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摘要:由于柴油发电机组是一体的,在设计阶段应考虑这种完整性,例如柴发室地板应不漏水,以防止油、燃料或冷却液泄漏到附近的土壤中,且必须符合防火规定。此外,房间的地板和底座应根据柴油发电机组的静态和动态重量进行设计。康明斯公司在本文中根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014,2018年版)简称《建规》、《民用建筑电气设计标准》(GB51348-2019)简称《民电标》的相关规定,提出下列在建设柴油发电机房中的一些误区问题及解决方案。
一、设计前注意事项
对发电机房的位置和大小的选择要十分慎重,如果发电机房不合适,发电机组的性能不能充分发挥,对操作和维修带来困难,作再改造要花额外的费用。设计机房前应先确定下列事宜:
(1)总使用面积及局限性;
(2)任何噪音的限制(例如办公区或居民区);
(3)机房通道、机组运输及安装的可行性;
(4)服务车辆的可到达性;
(5)地面(水平或倾斜)。
(6)柴油发电机房应清洁、干燥、光线充足、通风良好。
(7)必须注意确保热量、烟雾、油蒸气、发动机废气和其他排放物不会进入房间。
(8)房间内使用的绝缘材料应为不易燃阻燃等级。
用户可结合发电机组机房,参照图1进行布置。发电机距墙壁应在1米以上,以便于安装及维护。最后应把发电机组调成水平。
柴油发电机房常规布置图
二、设计时注意事项
1、机房不宜机械补风
柴油发电机运行需要通风和补风,散热器大多数采用风冷散热,加上柴油燃烧、机房通风降温换气,补风量很大,基本是几万CMH,若自然补风,风速1.0~1.2m/s,竖井面积需要10平方上下,实际上业主很难接受这么大面积的风井,因此设计人员采用了机械补风。
发电机启动,往往是市电没电。发电机正常供电前,如何为机械补风供电是个难题,所以不宜采用机械补风。
因此,在有条件设计自然进风的情况下,尽量不要采用机械强制进风;若进风量确实不够,应将机械补风的电源直接接到柴油发电机组输电端,以求尽量节省风机供电时间。
2、机房通风竖井宜独立,禁止设置防火阀
机房、通风竖井与室内需要防火隔墙,风管穿过需要设防火阀,直接通往室外,不是室内,不是防火隔墙,是外墙。直接设置百叶便可。很多设计画蛇添足,加了防火阀,存在影响使用的隐患。
火灾期间,发电机启用,可能造成发电机房温度较高,更需要通风,若此时防火阀关闭,不是雪上加霜就是火上浇油。
3、机房温控设计需因地制宜
发电机房可采用温控自动控制降温风机启停,要和柴油发电机组联动开启,南方项目启停风机温度宜为40℃~35℃,且应根据具体位置实际情况调整。《民电标》6.1.14的设计参数,可以判断专家来自严寒地区,因此本文不讨论。
4、通风机应按消防负荷设计
除了柴油发电机自带动力设施的设备,其他通风机,要保证柴油发电机正常启动运行,因而必须至少双电源、双回路供电,且为柴油发电机服务的设备,均要求同时得到柴油发电机的供电。
5、油箱间不需要防爆风机和排风机
常用柴油是丙类,而牌号35#、50#柴油是乙类,严禁在建筑中使用,有专家建议设计说明注意写上使用闪点>60℃的柴油,但笔者认为,我国绝大部分地区市场上都购买不到35#、50#柴油,说明可写,但实际上不起作用。
《建规》9.3.4:空气中含有易燃、易爆危险物质的房间,其送、排风系统应采用防爆型的通风设备。9.1.4:民用建筑内空气中含有容易起火或爆炸危险物质的房间,应设置自然通风或独立的机械通风设施。至于还有一些规范,也抄袭
《建规》9.1.4、9.3.4,但少抄几个文字导致意思大改,本文没兴趣探讨。
由于柴油不是易燃、易爆危险物质,空气中更没有,因此不需要防爆,也不需要独立风机,
6、若采用气体灭火系统,油箱间不需要设置泄压口
油箱间允许防火门外开(开向发电机房)。按防火门产品标准,闭门器造成执手处较大开启力≤80N,当防火门板门扇按1米宽,2米高估算(dm=0.06m),只要油箱间与发电机间存在100Pa压力差左右,门就推开泄压了,计算过程参见本公众号文章《住宅前室余压传感器设计存在问题》。设置气体灭火系统的房间,要求墙体等围护设施至少满足1200Pa的气压,而且泄压口开始泄压一般在120Pa到几百Pa,也即是说,即使油箱间设置泄压口,在泄压口开启前,防火门已经被推开泄压,造成泄压口不起作用。
7、若采用气体灭火系统,油箱间不需要设置防火阀
若采用气体灭火,油箱间排风管穿防火隔墙,建议设置280℃关闭的排烟防火阀,不建议采用防火阀,排风机相应采用消防风机。理由是油箱间火灾,降温困难,若是常规采用防火阀,需要很长时间才能开启,导致不能事故排风、排烟,后果是不断从门缝泄入发电机间。
8、烟雾探测器设置两个以上
若采用气体灭火、水喷雾等需要火灾探测系统联动的灭火系统,油箱间应至少两个探测器,且宜为感温+感烟,作为触发信号“与”逻辑启动灭火系统。油箱间除了火灾无烟,可采用感烟探测器。
9、机房尽量不设置感烟探测器
若发电机房采用气体灭火、水喷雾等需要火灾探测系统联动的灭火系统,发电机房除了感温探测器外,门口附近应增设手动火灾报警按钮,也可以增设感烟探测器。一直不让发电机房使用感烟探测器,理由是发电机能“产烟”,造成误动作。但实际上,发电机房的尾气排气管、散热风管,都封闭接入尾气处理间、排风井,漏气可能也小。只有检修、测试时有可能产生烟气、粉尘等妨碍感烟探测器工作的情况,但此时间机房内有人,自动灭火系统应改成手动状态。
9、油箱间应有呼吸管、加油管设计和合理敷设位置
大部分项目设计,基本上都是空白,理由是厂家深化,而地下室土建施工较早完成,厂家介入时已经没有设置呼吸管、加油管的空间和可能。从而造成呼吸管设于室内,且没有加油管,很多用户的柴油只能从电梯人工运输进入机房,此举不但效率低下而且安全性上也危险。
10、机房不可设于裙楼屋顶、二层及以上楼层
发电机房宜布置在首层或地下一、二层的理由如下:
(1)由于存在各种运输车辆(包括人力车)通行通道,安装、维修时方便发电机或零部件运输;
(2)日用油箱加油,可直接从加油管管口重力加油;
(3)地下一般为车库,容易找到位置,避免布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻;
(4)市政停电时使用发电机,运行噪音影响较小。
《民电标》6.1.2规定发电机房宜布置在首层、地下室、裙房屋面。6.1.11要求应设置输油管道、预留移动式输油泵操作空间,输油管底部设手动泄油阀,虽然解决加油问题,但污染环境,又存在风险。如果建筑高度较高,如400m以上的建筑,也没必要将发电机设于高楼层,可以在地下室设置高压柴油发电机。
11、机房宜直接通往室外或安全出口
直接通往室外或安全出口,不是方便疏散,而是方便火灾时从室外进入应急人工启动柴油发电机,因此,位置也不宜距离消防车道、操作场地和消防控制室过远。
12、机房应在设计时预留井道
当柴油发电机房设在地下时,宜贴邻建筑外围护墙体或顶板布置,机房的送、排风管(井)道和排烟管(井)道应直通室外。实际上很多做不到,发电机房常常设于大地下室的几何中心,也不能贴顶板,上面甚至还有楼层。但问题不大,只需预留好各种井道,包括加油管、呼吸管井道等。
13、地下室机房,地面不宜局部下降,且至少垫150mm垫层
地下室消防排水能力小于消防用水,原因是允许地下室一定的蓄水深度,发电机房一般采用喷淋灭火,地面若局部下降,容易造成发电机被淹。
发电机房宜采用"顶凸"形式解决净高问题,结构底板平其他位置,至少垫150mm垫层,使一般地下室积水不能进入,且提供埋管、设漏油沟空间。
当不得已地面需要局部下降,发电机房建议改用水喷雾等其他灭火系统。十五、发电机尾气高空排放,应考虑热动力可能,尽量协调,采用尾气净化及低空排放方式。
由于环保原因,几乎每个项目需要进行评估,不少地方强制高空排放,而建设项目中,发电机房不一定在塔楼下方,需要水平敷设尾气管,再通过高层建筑屋面排放,基本造成尾气管不能排气,柴油发电机不能启动。
14、集水坑不宜设于地下室机房内,宜设于附近,通过埋设排水管接入。
集水坑不设于机房内,避免潮湿,减少淹水风险(排出管倒灌)。
15、防止油品流散的设施做法
《建规》5.4.15强制要求储油间油箱的下部应设置防止油品流散的设施,大部分设计采用300高门槛,并设置防水措施。除此之外,应设微型积油坑,埋沙土收集漏油。有些项目,储油间面积小(1m²出头),门槛也只有200mm高,若油箱漏油,下方0.2立方不起作用。防止油品流散的设施做法,应核算门槛储存容积大于油箱较大储油容积。
16、油箱间不得设置地漏
油箱间设置地漏,违反《建规》5.4.15强制要求,但竟然存在不少这样的设计。设计院的理由是参照07FJ05-9储油间设置地漏。
07FJ05-9是《防空地下室移动柴油电站》,平时可能是停车位等空间,临战时改成移动柴油电站。储油间设置地漏,不是平时或战时排水,而是洗消排水,战时电站均是染毒区,需要洗消,洗消废水排至洗消集水坑收集,专业队运输至专业处理地方集中处理。
平时是停车或其他用途,没有储油,战时储油,但战时不考虑消防,因此可行。08FJ04《防空地下室固定柴油电站》,更直接,储油间设置积油沟连通发电机间积油沟,门槛也不需要。原因只有一个,战时不考虑消防,一切消防规范在战时不适应。GB 50098-2009《人民防空工程设计防火规范》也仅仅适合供平时使用(部分功能)的人防工程防火设计。
总结:
可靠的电力对于所有设施都是必不可少的,但对于医院、数据中心和许多企业和工厂等场所来说更为重要。因此,许多企业正在购买柴油发电机组以在紧急情况下为其设施供电。在为企业配置柴油发电机组时,至关重要的是要考虑柴油发电机组的空间、位置的合理性。如果计划将柴油发电机组放置在建筑物中,则必须确保它符合所有柴油发电机组机房设计要求。由于大型柴油发电机组占用大量空间,因此在提供必要的安装区域时经常会出现问题。在建筑整体设计开始时,康明斯发电机厂家建议在与供应商或专业工程师协商后进行柴油发电机设计,以确保柴油发电机组与其附属设备一起能够按正常的方式运行。
康明斯公司正式入驻东亚探讨中心柴油发电机新工厂
导读:康明斯是全球先进的柴油发电机和天然气发电机制造商,为各行各业供应技术领先、可靠耐久、有效节油、清洗环保的柴油发电机、天然气发电机和发电机组。康明斯拥有全系列的大马力发电机和发电机组产品线,以其优良的可靠性及燃油经济性在全世界广泛运用。通过遍布190个国家和地区的500多家康明斯分销商以及5200多个提供商网点,向全球客户提供全方位的产品和售后服务支持。2022年10月10日上午9点钟,康明斯中国的首批200名作业人员入驻康明斯东亚研发中心的新基地。由此意味着康明斯东亚研发中心的重新开启新篇章,其研发力量逐步从沌口向军山新城转移。该基地的新厂房建筑面积扩展为17566平方米,是原研发中心的4倍,并新增10个世界一流水平的发电机试验台架,其中包括4个混和动力发电机试验台架、冷启动试验室以及噪音震动实验室。新基地还专门建设一栋新能源动力研发楼,配备较新燃料电池实验室、动力电池实验室、传动系统实验室,及整车轮毂实验室等。较先入驻的200名研发及专业技术支持人员结构技术团队,与欧美市场同步进行发电机产品和技术的研制开发。此次正式入驻完成后,标志着东亚研发将成为仅次于美国总部技术中心的康明斯全球第二大研发装置。作为康明斯在中国市场的长久战略之一,康明斯东亚研发OEM主机厂是康明斯工厂和东风康明斯发电机服务站共同投资组建的合资企业,也是外资柴油发电机企业在华设立的首家技术研发中心,详细提供柴油及压缩天然气发电机、发电装备以及过滤/排气元件的研究开发和实验发展(包括为研发活动服务的中间试验),以及工程技术服务和支持(“技术服务”)。技术服务包括:适应性开发、产品开发、货源鉴定、供应商开发、排放测试、认证服务、客户运用工程布置以及针对中国市场的电力处理步骤的开发。“武汉一直是康明斯在华投资较重要且较为集中的地区。”康明斯东亚研发中心总经理刘志礼推荐,康明斯东亚研发中心落户武汉以来,康明斯燃油系统、康明斯电力随之布局武汉经开区,康明斯在武汉建立了包含技术研发、零配件及整机的高端制造、分销服务等全价值链运营体系,辐射全国乃至全球的动力产业。康明斯东亚研发中心是由东风公司和康明斯合资设立,2006年8月在武汉经开区现代服务业产业园竣工投用,是康明斯在美国以外投入较大的技术中心,提供产品开发、排放试验和运用工程在内的全方位技术研发和工程服务。康明斯与东风公司合作设立的康明斯东亚研发服务站的成功奠基标志着中国市场在康明斯全球研发战略地位的重大提高,对中国发电机产业的技术进步和关键研发人才的培养起到推动功能。公司将本着立足中国,面向国际的研发方针,充分利用中国市场的巨大功率,开发不仅能够满足国内市场需求,而且具有一流国际竞争力的新一代发电机平台。柴油发电机组的技术维护规范
