上,柴油液位总高度低于一级油水分离器顶部位置,一旦油路不畅或者滤器脏堵时会增大低压油管的负压,如此一来,管路密封不好也看不到柴油泄漏现象,很可能导致进空气。
2.调速板性能不稳定
机组专用调速板如图1所示。
其中 DROOP 为有差调整,调节下垂,调整范围:
额定速度的0~10%,GAIN 是速度控制的增益调整,影响动态过程的调速率幅度,RUN SPD是在机组运转中调整转速,IDLE SPD 是调整怠速。
以上调整都是顺时针方向旋转为增大。
在以往发生频率不稳故障时,曾经调过增益,稳定性较差,运转一段时间后又会出现频率波动。
期间更换过调速板,怀疑调速板工作性能不稳,更新调速板后,仍然有频率波动现象,可以排除调速板问题。