摘要:康明斯柴油发电机组的技术维保就是定时地对柴油发电机各零配件进行装置、细致的检查、调整和清洁,以提供柴油发电机正常运行所必需的良好的作业要素,防范康明斯柴油发电机早期磨耗和各种损坏产生,充分发挥柴油发电机的作业效能和经济效益。因此,在柴油发电机使用程序中必须建立一套切实可行的保养规则和计划,认真作好各项维保作业。如果油面没有达到规定油面,应加机油。检查首先用柴油发电机的机油尺来检查机油平面。为了得到精确的读数,机油平面应停机15分钟后,机油流回到机油盘时检验,机油尺度保持和原产的机油盘配对,尽可能地保持机油平面接近高位“H”标记处。警告:当机油标记低于低位标记“L”或高于高位标记“H”时决不要操作柴油发电机(如果必要,则添加柴油发电机中品质和牌号相同的机油)。首先检查是否有外部空气漏入,防锈水或机油渗漏。拧紧螺钉连接处、接头等或者按需要可更替垫片。检查机油尺各加油管道盖,看是否紧固严密,发现泄漏应立即处理。检查燃油箱内的燃油是否足够,不足时应加足;包括柴油泵的“非法”调查或碰伤的情形,查看全部连接处有无渗漏或损坏。查验进气管各连接处,查看进气管各连接处,卡箍是否松动,软管是否有龟裂,穿孔或损伤,是否有软管断裂或其它损伤,拧紧卡箍或按需要替换零件,保证进气机构密封良好,确保全部空气均通过空气滤清检查仪表接头是否松动,指针是否已归零以及可能的故障部位。必须要系统地查验,随意查看只能使修理变得复杂,造成混乱和无用的修复。尽量使用测试仪表和测量设备,以便得到较准确的结果。驱动皮带,视检风扇、水泵、充电机皮带是否故障或松弛,扣故障应换新。且进行调节松紧度,如有必要请专业技师进行调整。5、查验充电发电机风扇传动带的密封性。(通常来说,在三角带中间有3到5公斤的压力,皮带应该在10到20毫米之间)。(1) 启动柴油发电机使之达到工作温度,停机从油底壳底部卸下放油螺塞(或打开放油开关)放出机油。(3)拧下组合式机油滤清器,向新机油过滤器中加注干净规定类型机油,用手拧紧到密封垫接触到滤清器为止,然后再拧紧1/2到3/4圈。8、更换柴油滤清器、水格、空气滤清器,拆下柴油滤清器、水格、空气滤芯,对新柴油滤芯,加注干净的柴油,水滤芯可直接装配,不需另外加水,装配方式同上面“机油滤清器安装法”,清洁空气滤接口或者集尘盘再进行安装。注意:康明斯柴油发电机通常每累计运转250小时或半年(以先到为准)更替机油,机油过滤器,柴油滤芯,水滤清器,必要时添加DCA防锈水,运转450小时替换空气过滤器。警告:所更替的机油一定要符合标号的原装机油,过滤器要用质量可靠的原装或附厂件,否则会引起柴油发电机磨耗或烧主轴,拉缸等毁灭性的故障。警告:坚持定时二级维保查看时对发电机完善维保方面是非常重要。柴油发电机运转(包括负载因数和燃油消耗)的直接结果是污染机油。在修理柴油发电机后,重新加进去的机油,必须采用新的机油,而不能再用从油底壳中放出的机油。3、查看冷却机构,保持冷却水加满到作业平面,每天或每次开机前查看冷却液平面,剖析水箱宝消耗的起因,检查防锈水平面,只有在冷却装置冷却后进行。去除水箱宝系统水道中的污垢和沉积物。康明斯PT喷油泵、喷油嘴、调速板的构成原理
摘要:康明斯柴油发电机PT泵的基础机理是液流的体积是与流体压力、流过的时间以及液流的管道截面尺寸成比例,因此在构造上,以喷油泵输出压力和喷油咀进油时间对进油量的影响来控制供油量,调节要素是压力和时间,故称PT机构。在PT喷油泵中,PT型柴油泵为较基础的燃油泵,构造较具有代表性。PT型燃油泵具体由齿轮泵、减震器、节流轴、调速板、停机阀等几部分结构。 为适应增压发电机的要求,使喷油泵的供油压力随发电机增压压力的大小而变化。 齿轮式输油泵、稳压器、柴油过滤器、断油阀、节流阀及MVS调速板和PTG调速器等结构一体,并称此组合体为PT柴油泵。(1)齿轮泵由一对齿轮和齿轮泵体、齿轮泵盖等结构,用途是输送燃油。齿轮泵的输出油量和供油压力随齿泵转速的增加而增大。输油量一般是额定工况所需量的4-5倍。(2)齿轮泵出油口后端的油流通往减震器总成。钢质的减震器膜片能吸收齿轮泵泵油时出现的压力脉冲,并使整个燃油系统的油流平稳。(3)与泵体回油道相连的一端压装有压力调整阀。喷油泵工作时,调速板和泵体中的回油克服压力调节阀的弹簧力而进入齿轮泵的进油腔,在泵体形成3.4-4.1Pa的低压油,使空气无法进入泵体。(4)齿轮泵的转速和柴油发电机速度相同,旋转方向可由齿轮泵体和泵盖上特殊的凸缘标记(或减振器的位置)来预判。从燃油泵的后端看,若凸缘标记在齿轮泵的右上方(减振器靠柴油泵右侧),则齿轮泵为右转。反之,若该标记在齿轮泵左下方(减振器靠喷油泵左侧),则齿轮泵为左转。 齿轮泵的冷却润滑程序如图1所示。PT(G)型泵所采用的是整体冷却式齿轮泵。整体冷却式齿轮泵上面打印有“AR”或“BM”记号,从齿轮泵端面间隙泄漏的燃油,一部分自齿轮泵主动轴从前轴承间隙流到PT泵泵体内,其余在润滑和冷却4个轴承后,经过3个轴承和总回油管再流回油箱。(6)在弯管接头中有一个弹簧止回阀,其作用是避免停机时,喷油嘴回油管中的燃油或空气通过此处倒流。当柴油发电机作业时,齿轮泵中的回油压力推开此阀进行回油。 滤网式磁性过滤器的用途是再次滤除喷油泵所输出的燃油中的杂质和铁屑,详细构成是金属滤网里加一个磁芯。滤网可滤去杂质,磁芯可除去细微的金属铁屑。 其功能是稳定怠速和限制较高转速,并能随转速和负载的变化自动调整供油压力,从而调整供油量。在中间转速时,由操作员改变节流阀(油门)开度来控制供油量。 供使用人员在怠速范围以上,按不一样速度和负荷因素的需要控制速度。 位于柴油泵壳的上部,速度可以通过位于燃油泵顶部的VS速度控制杆加以改变。这种柴油泵能在柴油发电机整个转速范围内提供平顺的转速调整和适应取力系统等不同速度的要求。 组成如图2所示,也叫停机阀。功能是停机时,可将此阀关掉,切断通往喷油泵的燃油。安装在泵的燃油出口处,一般是既能电操纵也能手操纵停机阀是一个电磁阀,由电磁铁阀板(圆盘形)、回位弹簧、手控制螺钉等构造。原理如下:(1)通电时,阀板被吸向右方,处于开启位置,燃油即能通过。反之,断电时,阀板在回位弹簧的作用下压向阀座,燃油被切断。(2)如果由于电气机构的故障,电流不通时,阀片就吸不开,柴油发电机就启动不了。为使柴油发电机在启动线路有故障时仍能起动,可拧进手控制螺钉,迫使阀板顶开,停机时须使螺钉拧出使之断油。 启动时,节流阀开度较大,因为速度很低(190-250转/分),调速柱塞6处在极左位置,齿轮泵的流量和压力极小,不能使调速板柱塞和怠速柱塞分开,使旁通油道关闭,全部柴油经怠速油道和节流阀通道流往喷油器。 PTG调速板的用途之一就是能使柴油发电机保持稳定怠速。怠速时,节流阀关闭,燃油经怠速油道绕过节流阀流往喷油咀。 当柴油发电机怠速转动时,调速柱塞稍右移,因为速度低,齿轮泵来的油压也低,压力油穿过调速柱塞的径向孔道、中心孔道,推动怠速柱塞,使怠速弹簧稍有压缩,从而使调速柱塞和怠速柱塞略有分开,少量的柴油从旁通油道流回油泵,其余的油则通过怠速油道流往喷油器。如果由于某种外界缘由使柴油发电机转速下降,由于飞块离心力降低,调速柱塞因推力瞬时小于两上柱塞端面间的油压而左移,与此同时怠速弹簧便推动怠速柱塞也向左移动,于是怠速油道开度增加,喷油量随之增加,柴油发电机转速相应回升。反之,如果柴油发电机转速升高,调速柱塞右移,关小怠速油道,燃油量减轻,柴油发电机速度下降,这样就保证了柴油发电机在怠速下稳定运行。 推压怠速柱塞的弹簧力是由怠速弹簧和高速弹簧两者弹力所构造,其动作程序图3所示。调速柱塞的位移取决于怠速弹簧的刚度。在怠速时,高速弹簧已伸长到自由状态,仅怠速弹簧起功能。因怠速弹簧刚度较小,飞块推力稍有改变就会使怠速柱塞有较大的位移,因此可使燃油量及时改变,转速波动就很小。卸下螺塞后,拧进或旋出怠速调整螺钉,就可以对怠速进行调整:拧进螺钉,怠速速度增强;拧出螺钉,怠速转速减轻。 中速柴油发电机在中速时,由使用员控制使节流阀开度增大,怠速弹簧受到较大的压缩,高速弹簧也开始受压缩,轴向推力使调速柱塞右移,关闭了怠速油道。此时,齿轮泵油压使调速柱塞和怠速柱塞分开,调速柱塞和怠速柱塞的间隙增大,从旁通道油道回流的油量比怠速时稍有增加,其余的燃油则从主油道、节流阀、通道流向喷油嘴,流向喷油泵的燃油流量和压力均比怠速时高。 PTG调速器另一个用途就是限制发电机的较高速度,随着发电机速度升高,调速柱塞向右移,压缩高速弹簧。在接近较高速度时,通往节流阀的主油道被柱塞逐渐关小,这时因为速度再升高主油道接近关闭。由于节流用途,喷油泵进油压力急剧下降,喷油量减轻,速度立即下降。较高转速由PTG调速器的调速弹簧的弹力所决定,其大小可利用垫片调整。增加垫片,较高转速升高;减小垫片,较高转速下降。燃油压力和发电机转矩随发电机速度而变化的曲线、飞车 在柴油发电机速度继续增高时,柱塞右移,压缩调速弹簧,当转速增高到额定速度时,调速柱塞移向极右端,柱塞将通往节流阀的油道关小。同时柱塞上的小孔对准旁通油道,使大量柴油旁通回齿轮泵进口处,因此通向PT喷油器的油压骤降,从而使喷油量及转速受到限制,使柴油发电机停机以防转速失灵。 当发电机的速度不高时,调速板柱塞位于左边,高速调校弹簧处于松弛状态,如图a。速度增至较大转矩点时,调校弹簧的右端开始与柱塞套筒相接触。转速再上升,速度控制器柱塞继续右移,高速校正弹簧2被压缩。这样调速器柱塞的功能力被高速校正弹簧抵消一部分,使燃油压力下降,循环供油量减少,相应的发电机转矩随转速上升而略有下降,提升了发电机的转矩适应性。 低速调校弹簧是装在飞块助推柱塞的左端。当转速高于最大功率点转速时,调速柱塞靠向右方。此时低速功率调校弹簧处于自由状态,如图(a)。当速度降到小于最大功率点速度时,调速柱塞继续向左移动,便压缩低速功率校正弹簧,如图(b),此弹簧使飞块助推柱塞和调速柱塞均受一向右推力。因为推力增大,燃油压力也相应增大,柴油发电机功率上升。这样就减缓了柴油发电机低速时功率减少的速率,增强了柴油发电机低速时的适应性。 综上所述,PTG调速板可自动限制较高速度及维持怠速稳定运行;因为装有功率校正弹簧,所以使得柴油发电机外特征的适应性系数较大;在高速和怠速之间,调速板不起功用,由操作员操纵旋转式油门(节流阀)的开度而实现加油和减油。 PT喷油嘴分为法兰型和圆筒型两种。法兰型喷油咀是用法兰安装在气缸盖上,每个喷油咀都装有进回油管;而圆筒型喷油器的进油与回油通道都设在气缸盖或汽缸体内,且没有安装法兰,它是靠安装轮或压板压在汽缸盖上的,这样既减小了因为管道故障或泄漏引起的损坏,也使柴油发电机外形设计简易。圆筒型喷油器又可分为PT型、PTB型、PTC型、PTD型和PT-ECON型等。其中PT-ECON型喷油咀用于对排气污染要求严格的柴油发电机上。法兰型和圆筒型喷油泵的工作原理基础相似,但在构成上有些差异。PT喷油泵可大致分为两种基本形式:(1)具有装配法兰型的PT喷油器 法兰型喷油咀的组成如图5所示,具体由喷油泵体、柱塞、油嘴、弹簧及弹簧座等组成。图1中的数字代表的零件名称分别为:10-回油量孔;11-储油室;12-计量量孔;13-垫片;14-油嘴;15-密封圈;16-连接管;17-滚轮;18-喷油凸轮;19-发电机机体;20-滚轮架轴;21-调整垫片;22-滚轮架盖;23-滚轮架;24-推杆;25-摇臂;26-锁紧螺母;27-调节螺钉;28-进油量孔;29-柱塞。 油嘴下端有8个直径为0.20mm的喷孔(NH-220-CI和N855型柴油发电机圆筒型喷油嘴的孔径为0.1778mm;NT-855和NTA-855型柴油发电机圆筒型喷油咀的孔径为0.2032mm;NH-220-CI型柴油发电机法兰型喷油咀的孔径为0.20mm)。在柴油发电机喷油器体上通常标有记号,如178-A8-7-17,其各符号按顺序的含义分别为:178-喷油泵流量;A-80%流量;8-喷孔数;7-喷孔尺寸为0.007in(0.1778mm);17-喷油角度为17°喷雾角。喷油咀体的油道中有进油量孔、计量量孔和回油量孔。 柱塞由喷油凸轮(在配气凸轮轴上)通过滚轮、滚轮架、推杆和摇臂等驱动。喷油凸轮具有特殊的形状(如图6所示),并按逆时针方向旋转(从正时齿轮端方向看),其速度是曲轴转速的一半。 无外部油管,这种喷油器又分为PT(A) 、PT(B) 、PT(C) 、PT(D)四个型号,其中PT(D)喷油器是其余三种喷油泵的改善型,应用较广泛。PT(D)喷油器分为顶止式和非顶止式两种,NTA855-M350型柴油发电机所用喷油嘴为PT(D)非顶止式。 弹簧是用顶部限位螺套锁住,限制喷油咀柱塞和连接件的向上的行程,因此,当柱塞上行被挡住后,使喷油泵的驱动机构卸除了载荷。PT喷油器计量量孔孔径一般为0.43-0.64mm,回油量孔的孔径为0.94-1.07mm。 除上部限制喷油弹簧步骤不一样外,其余结构与顶止式PT(D)型喷油器相同,作业机理也一样。 作业机理和喷油过程如图7、图8所示。在进气行程中,滚轮在凸轮凹面上滚动并向下移动。当主轴转到进气行程上止点时,针阀柱塞在回位弹簧的弹力用途下开始上升,针阀柱塞上的环状空间将垂直油道与进油道接通,此时计量量孔还处于关闭状态。从PT泵来的燃油经过进油量孔、进油道、环状空间、垂直油道、储油室、回油量孔和回油道而流回浮子油箱。燃油的回流可使PT喷油器得到冷却和润滑。 曲轴继续转到进气行程上止点后44℃A时,柱塞上升到将计量量孔打开的位置。计量量孔打开后,燃油经计量量孔开始进入柱塞下面的锥形空间。 当主轴转到进气冲程下止点前60℃A时,柱塞便停止上升,随后柱塞就停留在较上面的位置,直到压缩冲程上止点前62℃A时,滚轮开始沿凸轮曲线上升,柱塞开始下降。到压缩冲程上止点前28℃A时,计量量孔关闭。计量量孔的开启时间和PT泵的供油压力便确定了喷油器每循环的喷油量。 随后,柱塞继续下行,到压缩上止点前22.5℃A时开始喷油,锥形空间的燃油在柱塞的强压下以很高的压力(约98MPa)呈雾状喷入燃烧室。 柱塞下行到压缩行程上止点后18℃A时,喷油终了。此时,柱塞以强力压向油嘴的锥形底部,使燃油完全喷出。这样就可以防止喷油量改变和残留燃油形成碳化物而存积于油嘴底部,柱塞压向锥形底部的压力可用摇臂上的调节螺钉调节,调节时要预防压坏油嘴。 在柱塞下行到较低位置时,凸轮处于较高位置。其后凸轮凹下0.36mm,柱塞即保持此位置不变直到做功和排气终了。 在滚轮架盖与发电机机体之间装有调整垫片,此垫片用以调节开始喷油的时刻。垫片加厚,则滚轮架右移,开始喷油的时刻就提前。反之,垫片降低,滚轮架左移,喷油就滞后。 摇臂上的调节螺钉是用来调整PT喷油嘴柱塞压向锥形底部的压力。在调整程序中采用功率法,即用扭力扳手将螺钉的功率调节到规定的数值。调节时,要使所调节的缸的活塞处于压缩上止点后90℃A的位置。 康明斯PT泵详细是依据发电机组的无需工作中状况、给PT喷油泵导出不一样工作压力的低压燃油,具备了操纵液压,局限发电机较大转速比、平稳发电机较小速度比、在机器运作时功率校准的功效。在PT燃油机构中,剩余油调整和按时喷射等都由PT喷油咀和其它部件去完成,PT泵仅调整剩余油,在安裝无需调整喷油按时,PT泵是低压柴油泵,去除开高压油管,促使喷油工作压力得到提升,防范了发电机组高压漏油等问题的出现。操作大概、构成紧凑、返修率低,运转平稳是PT泵的较大特点,发电机组中应用PT燃油泵调整剩余油,促使各缸的剩余油分配均匀、平稳、从而促使康明斯柴油发电机的平稳安全性能大为改观。康明斯发电机组窜烧机油故障诊断难点剖析
【摘要】机油是润滑油的俗称。本文详细引荐康明斯柴油发电机大修后,导致机油窜烧的现状,通过测定气缸的缸径,气缸的圆度和圆柱度误差,都符合相关的技术指标。经过拆检发现,引起故障的是气缸体的轴承孔加工不达标,精度也不符合要求造成的。柴油发电机烧机油排气管冒蓝烟,这是康明斯发电机组的一种易见损坏,而损坏通常由活塞连杆组、配气机构、汽缸体等部件的密封配合不良,或机油加注过度等造成的。但在维修过程中,如没有注意零件材料品质的优劣,或者维修加工工艺不规范、不标准,技术精度达不到要求,同样会致使柴油发电机窜油的损坏。某客户一台柴油发电机组发生了机油串烧的情况,而且是在大修后不久。具体表现为:康明斯发电机组运转时有蓝烟,且机油压力低,起动困难,运转乏力。动力性能和经济性能大大下降,燃油和机油损耗增加,废气排放超标。打开机油加注口察看,有一定的脉动烟雾冒出;查看主轴和进气口,有刺激气味烟雾窜出;看排烟管口,有油湿情形,严查火嘴,积炭明显。以上特性表明柴油发电机窜油情形突出。对分解的零件进行检测,没有发生活塞环对口的情形,个别环的漏气弧长所对应的圆心角度偏大,活塞环的背隙、端隙和侧隙均符合标准,弹力正常。此时怀疑活塞环的材质有问题,因为目前市场上有多种品牌的活塞环,不乏一些产品以此充好,不能承受燃烧室的过热、高压的作业环境。因此为了处理这个方面的起因,康明斯特找到正规服务中心的活塞环进行安装,重新装好柴油发电机启动试运转,燃烧机油和动力不足状况有明显改良,但还是有蓝烟从尾气当中排出,故障没有根本的排出。在一次用量缸表检测气缸体的圆度和圆柱度,测量结果符合大修标准。用手触摸气缸体内壁感觉光滑度不同,甚至和活塞环都有没有接触的情形,根据这种状况,估计故障可能是汽缸体承孔与气缸套外径配合不佳造成,当柴油发电机高速运行时,有间隙的部位,在瞬间发热高压用途下,缸套会整体局部变形压紧在承孔上,造成较大S型变形,使活塞环与机体间产生瞬态密封配合不好。而采用量缸表是无法量出这一变形误差的,原由是零件表面的实际形状对理想形状的变动量是在受到冲击力时才出现的,而且产生时的变动量为形状误差,当实际圆柱面偏离理论圆柱面时,实际圆柱内各垂直面的直径是相等的,所以用量缸表测量仍得到符合标准的数据。根据以上剖析,配换合标准的新缸套,重新装好机试运转,柴油发电机窜烧机油状况消除。通过分析,根据烧机油产生的机理,分析出可能造成汽缸压力低,烧机油的原由,逐项进行拆卸验查解析。拆下气缸盖验查,以下部件损伤老化会造成柴油发电机烧机油3.气门油封老化破损也会让部分机油进入燃烧室燃烧,特别是进气门油封老化破损更易让机油进入燃烧室燃烧。本文处置故障的难点在于要掌握润滑系统的构成及作业机理,能够掌握柴油发电机组检修的主用检测工具,通过严格的工作步骤,确定配合的间隙,消除了这台机的窜烧机油故障,从而得出结论,这台机窜烧机油损坏,是大修时汽缸体承孔加工精度低,使柴油发电机工作时密封配合不佳所致。康明斯PT燃油装置易见损坏与神经网络诊断法
PT(pressure time)燃油系统的柴油发电机已广泛运用于柴油发电机组N\K系列产品,PT燃油系统的复杂性和精密性对故障判定提出了更高的要求。针对采集的PT燃油系统损坏模式参数少、参数间存在较强的非线性关系的优点,文中采用KPCA步骤进行原始特点参数的提取,并采用经MPGA进行数据优选的LSSVM模型进行故障辨识,充分发挥KPCA的非线性优势提取能力和LSSVM的小样本泛化特征,实现对发电机PT燃油装置不同作业状态的准确辨认,为燃油装置的状态监测和故障判定装置的建立提供新思路和新办法。 PT燃油系统通过改变燃油泵的输油压力(pressure)和喷油嘴的进油时间(time)来改变喷油量,因此,把它命名为“PT燃油系统或“压力-时间系统”。由液压原理可知,液体流过孔道的流量与液体的压力、流通的时间及通道的截面积成正比。PT燃油装置即根据这一机理来改变喷油量。该装置的喷油器进油口处设有量孔,其尺寸经过选取后无法改变。燃油流经量孔的时间则主要与柴油柴油发电机的速度有关,随速度升降而变化。因此,改变喷油量详细通过改变喷油器进油压力来达到。 当柴油发电机作业时,柴油被齿轮式输油泵从柴油箱中吸出,经柴油滤清器滤除燃油中的杂质,再经稳压器排除燃油压力的脉动后,送入柴油过滤器。经过滤清的柴油分成两路,一路进入PTG两极式调速板和节流阀,另一路进入MVS(VS、SVS)全程式调速器。其压力经过调速板和节流阀调整后,经断油阀供给喷油器。在喷油器内柴油经计量、增压然后被定时地喷入汽缸多余的柴油经回油管流回柴油箱。喷油嘴的驱动系统包括喷油凸轮、摆臂、喷油器推杆和喷油嘴摇臂。喷油凸轮与配气机构凸轮共轴。电磁式断油阀用来切断燃油的供给,使柴油发电机停转。 当水进入燃油装置后,将会使PT泵中的调速板柱塞、喷油器柱塞等零件发生锈蚀状况,特别是停机后再次起动柴油发电机时,有可能使PT泵中的速度控制器柱塞传动销驱动舌和齿轮泵驱动轴折断。 水混入燃油可能是由于油中含有水或在添加燃油时带入的,也可能是在机器每次工作后未及时加油导致的。当燃油箱为充满燃油时,因为液压温度下降,空气中的水蒸气便在油箱内壁上冷凝,从而使冷凝水混入燃油中。 在每班工作完毕后应将油箱加满;另外,柴油桶在停放时一定要拧紧盖子,以防雨水漏入。为了处理已进入油中的水,在每班开始作业之前要拧开油箱下面的放油开关以解决沉淀水,同时还可以打开柴油过滤器下面的排污塞将积存的水排掉。该当指出,当发电机组持久停用后,PT柴油泵很容易因水蒸气冷凝而锈蚀,如果不注意,当重新启动柴油发电机时,就会产生零件损坏的想象,为此应使PT燃油泵中存有足够的燃油,后动前对PT 柴油泵进行仔细检测,在确认零件转动灵活时,再启动柴油发电机。 空气进入PT燃油系统后会产生PT柴油泵作业失常、各缸喷油不均匀和喷油器喷油不正常等情形,从而使柴油发电机无法起动 动力不足 频率时快时慢或突然停机。 认真仔细查找和排除PT燃油装置中的漏气部位,具体如下:① 检修浮子油箱与柴油滤清器之间有无漏入空气。为此可先取下柴油格盖,检修燃油是否充满。燃油不足时加满,然后再起动柴油发电机。在保养时,当从燃油格放污塞处理水污物和较多量燃油后,也应按上述举措向柴油滤清器中添加燃油。② 检验燃油滤清器与PT燃油泵之间有无漏气,观察油管有无泄露,管子接头有无松脱等。③ 检测PT喷油泵各密封部位有无漏气。检测时应使柴油发电机在怠速工况下运行,然后依次在可能漏气的部位滴油或用手堵住有关孔口,此时,如观察到所滴油被吸入泵体或在堵住孔口时柴油发电机频率不平衡现状有所缓和,则说明被检查部位有漏气现状。对每个密封部位逐一检测,如果漏气是由于垫片故障或接头松脱而导致的,应更替垫片或拧紧接头,如果漏气是由于密封件失效,则必须更换密封件。 机械杂质混入燃油会导致严重的不良后果,使零件使用时限缩短,杂质进入间隙还会使运动的零件产生阻滞(如速度控制器的柱塞与套筒),从而危害PT燃油泵的正常作业。 为预防机械杂质进入燃油,在对燃油箱添加燃油时应操作清洁的油桶。按期对燃油滤清器过滤器进行清洗或替换,尤其重要的是按规定清洁PT喷油泵中的滤网,磁性式滤清器的上下滤网。 目前对于燃油系统的故障诊断具体集中在基于模型、基于神经网络和基于证据理论等途径上。但大量讨论表明,基于模型的损坏解除方法对模型的精确性提出了很高的要求,而且随着目前现代设备的复杂化和非线性化,想建立较为精确的数学模型变得越来越难。基于神经网络的故障处理方案虽然运用较为广泛,但在网络模型的训练程序中存在训练时间长、模型效果过于依赖样本的数量和品质等问题。较小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)是对标准支持向量机的改善算法,在模型的构建和求解过程中具有运算速度快、抗噪能力强、对样本的数量要求不高等优势,在实际工程中有着广泛的运用。 LSSVM是SVM的改进算法,它建立在统计学习理论和构成风险较小化的基本上,其核心思想是采用较小二乘线性系统作为损失函数,替代标准SVM中的二次设计方法,这样就把原来的求解二次布置问题转换为求解线性方程组问题,简化了计算复杂性,收敛速度快。LSSVM辨认模型已经成功运用于各种领域。 主元解说(pricipal components analysis,PCA)是一种较为主用的特点提取策略,但从本质上讲它是一种线性映射算法,在解决非线性问题时,往往无法取得好的效果。KPCA是借助核措施将输入空间映射到一个高维Hilbert空间,然后在高维空间操作PCA法提取主成分。 对于LSSVM的参数优选问题,目前一般采用参数穷尽搜索方法,示例如图3所示。该对策即对LSSVM的核函数数据σ及正则化参数γ在一定范围内取值,对于取定的σ和γ,把训练集作为原始参数集,利用交叉验证的途径得到在此组σ和γ的训练集经验类别准确率。虽然该步骤能够找到在交叉验证模式意义下的较高类型正确率,但在更大范围内寻找较佳的数据σ和γ会很费时。鉴于MPGA的诸多优点,本文采用该步骤进行LSSVM参数的寻优。 因为KPCA和LSSVM的结合能充分发挥各自的优点,提升故障诊断的实时性和高效性,本文建立了KPCA-LSSVM的故障清除模型,算法机理如图1所示。 PT泵出油口的压力数据是一个非常敏感的参量,无论是PT泵进油口产生堵塞,还是PT喷油器油路发生泄漏,均可以在泵出油口的压力参数上得到体现。因此本文采集5种故障状态下的PT泵出油口压力数据作为训练样本,其中将PT燃油系统正常作业状态作为一种特殊的损坏状态。利用KPCA-LSSVM建立多要素与相应结果之间的非线性关系来构建故障多类型模型,实验设备采用自行研制的JCPS01型PT泵试验台,实验机理如图5所示。 实验中用真空阀的打开和关闭模拟PT泵进油过滤器泄漏和油路堵塞2种作业状态,用主流量阀的打开和关闭模拟喷油器油路泄漏和油路堵塞2种作业状态。当PT泵速度为1 800 转/分钟,主压力达到0.72 MPa时视为PT泵的正常工作状态。分别检测正常情形(损坏模式1)、PT泵进油油路堵塞(故障模式2)、过滤器泄漏(损坏模式3)、喷油器油路堵塞(损坏模式4)、喷油嘴油路泄漏(故障模式5)状况下PT泵出油口的压力信号。在实验中,每种工作状态下的油压参数采集了30组,共计150组数据,在进行后续的作业状态识别时,每种工作状态参数随机选定20组作为训练样本,剩余10组作为测试样本。各种状态的信号经数学形态学去噪处理后,得到的一组去噪信号如图6所示。 PT燃油系统使用中的损坏,大多数是由水空气及机械杂质进入PT燃油系统引起的,损坏的诠释解决应先从这几方面入手,同时在柴油发电机平日的作业中,应做好PT燃油装置的调节维保。只有这样,才能减小PT燃油装置损坏。因此,康明斯公司在本文中推荐了PT燃油系统的工作机理,结合工作实践中接触到的几类易发损坏,对燃油系统故障的影响及其原由进行了叙述,并重点说明了损坏处置步骤,可为柴油发电机组的燃油系统的保养维护提供有益的参考和借鉴。康明斯对柴油发电机组并机运行的探讨
摘要:随着独立电力装置的不断发展,在特殊工况领域中多台柴油发电机组并机运行的供电模式受到广泛运用。由于备载型康明斯发电机组存在并车装置扩容和不一样服务站、不同容量、不一样型号并联问题,以及供电系统中并车使用频繁且对可靠性及稳定性要求较高,因此探讨多台发电机组并列运行的现实意义凸显。 随着社会时代信息化、参数化的进程,跟多的企业关注企业参数库的建立和网络信息的互联,数据中心的建设在进几年的需求呈井喷状发展,早今年的数据中心建设的规模建设相对较小,多数早期建设数据中心的备用电源系统呈现扩容需求。而参数中心大型化、集中化是目前数据中心建设的趋势,且10kV后备发电机组的应用在各参数中心的使用日趋广泛,并机系统终期容量相对较大,功率范围在10000kW~30000kW之间,若建设初期投入较多的发电机组,对数据中心的初步投资成本难以控制,同时数据中心的成本销售期也相对加大,故一般建设均是前期不认投入,待需求增加后再行发电机组扩容。从上述可以看出,备用发电机组的扩容是所遇参数中心建设发展中都面临的问题。 备载发电机组并联系统扩容通常采用与原有发电机组同规格、同功率的发电机组进行扩容,对后期装备采购的成本难以实现较佳性价比,而不一样服务站,不一样类型,不一样功率的发电机组扩容在理论上完全可行,但是对于主要的工程实践使用还是在试探阶段,在电信行业特别是大型数据中心的备用发电机组并列系统扩容办法中不曾采纳实施过。某参数中心建设中面临了10kV后备发电机组的扩容问题,在对装置进行招标采购之前,对并列装置状况及并联办法进行了讨论和对比。 某数据中心一套10kV后备发电机组并列装置先接入5台康明斯备载高压发电机组供电系统,装置包含5台2000kW/10kV发电机组、并车分配屏、发电机组控制系统、起动电池等,结构一套并机装置,并列控制屏安装于动力维保室系统输出**压油机供电装置,系统终期容量按8台发电机组16000kW设计。发电机组的HGM9510操作系统分三种作业模式:自动模式、手动模式和停止模式 目前部分油机OEM主机厂可以实现不同服务商、不同容量的发电机组在同一供电装置并车工作,工作程序通常有以下几种:(1)第三方制造并车控制柜,即将所有不同授权厂商、功率的发电机组的输出信号接入并联柜,并联柜中的控制模块采集所有发电机组的运行情形,当满足并列要求时,实现多台不一样服务中心、不同容量发电机组的并列;(2)柴发服务中心自带控制界面,通过追踪已有发电机组的运行状况,当满足并车要求时,将新增发电机组接入原有并机系统,实现多台不一样公司、不同功率发电机组的并车。 不同工厂、型号容量发电机组并机较关键的问题是公司控制器的互联互通问题。原有发电机组的关键图纸资料不全,现场电缆的标识褪色模糊,只有对原来的控制信号逐一梳理清楚后,才能在不危害原来发电机组待机的情况下进行升级整改。并列发电机组之间较为关键的负荷分配信号,也只能通过现场测定收集。参数中心对并联装置并机成功输出的时间要求严格,控制在90s内,也是不同代理商油机系统并车的难题。 康明斯选定和原有发电机组相同的并车控制装置,但是软件版本不一样,是相对保守和成功可靠性偏高的方式。事实远比想像复杂,在并车系统扩容建设过程中,研究的问题往往涵盖不了出现的问题,于是康明斯的问题和清除方法成为较宝贵的工程经验。 并机发电机组之间较为关键的负载分配信号,也只能通过现场测定收集,形成一条容量和控制电压的关系曲线,再输入到康明斯的智能控制装置进行消除,经过现场空载和实载等各种工况的测试验证,已经达到无缝兼容的实际效果,并且十分稳定流畅。 因为康明斯的HGM9510控制屏流程,触摸屏源程序和包含参数地址的MODBUS通讯协议已无法获得,只能采用串口步骤现场调测参数,一个参数包,一个参数地进行验证,出现过个别参数格式不符,乱码,数据丢包的现状,甚至还偶尔发生触摸屏死机需要重启复位的情形,经过改善和测试,装置才逐步趋向完美,达到目前的运转稳定。 通过对接地电阻的控制优化以及控制系统相关无功控制参数的优化,减少了接地环流,提供了发电机组运行和供电装置的稳定性。 原有系统中性点接地电阻的控制逻辑是与输出高压断路器的合闸、分闸控制信号是联动的,即只要发电机组一合闸,其配套的接地电阻也是同时跟随合闸的,这样势必在多台发电机组并车运行时,相应台数的发电机组的接地电阻都是同时合闸的,通过接地电阻,所有运转发电机组的中性点实际上就相互导通,并列接在一起了,容易发生环流导致误报警跳闸,甚至造成发电机组损坏,危害装置稳定运转,也是发电机OEM主机厂所明令禁止的。 通过增加PLC可编程逻辑操作界面硬件,优化接地电阻合闸步骤,高压断路器的合闸控制信号不再同时给接地电阻去控制其合闸,而是将所有断路器的合闸位置反馈信号输入PLC可编程逻辑控制模块里面,经过逻辑排查完成后,再去控制相应运转发电机组的接地电阻合闸,这样确保不管多少台发电机组在并机合闸运转,装置里面始终只有一台接地电阻是合闸的,如果合闸位置的那台接地电阻对应的发电机组停机,则接地电阻会同时分闸,并自动合上正在运行且合闸的发电机组对应的接地电阻,完成接地电阻的同步转换。 康明斯柴油发电机采用的是电子调速器,扩容的10kV备载发电机组采用的是高压共轨电控ECU管理装置,二者由于调速装置程序不同,无法直接握手通讯,为了满足数据中心项目高比例非线性负荷频繁大幅变化对调速装置快速响应的要求,采用了国际上应用较广泛的现场总线-高速CANBUS控制界面局域网网络进行监控系统间的并列参数传输,并且优化速度控制器本身的PID闭环控制动态数据,达到了理想效果。 通常高压开关柜代理商都规划了比较完善的“五防”即:预防带负荷合闸、预防带接地线合闸、防范误入带电间隔、预防带电挂接地线、预防带负载拉刀闸。 以上针对出线柜是没有问题的,但是用于10kV后备发电机组供电系统接入柜时,即高压开关柜的接地开关在位置上位于高压开关柜较下面,在电路逻辑上处于可以供应应急10kV高压动力电源的电源端,如果在高压开关柜接地开关处于合闸状态时,康明斯发电机组起动回路没有被闭锁,产生启动并发电的情形,将造成发电机的动力输出直接通过接地开关短接,更为严重的是由于在发电机和接地开关之间没有断路器进行保护,后果将不堪设想。 通过完善控制回路,实现当接地开关处于合闸位置即装置接地时,发电机组无法开机运转,如果正在运转的发电机组检测到接地开关状态变换到合闸,也会立即保护停机,杜绝带接地开关起动运转的可能。 因为发电机组并机装置较多支持32台并列,并联的方法是接到起动信号,同时起动,谁较先稳定谁即作为首台发电机组,立即合闸到无压母排,后续发电机组采取同时与母排电压即首台合闸发电机组的电压信号进行跟踪同步的程序进行同步控制,理论上增加3台发电机组不会增加并车所需要的时间。这个优于并机时间叠加的传统的排队并联模式。 通过现场调试及参数优化,并通过反复并车测试,改造后8台发电机组总的并车时间比原来5台并列的时间还要短。 考虑到扩容3台发电机组是领先的高压共轨电喷发电机组,通过柴油发电机机带电脑板ECM,发电机微排查器数字式调压器BE2000E和控制器RS485通讯所能够供应的数据要比原来5台发电机组的多得多,为了运行值班人员全面掌握知晓实时运转参数,在触摸屏界面增加了大量实时监控参数比如发电机三相定子绕组的实时温度显示,柴油发电机的进气压力,增压压力和温度,中冷器水温和压力等等监测数据。 在项目实施步骤中,因为前面5台已经作为后备电源在网待机,申请进行整改及测试的时间窗口非常有限,凡是需要动到原来5台发电机组控制器的时候都面临不少风险,因此系统性的策划和事无巨细的实施方案编制显得尤为重要,为了**实施的安全性,措施实施前准备了极为细致的书面方案,并采用实物或者现场演示等方法向相关各方进行演示说明。具体说明各时间节点需要哪些相关方面配合到场,顺利与失败的各种应对办法,比如怎么恢复出厂设置,恢复未改造前的初始状态,需要准备什么预案来**数据中心的供电**等等。 原来百叶窗控制是分手动及自动二种模式,在自动模式下,百叶窗的开窗和关窗受控制面板的干触点自动控制,完全无须人工干预,在手动模式下,百叶窗的开窗和关窗都是通过百叶窗控制箱上面的开窗和关窗选用开关实现的,同时百叶窗与发电机组间存在联锁作用,不管处于自动或者手动模式,当百叶窗发生损坏,未能在开机前开窗和运转过程中突然关窗,发电机组均会自动联锁停机,以防范发电机组闷死或者机房发生负压破坏降噪箱的状况发生。 在触摸屏上通过RS485和MODBUS通讯实现开机时,由于控制百叶窗开窗的继电器是受开关柜来的干接点硬接线的启动信号控制的,该外部起动信号没有的话,则百叶窗开窗控制继电器不会得电动作,因此百叶窗也不会自动开窗,需要值班人员在操作触摸屏之前去机房将百叶窗控制模式切换到手动模式,并通过百叶窗控制箱上的手动开窗按钮进行手动开窗,要彻底解除此问题,需要所有发电机组的监控系统与百叶窗相关的线路重新接线并敷设新控制电缆,连接发电机组控制箱和百叶窗控制箱。这也是下一步要进行的作业。 从系统运转可行性的前期研究和装置安装后的现场问题解析,可见不一样公司、不同规格、不同功率的备用发电机组并车扩容已经不是一个难题,是完全可以在工程实践中运用的,当然不一样案例出线的问题不尽相同,在工程中尽量收集可能收集的数据,做好各种应急备案才是每个新工程、新实践能够成功的依据。康明斯PT燃油装置的结构、解体及装机调试
摘要:康明斯柴油发电机PT燃油机构主要由燃油箱、燃油格、PT燃油泵、PTD喷油泵、回油单向阀、油管等组成。该型柴油发电机PT泵包含有齿轮泵、磁性滤芯、脉冲膜片减震器、PTG两级式调速板、节流轴、熄火电磁阀、VS调速板、单向阀等。PT燃油机构中,出现高压和定时喷射是在喷油泵中进行,每一循环供油量取决于油泵的压力和喷油咀计量量孔的开启时间。当PTD喷油器计量量孔中的燃油压力升高时,喷入燃烧室的燃油量也相应增多;反之,压力降低、喷油量减轻。康明斯公司在本文专门就PT燃油系统的构成、拆装顺序以及装机后调试问题进行了详细介绍。 PT燃油装置通常由主油箱、浮子油箱、燃油格、PT泵、喷油嘴、低压输油管及回油管等结构。 主油箱用以贮存柴油。油箱包括加油口和加油滤网、出油管和出油管滤清器、供油阀门和放水阀门。 构造如图1所示。当采用“高置式”,即油箱的位置高于喷油嘴时,为了防止停机时燃油自回油管反向经喷油泵流入汽缸和油底壳稀释机油,在比喷油泵较低的位置处设有浮子油箱。 燃油格装在油箱或浮子油箱与PT喷油泵之间,用以过滤掉燃油的杂质,防止PT喷油泵和喷油咀出现故障。每作业500h,应更替滤清器。 低压燃油泵,起输油、调整压力和调速的功用。它将燃油箱经滤芯吸来的燃油在适当的压力下输送到PT喷油泵。在柴油发电机转速和负载变化时,能相应改变出口燃油压力,以得到所需要的循环供油量。 燃油泵连接在由发电机齿轮系驱动的柴油泵传动轴上。柴油泵主轴依次驱动齿轮泵、调速板和转速表轴总成。 喷油器是将燃油引入各个燃烧室中去的装置。它具有计量、定时和喷射用途。操作在直列式发电机和V形发电机上的喷油咀的工作原理是相同的。只是喷油咀尺寸和内部结构略有不同。 燃油流向如图2所示。低压输油管和回油管的用途是分别将燃油自PT燃油泵送往喷油器和将喷油器的燃油送回油箱。目前康明斯柴油发电机,其输油和回油已不采用明管,而是在气缸盖和汽缸体上直接钻出油道。 除遵守柱塞式喷油嘴的根本要求外,还有以下专业指南。① 前盖是用定位销定位安装在泵壳上的,用塑料锤轻轻敲击前盖端部使其松脱即可卸下,不可横向敲击前盖或用力撬开,以免事故定位销处的配合。安装前盖时需压住调速器飞锤,防范助推柱塞脱出,并使计时齿轮与驱动齿轮处于啮合状态。② 组装燃油泵前,应先查验飞锤助推柱塞对前盖平面的凸出量。PTG调速器柱塞与怠速弹簧柱塞是选配的,不可随意代换或错装。断油阀的弓形弹簧不可装反。④ 安装稳压器时,应先将O形密封圈装入槽中,然后在膜片边缘两侧涂上少量机油后,再装在前盖上。⑤ 装配滤网时,须将细滤网装在上方,并使有孔的一侧朝下。粗滤网装在下方,有磁铁的一面朝上,锥形弹簧小端朝下。安装完成后总成外观如图3所示。③ 喷油咀的柱塞与喷油嘴体是成对选配的,不可随意调换。将其清洁干净并在柴油中浸泡一定期间后,按尺寸和记号将两者组装。在自重用途下,柱塞在喷油泵体孔内应能徐徐顺滑落下。筒头拧紧后,柱塞应能被拔出。 柴油发电机PT燃油机构所在位置如图5所示,工作机理如图6所示。 喷油泵、喷油嘴已经过试验台调试,柴油发电机技术状况良好,并已进入热运转状态;柴油泵与驱动装置正确连接,齿轮泵注入清洁燃油;节流阀控制杆与连接杆脱开,以便能自由动作;速度表装到喷油泵计时表驱动轴的连接装备上;查看所用仪表(如压力表、速度表等)是否正常。 从PTG速度控制器弹簧组件的盖上拧下螺塞。通过旋转怠速调节螺钉调整柴油发电机的怠速转速(600±20)转/分钟。怠速调节后拧回螺塞;装有MVS速度控制器的柴油泵,怠速调节螺钉位于调速器盖上,怠速调整后应拧紧锁紧螺母,以防空气进入。 一般经试验台调试的柴油泵装机时,不需高速调节,若需要调整,则仍用增减高速弹簧垫片的方法;调速器断开点速度应比标定速度高20~40r/min,以保证调速器在标定转速前不会起限制用途;柴油发电机的较高空转转速通常高出标定速度10%。 喷油泵各零件符合技术说明,并经试验台调试;柴油发电机技术情形良好,并进入热运行状态。 此项调试可采用转矩法,冷车时拧入摇臂上的调整螺钉使柱塞下移,在柱塞接触到计量室锥形座后再拧约15°,将残存在座面上的燃油挤净,然后将调整螺钉拧松一圈,再用扭力扳手拧到规定转矩值,并拧紧锁紧螺母;热车时再按上述方法进行校正性调试。 喷油正时调试是根据活塞位置与喷油器推杆位置的相互关系,采用专用的正时仪进行的。喷油正时调试的程序是,转动带轮使1、6缸活塞位于上止点,在活 塞行程百分表检测头下面的测杆与正时仪标尺90°刻度线对齐时,将推杆行程百分表调零;逆时针方向转动带轮,在1、6缸记号转到距标尺标定点约10mm处时移动活塞百分表,使其测量头压缩5mm左右,然后将其固定。接着缓慢转动带轮,在活塞行程百分表指针转到较初顺时针转动的位置(上止点)时将百分表调零;继续逆时针转动带轮,当活塞行程百分表检测头下面的测杆与标尺45°刻度线(相应曲轴位于上止点前45°)对准时,顺时针转动带轮,直到活塞行程百分表至规定读数,根据检测的差值,调节摆动式挺杆销轴盖垫片的厚度使喷油正时符合要求。 PT燃油装置易发故障的现象、原由及消除步骤,分别见表1~表4。表1 柴油泵在450转/分钟时不能吸油的因由及其处置步骤 表4 速度控制器断开点不能准确调整的原因及其解决方案 除上述调整要点外,由于PT燃油系中的喷油嘴价格比较昂贵,操作时还应特别注意:PT燃油系与一般燃油系一样,燃油中一旦混入杂质、水和空气就无法正常作业。杂质将会造成喷油泵和喷油嘴早期磨耗或烧蚀。水会造成PT燃油泵和喷油嘴产生锈蚀和烧损。空气混入燃油时就会危害供油量,使柴油发电机运转不稳定,甚至于失速而停机,启动不成功。为此应当妥善保管和过滤燃油,每天作业前要拧松燃油箱和柴油格的放水开关,解除积水、杂质,定时清洗或更替柴油滤清器。为避免空气侵入,应注意查看PT喷油泵的密封垫片、油管接头、滤清器密封圈等易进空气的部位。因此,只有在这种对康明斯PT燃油系的使用和调整有着充分认识的前提下,才有可能让康明斯系列发电机在公司各型机械设备上发挥其动力功效。康明斯喷油器的拆除和修理以及技术摘要
柴油发电机作业时,用手触摸或用听诊器查看喷油嘴针阀开启和关闭时的震动或声音。如果感觉不到振动或声音,则喷油嘴或其电路有故障。另外需注意低电阻喷油器不能直接接在电瓶上,必须串联一个8 ~ 10 的附加电阻。此外,不同品牌及机型的喷油嘴喷油量和均匀度也不一样。一般喷油嘴喷油量在50~70mL/15s,不一样缸喷油器喷油量在10%以内。喷油嘴偶件经选配研磨成对并经液压密封检查。使用时要保持高度清洁并不许单件调换。柴油发电机工作时,喷油嘴若有损坏,柴油发电机就会出现冒黑烟、动力不佳和油耗上升等弊病。喷油器的检验,可按下述方法进行:先让柴油发电机怠转,分别松开各缸高压油管,使喷油嘴轮换停止喷油,同时观察排气烟色,当有故障的喷油嘴停止喷油后,排气烟色就会出现明显好转,柴油发电机的速度变化很小或不变。如是正常的喷油器停止喷油,排烟烟色无明显变化,而转速明显下降。对已损坏的喷油器,必须根据柴油发电机规格选装相应的新喷油器,否则将危害柴油发电机的正常作业。喷油器的喷射开启压力是靠顶杆部件上方的调压弹簧的压力大小来控制的。使用流程中应定时检验喷油压力,调整方案见本章第四节。此压力偏高或偏低都将直接危害柴油发电机的性能。为了保证进入喷油器的燃油清洗,在喷油嘴进油管接头内装有滤油芯子,它与进油管接头的配合间隙为0.025~0.055mm,发现燃油不清洁或持久使用后应进行清洗。使用时间较长的康明斯发电机喷油器,可在试验台上进行喷雾试验,如发现有下列异样的现状应进行拆检。喷油嘴的零件分先松开调压螺母,旋出调压螺钉,再将喷油嘴倒夹在台虎钳中,松开喷油嘴紧母。然后,拆出其余零件,在清洁的柴油或柴油中清洗。喷油器头部积炭可以用铜丝刷除去。如针阀咬住时,用钢丝钳衬垫软布夹住针阀尾端,稍加转动用力拉出。针阀锥面污物沿铜丝刷表面排除,并用相应大小的钻头或钢丝疏通油路及喷油孔。最后将喷油器偶件放在柴油中来回拉动针阀清洁,使针阀能自由喷油器零件清洗后如发现有下列异常的情形应进行检修或替换。① 与针阀体结合的喷油嘴体端面有较小损伤时,可在拔出两只定位销后,在研磨平板上研磨。在拔定位销时注意不要碰毛端面。⑥ 针阀和针阀体密封座面磨损不太严重时,可用氧化铝研磨膏互研维修。互研时,不要用力过猛,密封面达到研出一条均匀的不太宽的密封带即可。⑦ 由于柴油发电机汽缸内燃气回窜或细小杂质侵入喷油器中,造成针阀变黑或卡死,经清洗和互研后视情况的严重程度复用或替换。① 在整个安装步骤中,必须保证零件清洁,特别是喷油嘴偶件本身和喷油嘴体端面等密封处,即使细小杂物尘埃也会造成偶件的滑动性阻滞和接触面的密封性不良。喷油嘴紧母和喷油嘴接触的肩胛面要求光洁平整,不许留有积炭或毛刺,否则会影响喷油嘴偶件装配的同轴度和垂直度,从而引起喷油器的滑动性不良。② 装配时,先旋进有过滤器的进油管接头,紧压铜垫圈达到密封不渗油。然后将调压弹簧和顶杆放进喷油嘴体中,旋入调压螺钉,直到刚接触调压弹簧为止,再旋上调节螺母。③ 把喷油器倒夹在台虎钳上,拧紧紧母,其拧紧力矩为59~78N.m(6~8kgf.m)。功率过量会导致针阀体的变形,影响针阀的滑动性;过小又会造成渗油。发电机自动电压调节器的机理、分类及功用
当转子旋转时,定子切割磁力线出现交流电,同步的由来,是由于电极电流发生的旋转磁场的转速与磁场的转速相同,而且它们的转向也相同(前者的转向由后者决定),于是二者在空间上是相对静止的,称为同步发电机。所谓自动控制电压,就是当负载减轻或增加或其他方面的变化而引起发电机电压升高或减小时,相对减轻或增加激磁电流,使发电机输出电压稳定。通过改变激滋回路电阻或可控硅导通角而达到控制激磁电流的目的,促使电压恒定。发电机激兹电流与输出电压的变化,始终是负反馈的功能。 发电机电压调节器是一种用于控制发电机输出电压的机构,它可以根据负载的变化来调节发电机的电压,以保持输出电压的稳定性。下面将引荐发电机电压调整器的工作机理。 发电机电压调整器详细由发电机、电压探头、自激励励磁电源、电压调整电路和发电机控制电路等结构。 当发电机开始运转时,发电机通过传动系统驱动调整器的电压调整电路进行调整。电压传感器通过感应发电机输出电压的大小,将电压信号传递给电压调节电路。电压调整电路根据感应到的电压信号来判定发电机的输出电压是否正常,并根据需要进行调整。 在调整过程中,电压调整电路会控制自激励励磁电源的输出电流,从而调节发电机的励磁电流。当发电机的负荷增加时,输出电压会下降,电压传感器会感应到这一变化,并将信号传递给电压调整电路。电压调节电路根据感应到的信号来判定发电机的输出电压是否低于额定电压,并通过控制自激励励磁电源的输出电流来增加励磁电流,从而提升发电机的输出电压。 同样的道理,当发电机的负荷减少时,输出电压会上升,电压探头也会感应到这一变化,并将信号传递给电压调节电路。电压调节电路根据感应到的信号来判断发电机的输出电压是否高于额定电压,并通过控制自激励励磁电源的输出电流来减少励磁电流,从而降低发电机的输出电压。 通过这样的调节过程,发电机电压调整器可以保持发电机的输出电压在额定电压范围内的稳定性。当负载变化时,调整器会根据需要自动调整励磁电流,以使发电机的输出电压保持恒定。这样可以确保供电系统中的装置正常工作,避免因电压波动而引起的事故。 这种调压方式,在国产柴油发电机组上有所运用,其机理是:当发电机负柴油发电机组操作与修理荷为额定值时,调压器保持稳定不动,这时发电机激磁电流、电压和主激磁电流都稳定不变;如果发电机负载发生变化,电压减轻,此时,调压器开始调整碳片电阻,使其电阻降低,从而使发电机激磁电流增大,促使发电机输出电压上升。反之,载减轻,调整调压器碳片电阻,使其电阻增大,而使激磁电流减少,又促使电压下降。 由于特殊装置的起动和运行中负荷变化较大,采用相复励自动调压可以较好地满足特殊装备的需要,因此,目前在特殊装备供电中,发电机控制部分通常采用相复励自动调压方式。 相复励自动调压的基本机理是当发电机空载时,电枢抽头绕组的剩磁电压,通过线。,施于三相桥式整流器上整流后,直流电流通向磁场绕组进行励磁,当剩磁电压过低时,可用直流电进行充电。当发电机带有负荷时,其负荷电流通过电流互感器的一次绕组,发生一个和一次绕组电流成比例关系的二次电流,此电流能随不同功率因数的负载变化时所需励磁电流而相应增减。在适当数据配合下,提供和发电机所需的励磁电流相适应,故能自动调节电压,保持电压恒定在一定的范围内。因为它的这种特性,故而在工程建筑和特殊负荷变化较大的设备中,较多地采用相复励调压步骤的发电机组。 利用串入或并入激磁回路的可控硅控制激磁电流,从而使发电机的输出电压随负载的变化而进行自动调节,原理如图1所示。可控硅的控制方式有多种,主要分为以下两种:(1)利用单结晶体管构造弛张振荡电路发生触发脉冲,改变电容的充电电压,从而控制触发脉冲产生的时间,改变可控硅导通角。(2)利用三极管导通截止开关特性,改变电容的充电电压,控制三极管的打开时间而发生触发脉冲,同样也可以可控制的导通角。 简单来说,就是一种取消电压调节装置的布置手段,原理如图2所示。 具有永磁同步发电机和制动电阻,永磁同步发电机在转子侧与柴油发电机械耦合,在定子侧与电压型变换器导电相连,电压型变换器在发电机侧和负荷侧分别具有一个自换相脉冲变流器,自换相脉冲变流器在直流电压侧通过直流电压中间电路彼此相连,制动电阻可与直流电压中间电路导电相连。 电压型变换器的发电机侧自换相变流器的每个发电机侧接点(R,S,T)均可通过开关系统与一个制动电阻导电相连,制动电阻彼此导电相连,借此获得一种无需再操作附加电压调节器的柴油电力驱动系统。 起动柴油发电机至额定转速,已投入运转的发电机,速度接近额定速度时都该当能自动建立电压,交流电压表指示的电压应接近额定电压,电路如图3所示。若未有电压指示,调整“电压调整”电位器,顺时针转电压应上升,若电位器已调至较大位置仍无电压,用万用表直流挡测量励磁输出F+、F-,用万用表交流挡检测电源电压输入端和测量电压输入端,若输入端有电压,而励磁输出端仍无电压,说明该电压调节器已损坏,应换上同型号、类型新的调压板。 根据国家标准规定,发电机电压整定范围≧1.05倍额定电压和≦0.95倍额定电压。检测时, 发电机已处于空载速度(频率达52.5Hz)。顺时针转“电压调节”电位器旋钮,若电位器己调至较大位置,发电机电压应大于1.05倍额定电压,若小于此值,用万用表直流档测量励磁输出F+、F-端子,测得的励磁电压没有超过铭牌规定值,说明AVR电压整定范围上限不够高。再逆时针转“电压调整”电位器旋钮,发电机电压应小于0.95倍额定电压,若电位器已调至较小位置,发电机电压未能小于此值,说明调压板电压整定范围下限不够低,应替换调压板。 设置有低频保护环节的调压板,在发电机转速升至频率转折拐点(通常为45HZ)之前, 发电机励磁电流不允许大于铭碑规定值,否则有刷发电机转子绕组或无刷发电机交流励磁机定子绕组、电枢绕组将因持续的超大励磁电流而过热直至烧毁。在发电机升速流程,若出现励磁电流超大,说明稳压板低频保护失效,应替换调压板。低频保护特点一般在调压板生产厂已调试好,其电位器旋钮已固封,发电机调试时无需调节,但有的销售中心未固封,此时可用小螺丝刀调节“频率转折”电位器,顺时针转,低频保护点频率升高,若升至45Hz之前,还发生超大励磁电流,说明该AVR低频保护作用不满足要求,应更换。 调节“电压稳定性”电位器,顺时针转,发电机电压波动率好, 但稳态、瞬间电压调节率变差;逆时针转调节器旋钮,发电机电压波动率变差,但稳态、瞬态电压调整率变好。发电机要求既有合格的电压波动率,也有合格的稳态、瞬间电压调整率,通过调整“电压稳定性电位器,上述3项性能指标中任1项不合格,说明该电压调节器不合格,应更换电压板。稳定性好电压波动率小。稳定性差电压波动率大,不实用于几乎所有用电装置。康明斯发电机组标准规定:电压波动率≦0.5%,稳定性越好,电压越稳定。稳定性好,稳态电压调节率小,即从空载到满载电压变化小。稳定性差,则稳态电压调整率大,从空载到满载电压上升或下降大,也不实用于几乎所有用电设备。国家标准规定:发电机稳态电压调整率有≦±1.0%、±2.5%、±5.0%三类指标, 依不一样励磁方法发电机而定。稳态电压调节率越小,电压越稳定。稳定性好,瞬态电压调节率小,从空载突加负载至满载,或从满载突减负荷至空载瞬变的过程中,电压变化小,电压恢复转速快。稳定性差,则瞬态步骤电压变化大,反映转速慢。国家标准规定:发电机瞬态电压调整率为≦ (-15%?+20%)、 ≦ (-20%?+ 25%)、≦ (-25%?+ 30%) 3类指标,依不同励磁方法发电机而定。瞬态电压调节率越小,电压越稳定。启动发电机能力也越强。 实用于两台或多台发电机并车运行或并网运转的电压板,其内部设置有调差环节(含调整电位器),外接调差互感器,改进各台发电机的无功容量的自动合理分配,使各发电机稳定运转。当某台发电机无功电流偏大时(该发电机负载功率因数滞后偏大),顺时针方向缓慢调整“无功调差”电位器,无功电流偏小时(该发电机负载功率因数滞后偏小),逆时针方向缓慢调节“无功调差”电位器。若顺时针或逆时针方向调整电位器流程无功电流不改变,说明电压板的无功调差失效,应替换电压板。 总的来说,发电机调压器是发电机稳定输出电压的关键装置之一。它的详细作用是通过控制发电机的励磁电流来调整发电机的输出电压,以保证电压稳定,防止电压偏高或过低对电气装置造成故障,同时保证稳定的电能提供。在发电机运转时,发电机内部产生的电压需要通过调压器进行调整,使电压满足负荷的要求,并保持一定的稳定性。因此,调压器在电力机构中具有重要的地位,可以保持供电装置的电压稳定,确保康明斯发电机组正常工作。康明斯增压器偏热发红的起因和查验方法
的增压器在操作步骤中,常产生太热, 甚至烧红的严重事故。因为此事故形成的原理比较复杂,常常是二次事故或多重事故引起的后果,且各因素相互交叉危害,给故障的剖析、解除带来较大的困难。增压器偏热的损坏就其本质上来说,具体是由废气能量与冷却强度不平衡致使。因此,剖析和查找故障因由时可从这两方面入手,通过对事故特点的剖析和关键点查验,可以从繁杂的影响因素中摆脱出来,迅速有效地找到事故部位。 所谓增压器发红,一般指可见度良好的状况下,能见到增压器裸露处呈暗红色,或者可见度较差的情形下能看到增压器裸露处呈发亮的红色。某型柴油发电机运用过程中出现增压器发红问题,本文通过系统解除解析事故、明确起因并制定预防措施。 举例,某型康明斯柴油发电机运用程序中发生增压器发红问题,此型柴油发电机运行时,没有仪器来显示气缸的排气温度,经在排气总管外接热电偶的情形下,测量到排烟总管温度为609℃,超过了技术标准要求的小于600℃。排烟温度偏高,会使零部件的热负载增大,将影响燃烧室零部件和增压器的使用时限和可靠性。因此当发现有增压器发红现状时,应认真查找原由和处理。 康明斯柴油发电机增压器为定压式废气涡轮增压器,其冷却介质为从柴油发电机机油冷却器出来的机油。增压器偏热,轻者使增压器零部件温度过高,降低作业寿命,影响进气系统正常作业,降低柴油发电机容量、增大燃油消耗;重者严重减小增压器作业寿命,甚至发生机毁人亡的严重事故。这种损坏的根本起因是吸收的废气能量和冷却强度不平衡,增压器获得(产生)的能量过度,超过冷却强度,使零配件的温度过高而形成偏热。其详细是由废气能量过高、冷却质量较差和操作管理“非法”三方面的缘由所致。 废气能量偏高是致使增压器太热的主要起因。康明斯柴油发电机工作步骤中,当废气涡轮内的废气能量过高,超过了冷却强度时,必将引起增压器太热,甚至烧红。致使废气能量偏高的主要要素有:燃油泄漏至气缸内、增压器冷却机油泄漏至涡轮机内参与燃烧、气缸密封性下降、喷油定期过晚以及充入缸内的新气量不足等。 当组成燃油喷射机构的相关零、部件,在作业中因磨损、腐蚀、变形、裂痕等磨耗,燃油泄漏至缸内,致使参与燃烧的燃油过多,且雾化品质较差,使部分燃油进入排气总管或涡轮机内燃烧,使废气能量过大。如,/)喷油泵柱塞与柱塞套密封面磨耗,燃油泄漏至量杯的油量过多;喷油器量杯裂痕或严重变形;喷油嘴外侧与汽缸盖安装孔的密封圈失效,燃油从喷油嘴铜套泄漏至缸内;汽缸盖有裂痕,燃油直接从进、回油道泄漏至气缸内等等。 事故的优点是防冻液、机油温度偏高,排气冒黑烟,严重时排气管内有明显柴油痕迹。 机油参与燃烧,通常有两个方面:一是增压器转子轴封装备因磨耗、划伤、安装“非法”等起因失效,机油泄漏至涡轮机参与燃烧;二是汽缸内机油过多,这可能是活塞油环折断,由汽缸套下的冷却喷嘴喷出的机油大量进入汽缸内造成;也可能是气缸盖裂痕,压力油从润滑油道泄漏至气缸内。严重时,会急剧增加涡轮机的温度而形成偏热,甚至烧红。 损坏优势是增压器外壳、机油温度超过正常温度、排烟为蓝烟,严重时排烟管内有明显的机油痕迹。 气缸密封性能下降,主要有:活塞环折断或损伤严重,缸套内表面损伤、拉伤等。损坏产生时常伴有活塞敲击声;气缸套与汽缸盖密封垫失效。可从气缸盖与机体的结合部位观察到泄漏情形;气门关闭不严。此故障造成气缸压缩终点可燃混合气的压缩压力不足,温度过低,危害混合可燃混合气的物理和化学准备程序,使燃烧不佳,后燃严重,废气能量增加。 损坏的优点是柴油发电机输出无力,排烟冒黑烟,油底壳有黑烟冒出并伴有呛人的刺激性味道。有时缸内有较沉闷的敲击声。 喷油器喷油定期过晚,将引起燃烧进程的推迟,缸内爆炸压力下降,指示热效率减轻,废气能量增大。事故常由喷油咀驱动机构的零部件损伤,以及喷油定期调节“非法”造成。康明斯柴油泵有多种供油代码,调节时若代码弄错,必然调节不准确。 损坏的特点是输出无力,排气较黑,甚至有火星冒出。 进入汽缸内的新气量不足,将引起燃油燃烧不完善,其多发的损坏为空气过滤器堵塞、气门间隙过大或气门开启不准确。 冷却质量较差也是导致增压器偏热的详细缘由。康明斯型柴油发电机增压器的冷却介质为机油,机油的热量通太热交换器传给淡水,再由海水(或空气)冷却淡水。因此,进入增压器的机油流量的大小和温度的高低是评价增压器冷却质量的主要指标。造成机油冷却不好的主要条件有:机油压力过低、防冻液温度过高等。 作业时增压器转子的速度偏高,且位置较高,机油压力不足,极易使高速转动的轴承太热,加载轴承的损伤,并引起轴封设备失效、转子震动加剧等二次故障,影响极大。 如齿轮及泵壳内表面磨损;调压阀密封不严或调压弹簧刚度降低等。一般此损坏可从机油压力表读数观察出来; 柴油发电机润滑系统出现堵塞或泄漏,特别是机油冷却器通向增压器的出口处堵塞,进出增压器的机油流量不足,增压器温度升高形成过热。严重时增压器温度升高较快,轴承急剧磨耗,振动加剧,甚至危及安全。此外,增压器密封圈失效也是冷却品质较差的原由。 防冻液温度太高常常是因为防锈水泵磨耗、节温器开度不足、管路泄漏或堵塞所造成。 操作管理“非法”是导致增压器太热的不容忽视的重要原由。易发的有: 柴油发电机长时间超负载工作,会致使供油过大,燃烧不完善,后燃严重,排烟温度太高,油水温度相应升高,形成增压器等部件偏热。其优势是柴油发电机声响较沉闷、油水温度高、排气排黑烟。 康明斯柴油发电机增压器位置偏高,机油压力过低,一方面造成增压器摩擦副表面润滑不足,损伤加快、轴承间隙增大,润滑更加不良;另一方面增压器冷却不足,加快油温升高速度,同时也会使机油粘度降低,进一步恶化轴承的润滑。因此,在管理柴油发电机过程中,应及时调节机油压力,必要时应进行检修。 此外,机油变质未能及时更替、机油牌号不对、水箱宝温度、调整错误等也是造成增压器过热的原因。需要指出的是,增压器偏热的事故因由,可能是单一事故致使,也可能是由多重故障综合影响的结果,不能简易化。同样,上述的事故起因剖析也仅是易发的,并不是全部。 从上述解析可知,影响增压器太热的要素较多,常常是多重故障致使。要迅速、正确地判断损坏的产生因由和所在部位,并迅速采取有效的排除,需建立在对柴油发电机的构造、连接关系和作业原理比较清楚的基础上,并具备一定管理柴油发电机的工作经验。根据上述剖析,查找柴油发电机故障,可首先从收集表征柴油发电机工作状态的作业参数(如,柴油发电机的转速、燃油消耗量、油水温度和压力、排气温度等),以及振动、声响、排气颜色、气味等开始,对故障前兆进行综合分析、预判,按照可能的因由、损坏的部位,由简易到复杂,由外到里的顺序进行逐步分析处置,较终将损坏隔离到零配件。 如柴油发电机正常运转,主机油水温度逐步上升,机油压力下降。机电人员未引起注意。不久在舱外发现柴油发电机冒黑烟且逐渐加深,此时发现增压器已经烧红。停机查验时,初疑为增压器机油压力偏低,冷却不足造成事故,随之调高润滑装置压力。重新开机工作,事故再次产生,增压器严重事故。 从上述机电人员的查看、调整可看出,对康明斯柴油发电机构造及作业原理不十分清楚,查看不仔细,调整也较为盲目。如前所述,增压器烧红属废气能量特别高的状况,其易见的原由是燃油过多和大量机油进入涡轮机参与燃烧。准确的举措是首先将增压器总成拆下,观察排气总管和增压器进出口位置。第一种情况:有较多的机油。若仅在增压器出口有机油,则说明机油来自增压器;若在增压进口和排烟总管出口都有较多的机油,则说明机油来自汽缸。前者可查看增压器的轴封情形以及相关部件是否有裂纹等,确定事故部位及零件;后者尚需进一步解体排气总管,判明具体汽缸并解体气缸盖,确认机油是从汽缸套上窜,还是由于气缸盖裂纹进入燃烧室。机油从气缸套上窜,一般是因为活塞环折断、缸套严重拉伤,常在气缸盖上呼吸器进出口处冒出呛人黑烟。第二种情况:有较多的柴油。若有柴油痕迹,此时检验的重点应是喷油嘴及与之相关零部件。拆卸排烟总管,确定具体气缸并卸下这缸的喷油嘴,查验有无裂痕、变形,密封圈是否失效等;若无问题,则进一步拆装气缸盖,检验喷油嘴孔有无裂痕、缺损、划伤等。根据事后的查验,该船柴油发电机是由装配喷油器的量杯严重变形,燃油从量杯与喷油泵接合处大量渗入汽缸所致。 因此,查找增压器过热的缘由,应注意以下几个关键点:(2)增压器入口处,亦即柴油发电机排气总管出口处此处可明确废气能量的来源,为下步查验指出方向;(1)严格遵守使用教程,及时查看柴油发电机工作状态(如,运转数据、震动声响、排烟颜色、油水泄漏情况等),以便正确预判柴油发电机的工作状态,并查找损坏供应线)按照修理保养计划,及时做好维保保养工作; 以上就是解除增压器烧红问题举措。但是需要注意的是,在尝试排查增压器烧红问题时,该当由专业人员进行修理和维修。如果不是专业人员,较好不要自行动手,以免造成不必要的安全隐患。此外,在日常的生产过程中,应当加强装置的平日保养和维保。定期查看增压器的各项数据和作业状态,及时清洁和更换散热器的滤网等,可以有效减小增压器烧红的产生。康明斯公司正式入驻东亚探讨中心柴油发电机新工厂
导读:康明斯是全球先进的柴油发电机和天然气发电机制造商,为各行各业供应技术领先、可靠耐久、有效节油、清洗环保的柴油发电机、天然气发电机和发电机组。康明斯拥有全系列的大马力发电机和发电机组产品线,以其优良的可靠性及燃油经济性在全世界广泛运用。通过遍布190个国家和地区的500多家康明斯分销商以及5200多个提供商网点,向全球客户提供全方位的产品和售后服务支持。2022年10月10日上午9点钟,康明斯中国的首批200名作业人员入驻康明斯东亚研发中心的新基地。由此意味着康明斯东亚研发中心的重新开启新篇章,其研发力量逐步从沌口向军山新城转移。该基地的新厂房建筑面积扩展为17566平方米,是原研发中心的4倍,并新增10个世界一流水平的发电机试验台架,其中包括4个混和动力发电机试验台架、冷启动试验室以及噪音震动实验室。新基地还专门建设一栋新能源动力研发楼,配备较新燃料电池实验室、动力电池实验室、传动系统实验室,及整车轮毂实验室等。较先入驻的200名研发及专业技术支持人员结构技术团队,与欧美市场同步进行发电机产品和技术的研制开发。此次正式入驻完成后,标志着东亚研发将成为仅次于美国总部技术中心的康明斯全球第二大研发装置。作为康明斯在中国市场的长久战略之一,康明斯东亚研发OEM主机厂是康明斯工厂和东风康明斯发电机服务站共同投资组建的合资企业,也是外资柴油发电机企业在华设立的首家技术研发中心,详细提供柴油及压缩天然气发电机、发电装备以及过滤/排气元件的研究开发和实验发展(包括为研发活动服务的中间试验),以及工程技术服务和支持(“技术服务”)。技术服务包括:适应性开发、产品开发、货源鉴定、供应商开发、排放测试、认证服务、客户运用工程布置以及针对中国市场的电力处理步骤的开发。“武汉一直是康明斯在华投资较重要且较为集中的地区。”康明斯东亚研发中心总经理刘志礼推荐,康明斯东亚研发中心落户武汉以来,康明斯燃油系统、康明斯电力随之布局武汉经开区,康明斯在武汉建立了包含技术研发、零配件及整机的高端制造、分销服务等全价值链运营体系,辐射全国乃至全球的动力产业。康明斯东亚研发中心是由东风公司和康明斯合资设立,2006年8月在武汉经开区现代服务业产业园竣工投用,是康明斯在美国以外投入较大的技术中心,提供产品开发、排放试验和运用工程在内的全方位技术研发和工程服务。康明斯与东风公司合作设立的康明斯东亚研发服务站的成功奠基标志着中国市场在康明斯全球研发战略地位的重大提高,对中国发电机产业的技术进步和关键研发人才的培养起到推动功能。公司将本着立足中国,面向国际的研发方针,充分利用中国市场的巨大功率,开发不仅能够满足国内市场需求,而且具有一流国际竞争力的新一代发电机平台。柴油发电机组的技术维护规范
摘要:康明斯柴油发电机组的技术维保就是定时地对柴油发电机各零配件进行装置、细致的检查、调整和清洁,以提供柴油发电机正常运行所必需的良好的作业要素,防范康明斯柴油发电机早期磨耗和各种损坏产生,充分发挥柴油发电机的作业效能和经济效益。因此,在柴油发电机使用程序中必须建立一套切实可行的保养规则和计划,认真作好各项维保作业。如果油面没有达到规定油面,应加机油。检查首先用柴油发电机的机油尺来检查机油平面。为了得到精确的读数,机油平面应停机15分钟后,机油流回到机油盘时检验,机油尺度保持和原产的机油盘配对,尽可能地保持机油平面接近高位“H”标记处。警告:当机油标记低于低位标记“L”或高于高位标记“H”时决不要操作柴油发电机(如果必要,则添加柴油发电机中品质和牌号相同的机油)。首先检查是否有外部空气漏入,防锈水或机油渗漏。拧紧螺钉连接处、接头等或者按需要可更替垫片。检查机油尺各加油管道盖,看是否紧固严密,发现泄漏应立即处理。检查燃油箱内的燃油是否足够,不足时应加足;包括柴油泵的“非法”调查或碰伤的情形,查看全部连接处有无渗漏或损坏。查验进气管各连接处,查看进气管各连接处,卡箍是否松动,软管是否有龟裂,穿孔或损伤,是否有软管断裂或其它损伤,拧紧卡箍或按需要替换零件,保证进气机构密封良好,确保全部空气均通过空气滤清检查仪表接头是否松动,指针是否已归零以及可能的故障部位。必须要系统地查验,随意查看只能使修理变得复杂,造成混乱和无用的修复。尽量使用测试仪表和测量设备,以便得到较准确的结果。驱动皮带,视检风扇、水泵、充电机皮带是否故障或松弛,扣故障应换新。且进行调节松紧度,如有必要请专业技师进行调整。5、查验充电发电机风扇传动带的密封性。(通常来说,在三角带中间有3到5公斤的压力,皮带应该在10到20毫米之间)。(1) 启动柴油发电机使之达到工作温度,停机从油底壳底部卸下放油螺塞(或打开放油开关)放出机油。(3)拧下组合式机油滤清器,向新机油过滤器中加注干净规定类型机油,用手拧紧到密封垫接触到滤清器为止,然后再拧紧1/2到3/4圈。8、更换柴油滤清器、水格、空气滤清器,拆下柴油滤清器、水格、空气滤芯,对新柴油滤芯,加注干净的柴油,水滤芯可直接装配,不需另外加水,装配方式同上面“机油滤清器安装法”,清洁空气滤接口或者集尘盘再进行安装。注意:康明斯柴油发电机通常每累计运转250小时或半年(以先到为准)更替机油,机油过滤器,柴油滤芯,水滤清器,必要时添加DCA防锈水,运转450小时替换空气过滤器。警告:所更替的机油一定要符合标号的原装机油,过滤器要用质量可靠的原装或附厂件,否则会引起柴油发电机磨耗或烧主轴,拉缸等毁灭性的故障。警告:坚持定时二级维保查看时对发电机完善维保方面是非常重要。柴油发电机运转(包括负载因数和燃油消耗)的直接结果是污染机油。在修理柴油发电机后,重新加进去的机油,必须采用新的机油,而不能再用从油底壳中放出的机油。3、查看冷却机构,保持冷却水加满到作业平面,每天或每次开机前查看冷却液平面,剖析水箱宝消耗的起因,检查防锈水平面,只有在冷却装置冷却后进行。去除水箱宝系统水道中的污垢和沉积物。康明斯PT喷油泵、喷油嘴、调速板的构成原理
摘要:康明斯柴油发电机PT泵的基础机理是液流的体积是与流体压力、流过的时间以及液流的管道截面尺寸成比例,因此在构造上,以喷油泵输出压力和喷油咀进油时间对进油量的影响来控制供油量,调节要素是压力和时间,故称PT机构。在PT喷油泵中,PT型柴油泵为较基础的燃油泵,构造较具有代表性。PT型燃油泵具体由齿轮泵、减震器、节流轴、调速板、停机阀等几部分结构。 为适应增压发电机的要求,使喷油泵的供油压力随发电机增压压力的大小而变化。 齿轮式输油泵、稳压器、柴油过滤器、断油阀、节流阀及MVS调速板和PTG调速器等结构一体,并称此组合体为PT柴油泵。(1)齿轮泵由一对齿轮和齿轮泵体、齿轮泵盖等结构,用途是输送燃油。齿轮泵的输出油量和供油压力随齿泵转速的增加而增大。输油量一般是额定工况所需量的4-5倍。(2)齿轮泵出油口后端的油流通往减震器总成。钢质的减震器膜片能吸收齿轮泵泵油时出现的压力脉冲,并使整个燃油系统的油流平稳。(3)与泵体回油道相连的一端压装有压力调整阀。喷油泵工作时,调速板和泵体中的回油克服压力调节阀的弹簧力而进入齿轮泵的进油腔,在泵体形成3.4-4.1Pa的低压油,使空气无法进入泵体。(4)齿轮泵的转速和柴油发电机速度相同,旋转方向可由齿轮泵体和泵盖上特殊的凸缘标记(或减振器的位置)来预判。从燃油泵的后端看,若凸缘标记在齿轮泵的右上方(减振器靠柴油泵右侧),则齿轮泵为右转。反之,若该标记在齿轮泵左下方(减振器靠喷油泵左侧),则齿轮泵为左转。 齿轮泵的冷却润滑程序如图1所示。PT(G)型泵所采用的是整体冷却式齿轮泵。整体冷却式齿轮泵上面打印有“AR”或“BM”记号,从齿轮泵端面间隙泄漏的燃油,一部分自齿轮泵主动轴从前轴承间隙流到PT泵泵体内,其余在润滑和冷却4个轴承后,经过3个轴承和总回油管再流回油箱。(6)在弯管接头中有一个弹簧止回阀,其作用是避免停机时,喷油嘴回油管中的燃油或空气通过此处倒流。当柴油发电机作业时,齿轮泵中的回油压力推开此阀进行回油。 滤网式磁性过滤器的用途是再次滤除喷油泵所输出的燃油中的杂质和铁屑,详细构成是金属滤网里加一个磁芯。滤网可滤去杂质,磁芯可除去细微的金属铁屑。 其功能是稳定怠速和限制较高转速,并能随转速和负载的变化自动调整供油压力,从而调整供油量。在中间转速时,由操作员改变节流阀(油门)开度来控制供油量。 供使用人员在怠速范围以上,按不一样速度和负荷因素的需要控制速度。 位于柴油泵壳的上部,速度可以通过位于燃油泵顶部的VS速度控制杆加以改变。这种柴油泵能在柴油发电机整个转速范围内提供平顺的转速调整和适应取力系统等不同速度的要求。 组成如图2所示,也叫停机阀。功能是停机时,可将此阀关掉,切断通往喷油泵的燃油。安装在泵的燃油出口处,一般是既能电操纵也能手操纵停机阀是一个电磁阀,由电磁铁阀板(圆盘形)、回位弹簧、手控制螺钉等构造。原理如下:(1)通电时,阀板被吸向右方,处于开启位置,燃油即能通过。反之,断电时,阀板在回位弹簧的作用下压向阀座,燃油被切断。(2)如果由于电气机构的故障,电流不通时,阀片就吸不开,柴油发电机就启动不了。为使柴油发电机在启动线路有故障时仍能起动,可拧进手控制螺钉,迫使阀板顶开,停机时须使螺钉拧出使之断油。 启动时,节流阀开度较大,因为速度很低(190-250转/分),调速柱塞6处在极左位置,齿轮泵的流量和压力极小,不能使调速板柱塞和怠速柱塞分开,使旁通油道关闭,全部柴油经怠速油道和节流阀通道流往喷油器。 PTG调速板的用途之一就是能使柴油发电机保持稳定怠速。怠速时,节流阀关闭,燃油经怠速油道绕过节流阀流往喷油咀。 当柴油发电机怠速转动时,调速柱塞稍右移,因为速度低,齿轮泵来的油压也低,压力油穿过调速柱塞的径向孔道、中心孔道,推动怠速柱塞,使怠速弹簧稍有压缩,从而使调速柱塞和怠速柱塞略有分开,少量的柴油从旁通油道流回油泵,其余的油则通过怠速油道流往喷油器。如果由于某种外界缘由使柴油发电机转速下降,由于飞块离心力降低,调速柱塞因推力瞬时小于两上柱塞端面间的油压而左移,与此同时怠速弹簧便推动怠速柱塞也向左移动,于是怠速油道开度增加,喷油量随之增加,柴油发电机转速相应回升。反之,如果柴油发电机转速升高,调速柱塞右移,关小怠速油道,燃油量减轻,柴油发电机速度下降,这样就保证了柴油发电机在怠速下稳定运行。 推压怠速柱塞的弹簧力是由怠速弹簧和高速弹簧两者弹力所构造,其动作程序图3所示。调速柱塞的位移取决于怠速弹簧的刚度。在怠速时,高速弹簧已伸长到自由状态,仅怠速弹簧起功能。因怠速弹簧刚度较小,飞块推力稍有改变就会使怠速柱塞有较大的位移,因此可使燃油量及时改变,转速波动就很小。卸下螺塞后,拧进或旋出怠速调整螺钉,就可以对怠速进行调整:拧进螺钉,怠速速度增强;拧出螺钉,怠速转速减轻。 中速柴油发电机在中速时,由使用员控制使节流阀开度增大,怠速弹簧受到较大的压缩,高速弹簧也开始受压缩,轴向推力使调速柱塞右移,关闭了怠速油道。此时,齿轮泵油压使调速柱塞和怠速柱塞分开,调速柱塞和怠速柱塞的间隙增大,从旁通道油道回流的油量比怠速时稍有增加,其余的燃油则从主油道、节流阀、通道流向喷油嘴,流向喷油泵的燃油流量和压力均比怠速时高。 PTG调速器另一个用途就是限制发电机的较高速度,随着发电机速度升高,调速柱塞向右移,压缩高速弹簧。在接近较高速度时,通往节流阀的主油道被柱塞逐渐关小,这时因为速度再升高主油道接近关闭。由于节流用途,喷油泵进油压力急剧下降,喷油量减轻,速度立即下降。较高转速由PTG调速器的调速弹簧的弹力所决定,其大小可利用垫片调整。增加垫片,较高转速升高;减小垫片,较高转速下降。燃油压力和发电机转矩随发电机速度而变化的曲线、飞车 在柴油发电机速度继续增高时,柱塞右移,压缩调速弹簧,当转速增高到额定速度时,调速柱塞移向极右端,柱塞将通往节流阀的油道关小。同时柱塞上的小孔对准旁通油道,使大量柴油旁通回齿轮泵进口处,因此通向PT喷油器的油压骤降,从而使喷油量及转速受到限制,使柴油发电机停机以防转速失灵。 当发电机的速度不高时,调速板柱塞位于左边,高速调校弹簧处于松弛状态,如图a。速度增至较大转矩点时,调校弹簧的右端开始与柱塞套筒相接触。转速再上升,速度控制器柱塞继续右移,高速校正弹簧2被压缩。这样调速器柱塞的功能力被高速校正弹簧抵消一部分,使燃油压力下降,循环供油量减少,相应的发电机转矩随转速上升而略有下降,提升了发电机的转矩适应性。 低速调校弹簧是装在飞块助推柱塞的左端。当转速高于最大功率点转速时,调速柱塞靠向右方。此时低速功率调校弹簧处于自由状态,如图(a)。当速度降到小于最大功率点速度时,调速柱塞继续向左移动,便压缩低速功率校正弹簧,如图(b),此弹簧使飞块助推柱塞和调速柱塞均受一向右推力。因为推力增大,燃油压力也相应增大,柴油发电机功率上升。这样就减缓了柴油发电机低速时功率减少的速率,增强了柴油发电机低速时的适应性。 综上所述,PTG调速板可自动限制较高速度及维持怠速稳定运行;因为装有功率校正弹簧,所以使得柴油发电机外特征的适应性系数较大;在高速和怠速之间,调速板不起功用,由操作员操纵旋转式油门(节流阀)的开度而实现加油和减油。 PT喷油嘴分为法兰型和圆筒型两种。法兰型喷油咀是用法兰安装在气缸盖上,每个喷油咀都装有进回油管;而圆筒型喷油器的进油与回油通道都设在气缸盖或汽缸体内,且没有安装法兰,它是靠安装轮或压板压在汽缸盖上的,这样既减小了因为管道故障或泄漏引起的损坏,也使柴油发电机外形设计简易。圆筒型喷油器又可分为PT型、PTB型、PTC型、PTD型和PT-ECON型等。其中PT-ECON型喷油咀用于对排气污染要求严格的柴油发电机上。法兰型和圆筒型喷油泵的工作原理基础相似,但在构成上有些差异。PT喷油泵可大致分为两种基本形式:(1)具有装配法兰型的PT喷油器 法兰型喷油咀的组成如图5所示,具体由喷油泵体、柱塞、油嘴、弹簧及弹簧座等组成。图1中的数字代表的零件名称分别为:10-回油量孔;11-储油室;12-计量量孔;13-垫片;14-油嘴;15-密封圈;16-连接管;17-滚轮;18-喷油凸轮;19-发电机机体;20-滚轮架轴;21-调整垫片;22-滚轮架盖;23-滚轮架;24-推杆;25-摇臂;26-锁紧螺母;27-调节螺钉;28-进油量孔;29-柱塞。 油嘴下端有8个直径为0.20mm的喷孔(NH-220-CI和N855型柴油发电机圆筒型喷油嘴的孔径为0.1778mm;NT-855和NTA-855型柴油发电机圆筒型喷油咀的孔径为0.2032mm;NH-220-CI型柴油发电机法兰型喷油咀的孔径为0.20mm)。在柴油发电机喷油器体上通常标有记号,如178-A8-7-17,其各符号按顺序的含义分别为:178-喷油泵流量;A-80%流量;8-喷孔数;7-喷孔尺寸为0.007in(0.1778mm);17-喷油角度为17°喷雾角。喷油咀体的油道中有进油量孔、计量量孔和回油量孔。 柱塞由喷油凸轮(在配气凸轮轴上)通过滚轮、滚轮架、推杆和摇臂等驱动。喷油凸轮具有特殊的形状(如图6所示),并按逆时针方向旋转(从正时齿轮端方向看),其速度是曲轴转速的一半。 无外部油管,这种喷油器又分为PT(A) 、PT(B) 、PT(C) 、PT(D)四个型号,其中PT(D)喷油器是其余三种喷油泵的改善型,应用较广泛。PT(D)喷油器分为顶止式和非顶止式两种,NTA855-M350型柴油发电机所用喷油嘴为PT(D)非顶止式。 弹簧是用顶部限位螺套锁住,限制喷油咀柱塞和连接件的向上的行程,因此,当柱塞上行被挡住后,使喷油泵的驱动机构卸除了载荷。PT喷油器计量量孔孔径一般为0.43-0.64mm,回油量孔的孔径为0.94-1.07mm。 除上部限制喷油弹簧步骤不一样外,其余结构与顶止式PT(D)型喷油器相同,作业机理也一样。 作业机理和喷油过程如图7、图8所示。在进气行程中,滚轮在凸轮凹面上滚动并向下移动。当主轴转到进气行程上止点时,针阀柱塞在回位弹簧的弹力用途下开始上升,针阀柱塞上的环状空间将垂直油道与进油道接通,此时计量量孔还处于关闭状态。从PT泵来的燃油经过进油量孔、进油道、环状空间、垂直油道、储油室、回油量孔和回油道而流回浮子油箱。燃油的回流可使PT喷油器得到冷却和润滑。 曲轴继续转到进气行程上止点后44℃A时,柱塞上升到将计量量孔打开的位置。计量量孔打开后,燃油经计量量孔开始进入柱塞下面的锥形空间。 当主轴转到进气冲程下止点前60℃A时,柱塞便停止上升,随后柱塞就停留在较上面的位置,直到压缩冲程上止点前62℃A时,滚轮开始沿凸轮曲线上升,柱塞开始下降。到压缩冲程上止点前28℃A时,计量量孔关闭。计量量孔的开启时间和PT泵的供油压力便确定了喷油器每循环的喷油量。 随后,柱塞继续下行,到压缩上止点前22.5℃A时开始喷油,锥形空间的燃油在柱塞的强压下以很高的压力(约98MPa)呈雾状喷入燃烧室。 柱塞下行到压缩行程上止点后18℃A时,喷油终了。此时,柱塞以强力压向油嘴的锥形底部,使燃油完全喷出。这样就可以防止喷油量改变和残留燃油形成碳化物而存积于油嘴底部,柱塞压向锥形底部的压力可用摇臂上的调节螺钉调节,调节时要预防压坏油嘴。 在柱塞下行到较低位置时,凸轮处于较高位置。其后凸轮凹下0.36mm,柱塞即保持此位置不变直到做功和排气终了。 在滚轮架盖与发电机机体之间装有调整垫片,此垫片用以调节开始喷油的时刻。垫片加厚,则滚轮架右移,开始喷油的时刻就提前。反之,垫片降低,滚轮架左移,喷油就滞后。 摇臂上的调节螺钉是用来调整PT喷油嘴柱塞压向锥形底部的压力。在调整程序中采用功率法,即用扭力扳手将螺钉的功率调节到规定的数值。调节时,要使所调节的缸的活塞处于压缩上止点后90℃A的位置。 康明斯PT泵详细是依据发电机组的无需工作中状况、给PT喷油泵导出不一样工作压力的低压燃油,具备了操纵液压,局限发电机较大转速比、平稳发电机较小速度比、在机器运作时功率校准的功效。在PT燃油机构中,剩余油调整和按时喷射等都由PT喷油咀和其它部件去完成,PT泵仅调整剩余油,在安裝无需调整喷油按时,PT泵是低压柴油泵,去除开高压油管,促使喷油工作压力得到提升,防范了发电机组高压漏油等问题的出现。操作大概、构成紧凑、返修率低,运转平稳是PT泵的较大特点,发电机组中应用PT燃油泵调整剩余油,促使各缸的剩余油分配均匀、平稳、从而促使康明斯柴油发电机的平稳安全性能大为改观。康明斯发电机组窜烧机油故障诊断难点剖析
【摘要】机油是润滑油的俗称。本文详细引荐康明斯柴油发电机大修后,导致机油窜烧的现状,通过测定气缸的缸径,气缸的圆度和圆柱度误差,都符合相关的技术指标。经过拆检发现,引起故障的是气缸体的轴承孔加工不达标,精度也不符合要求造成的。柴油发电机烧机油排气管冒蓝烟,这是康明斯发电机组的一种易见损坏,而损坏通常由活塞连杆组、配气机构、汽缸体等部件的密封配合不良,或机油加注过度等造成的。但在维修过程中,如没有注意零件材料品质的优劣,或者维修加工工艺不规范、不标准,技术精度达不到要求,同样会致使柴油发电机窜油的损坏。某客户一台柴油发电机组发生了机油串烧的情况,而且是在大修后不久。具体表现为:康明斯发电机组运转时有蓝烟,且机油压力低,起动困难,运转乏力。动力性能和经济性能大大下降,燃油和机油损耗增加,废气排放超标。打开机油加注口察看,有一定的脉动烟雾冒出;查看主轴和进气口,有刺激气味烟雾窜出;看排烟管口,有油湿情形,严查火嘴,积炭明显。以上特性表明柴油发电机窜油情形突出。对分解的零件进行检测,没有发生活塞环对口的情形,个别环的漏气弧长所对应的圆心角度偏大,活塞环的背隙、端隙和侧隙均符合标准,弹力正常。此时怀疑活塞环的材质有问题,因为目前市场上有多种品牌的活塞环,不乏一些产品以此充好,不能承受燃烧室的过热、高压的作业环境。因此为了处理这个方面的起因,康明斯特找到正规服务中心的活塞环进行安装,重新装好柴油发电机启动试运转,燃烧机油和动力不足状况有明显改良,但还是有蓝烟从尾气当中排出,故障没有根本的排出。在一次用量缸表检测气缸体的圆度和圆柱度,测量结果符合大修标准。用手触摸气缸体内壁感觉光滑度不同,甚至和活塞环都有没有接触的情形,根据这种状况,估计故障可能是汽缸体承孔与气缸套外径配合不佳造成,当柴油发电机高速运行时,有间隙的部位,在瞬间发热高压用途下,缸套会整体局部变形压紧在承孔上,造成较大S型变形,使活塞环与机体间产生瞬态密封配合不好。而采用量缸表是无法量出这一变形误差的,原由是零件表面的实际形状对理想形状的变动量是在受到冲击力时才出现的,而且产生时的变动量为形状误差,当实际圆柱面偏离理论圆柱面时,实际圆柱内各垂直面的直径是相等的,所以用量缸表测量仍得到符合标准的数据。根据以上剖析,配换合标准的新缸套,重新装好机试运转,柴油发电机窜烧机油状况消除。通过分析,根据烧机油产生的机理,分析出可能造成汽缸压力低,烧机油的原由,逐项进行拆卸验查解析。拆下气缸盖验查,以下部件损伤老化会造成柴油发电机烧机油3.气门油封老化破损也会让部分机油进入燃烧室燃烧,特别是进气门油封老化破损更易让机油进入燃烧室燃烧。本文处置故障的难点在于要掌握润滑系统的构成及作业机理,能够掌握柴油发电机组检修的主用检测工具,通过严格的工作步骤,确定配合的间隙,消除了这台机的窜烧机油故障,从而得出结论,这台机窜烧机油损坏,是大修时汽缸体承孔加工精度低,使柴油发电机工作时密封配合不佳所致。康明斯PT燃油装置易见损坏与神经网络诊断法
PT(pressure time)燃油系统的柴油发电机已广泛运用于柴油发电机组N\K系列产品,PT燃油系统的复杂性和精密性对故障判定提出了更高的要求。针对采集的PT燃油系统损坏模式参数少、参数间存在较强的非线性关系的优点,文中采用KPCA步骤进行原始特点参数的提取,并采用经MPGA进行数据优选的LSSVM模型进行故障辨识,充分发挥KPCA的非线性优势提取能力和LSSVM的小样本泛化特征,实现对发电机PT燃油装置不同作业状态的准确辨认,为燃油装置的状态监测和故障判定装置的建立提供新思路和新办法。 PT燃油系统通过改变燃油泵的输油压力(pressure)和喷油嘴的进油时间(time)来改变喷油量,因此,把它命名为“PT燃油系统或“压力-时间系统”。由液压原理可知,液体流过孔道的流量与液体的压力、流通的时间及通道的截面积成正比。PT燃油装置即根据这一机理来改变喷油量。该装置的喷油器进油口处设有量孔,其尺寸经过选取后无法改变。燃油流经量孔的时间则主要与柴油柴油发电机的速度有关,随速度升降而变化。因此,改变喷油量详细通过改变喷油器进油压力来达到。 当柴油发电机作业时,柴油被齿轮式输油泵从柴油箱中吸出,经柴油滤清器滤除燃油中的杂质,再经稳压器排除燃油压力的脉动后,送入柴油过滤器。经过滤清的柴油分成两路,一路进入PTG两极式调速板和节流阀,另一路进入MVS(VS、SVS)全程式调速器。其压力经过调速板和节流阀调整后,经断油阀供给喷油器。在喷油器内柴油经计量、增压然后被定时地喷入汽缸多余的柴油经回油管流回柴油箱。喷油嘴的驱动系统包括喷油凸轮、摆臂、喷油器推杆和喷油嘴摇臂。喷油凸轮与配气机构凸轮共轴。电磁式断油阀用来切断燃油的供给,使柴油发电机停转。 当水进入燃油装置后,将会使PT泵中的调速板柱塞、喷油器柱塞等零件发生锈蚀状况,特别是停机后再次起动柴油发电机时,有可能使PT泵中的速度控制器柱塞传动销驱动舌和齿轮泵驱动轴折断。 水混入燃油可能是由于油中含有水或在添加燃油时带入的,也可能是在机器每次工作后未及时加油导致的。当燃油箱为充满燃油时,因为液压温度下降,空气中的水蒸气便在油箱内壁上冷凝,从而使冷凝水混入燃油中。 在每班工作完毕后应将油箱加满;另外,柴油桶在停放时一定要拧紧盖子,以防雨水漏入。为了处理已进入油中的水,在每班开始作业之前要拧开油箱下面的放油开关以解决沉淀水,同时还可以打开柴油过滤器下面的排污塞将积存的水排掉。该当指出,当发电机组持久停用后,PT柴油泵很容易因水蒸气冷凝而锈蚀,如果不注意,当重新启动柴油发电机时,就会产生零件损坏的想象,为此应使PT燃油泵中存有足够的燃油,后动前对PT 柴油泵进行仔细检测,在确认零件转动灵活时,再启动柴油发电机。 空气进入PT燃油系统后会产生PT柴油泵作业失常、各缸喷油不均匀和喷油器喷油不正常等情形,从而使柴油发电机无法起动 动力不足 频率时快时慢或突然停机。 认真仔细查找和排除PT燃油装置中的漏气部位,具体如下:① 检修浮子油箱与柴油滤清器之间有无漏入空气。为此可先取下柴油格盖,检修燃油是否充满。燃油不足时加满,然后再起动柴油发电机。在保养时,当从燃油格放污塞处理水污物和较多量燃油后,也应按上述举措向柴油滤清器中添加燃油。② 检验燃油滤清器与PT燃油泵之间有无漏气,观察油管有无泄露,管子接头有无松脱等。③ 检测PT喷油泵各密封部位有无漏气。检测时应使柴油发电机在怠速工况下运行,然后依次在可能漏气的部位滴油或用手堵住有关孔口,此时,如观察到所滴油被吸入泵体或在堵住孔口时柴油发电机频率不平衡现状有所缓和,则说明被检查部位有漏气现状。对每个密封部位逐一检测,如果漏气是由于垫片故障或接头松脱而导致的,应更替垫片或拧紧接头,如果漏气是由于密封件失效,则必须更换密封件。 机械杂质混入燃油会导致严重的不良后果,使零件使用时限缩短,杂质进入间隙还会使运动的零件产生阻滞(如速度控制器的柱塞与套筒),从而危害PT燃油泵的正常作业。 为预防机械杂质进入燃油,在对燃油箱添加燃油时应操作清洁的油桶。按期对燃油滤清器过滤器进行清洗或替换,尤其重要的是按规定清洁PT喷油泵中的滤网,磁性式滤清器的上下滤网。 目前对于燃油系统的故障诊断具体集中在基于模型、基于神经网络和基于证据理论等途径上。但大量讨论表明,基于模型的损坏解除方法对模型的精确性提出了很高的要求,而且随着目前现代设备的复杂化和非线性化,想建立较为精确的数学模型变得越来越难。基于神经网络的故障处理方案虽然运用较为广泛,但在网络模型的训练程序中存在训练时间长、模型效果过于依赖样本的数量和品质等问题。较小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)是对标准支持向量机的改善算法,在模型的构建和求解过程中具有运算速度快、抗噪能力强、对样本的数量要求不高等优势,在实际工程中有着广泛的运用。 LSSVM是SVM的改进算法,它建立在统计学习理论和构成风险较小化的基本上,其核心思想是采用较小二乘线性系统作为损失函数,替代标准SVM中的二次设计方法,这样就把原来的求解二次布置问题转换为求解线性方程组问题,简化了计算复杂性,收敛速度快。LSSVM辨认模型已经成功运用于各种领域。 主元解说(pricipal components analysis,PCA)是一种较为主用的特点提取策略,但从本质上讲它是一种线性映射算法,在解决非线性问题时,往往无法取得好的效果。KPCA是借助核措施将输入空间映射到一个高维Hilbert空间,然后在高维空间操作PCA法提取主成分。 对于LSSVM的参数优选问题,目前一般采用参数穷尽搜索方法,示例如图3所示。该对策即对LSSVM的核函数数据σ及正则化参数γ在一定范围内取值,对于取定的σ和γ,把训练集作为原始参数集,利用交叉验证的途径得到在此组σ和γ的训练集经验类别准确率。虽然该步骤能够找到在交叉验证模式意义下的较高类型正确率,但在更大范围内寻找较佳的数据σ和γ会很费时。鉴于MPGA的诸多优点,本文采用该步骤进行LSSVM参数的寻优。 因为KPCA和LSSVM的结合能充分发挥各自的优点,提升故障诊断的实时性和高效性,本文建立了KPCA-LSSVM的故障清除模型,算法机理如图1所示。 PT泵出油口的压力数据是一个非常敏感的参量,无论是PT泵进油口产生堵塞,还是PT喷油器油路发生泄漏,均可以在泵出油口的压力参数上得到体现。因此本文采集5种故障状态下的PT泵出油口压力数据作为训练样本,其中将PT燃油系统正常作业状态作为一种特殊的损坏状态。利用KPCA-LSSVM建立多要素与相应结果之间的非线性关系来构建故障多类型模型,实验设备采用自行研制的JCPS01型PT泵试验台,实验机理如图5所示。 实验中用真空阀的打开和关闭模拟PT泵进油过滤器泄漏和油路堵塞2种作业状态,用主流量阀的打开和关闭模拟喷油器油路泄漏和油路堵塞2种作业状态。当PT泵速度为1 800 转/分钟,主压力达到0.72 MPa时视为PT泵的正常工作状态。分别检测正常情形(损坏模式1)、PT泵进油油路堵塞(故障模式2)、过滤器泄漏(损坏模式3)、喷油器油路堵塞(损坏模式4)、喷油嘴油路泄漏(故障模式5)状况下PT泵出油口的压力信号。在实验中,每种工作状态下的油压参数采集了30组,共计150组数据,在进行后续的作业状态识别时,每种工作状态参数随机选定20组作为训练样本,剩余10组作为测试样本。各种状态的信号经数学形态学去噪处理后,得到的一组去噪信号如图6所示。 PT燃油系统使用中的损坏,大多数是由水空气及机械杂质进入PT燃油系统引起的,损坏的诠释解决应先从这几方面入手,同时在柴油发电机平日的作业中,应做好PT燃油装置的调节维保。只有这样,才能减小PT燃油装置损坏。因此,康明斯公司在本文中推荐了PT燃油系统的工作机理,结合工作实践中接触到的几类易发损坏,对燃油系统故障的影响及其原由进行了叙述,并重点说明了损坏处置步骤,可为柴油发电机组的燃油系统的保养维护提供有益的参考和借鉴。康明斯对柴油发电机组并机运行的探讨
摘要:随着独立电力装置的不断发展,在特殊工况领域中多台柴油发电机组并机运行的供电模式受到广泛运用。由于备载型康明斯发电机组存在并车装置扩容和不一样服务站、不同容量、不一样型号并联问题,以及供电系统中并车使用频繁且对可靠性及稳定性要求较高,因此探讨多台发电机组并列运行的现实意义凸显。 随着社会时代信息化、参数化的进程,跟多的企业关注企业参数库的建立和网络信息的互联,数据中心的建设在进几年的需求呈井喷状发展,早今年的数据中心建设的规模建设相对较小,多数早期建设数据中心的备用电源系统呈现扩容需求。而参数中心大型化、集中化是目前数据中心建设的趋势,且10kV后备发电机组的应用在各参数中心的使用日趋广泛,并机系统终期容量相对较大,功率范围在10000kW~30000kW之间,若建设初期投入较多的发电机组,对数据中心的初步投资成本难以控制,同时数据中心的成本销售期也相对加大,故一般建设均是前期不认投入,待需求增加后再行发电机组扩容。从上述可以看出,备用发电机组的扩容是所遇参数中心建设发展中都面临的问题。 备载发电机组并联系统扩容通常采用与原有发电机组同规格、同功率的发电机组进行扩容,对后期装备采购的成本难以实现较佳性价比,而不一样服务站,不一样类型,不一样功率的发电机组扩容在理论上完全可行,但是对于主要的工程实践使用还是在试探阶段,在电信行业特别是大型数据中心的备用发电机组并列系统扩容办法中不曾采纳实施过。某参数中心建设中面临了10kV后备发电机组的扩容问题,在对装置进行招标采购之前,对并列装置状况及并联办法进行了讨论和对比。 某数据中心一套10kV后备发电机组并列装置先接入5台康明斯备载高压发电机组供电系统,装置包含5台2000kW/10kV发电机组、并车分配屏、发电机组控制系统、起动电池等,结构一套并机装置,并列控制屏安装于动力维保室系统输出**压油机供电装置,系统终期容量按8台发电机组16000kW设计。发电机组的HGM9510操作系统分三种作业模式:自动模式、手动模式和停止模式 目前部分油机OEM主机厂可以实现不同服务商、不同容量的发电机组在同一供电装置并车工作,工作程序通常有以下几种:(1)第三方制造并车控制柜,即将所有不同授权厂商、功率的发电机组的输出信号接入并联柜,并联柜中的控制模块采集所有发电机组的运行情形,当满足并列要求时,实现多台不一样服务中心、不同容量发电机组的并列;(2)柴发服务中心自带控制界面,通过追踪已有发电机组的运行状况,当满足并车要求时,将新增发电机组接入原有并机系统,实现多台不一样公司、不同功率发电机组的并车。 不同工厂、型号容量发电机组并机较关键的问题是公司控制器的互联互通问题。原有发电机组的关键图纸资料不全,现场电缆的标识褪色模糊,只有对原来的控制信号逐一梳理清楚后,才能在不危害原来发电机组待机的情况下进行升级整改。并列发电机组之间较为关键的负荷分配信号,也只能通过现场测定收集。参数中心对并联装置并机成功输出的时间要求严格,控制在90s内,也是不同代理商油机系统并车的难题。 康明斯选定和原有发电机组相同的并车控制装置,但是软件版本不一样,是相对保守和成功可靠性偏高的方式。事实远比想像复杂,在并车系统扩容建设过程中,研究的问题往往涵盖不了出现的问题,于是康明斯的问题和清除方法成为较宝贵的工程经验。 并机发电机组之间较为关键的负载分配信号,也只能通过现场测定收集,形成一条容量和控制电压的关系曲线,再输入到康明斯的智能控制装置进行消除,经过现场空载和实载等各种工况的测试验证,已经达到无缝兼容的实际效果,并且十分稳定流畅。 因为康明斯的HGM9510控制屏流程,触摸屏源程序和包含参数地址的MODBUS通讯协议已无法获得,只能采用串口步骤现场调测参数,一个参数包,一个参数地进行验证,出现过个别参数格式不符,乱码,数据丢包的现状,甚至还偶尔发生触摸屏死机需要重启复位的情形,经过改善和测试,装置才逐步趋向完美,达到目前的运转稳定。 通过对接地电阻的控制优化以及控制系统相关无功控制参数的优化,减少了接地环流,提供了发电机组运行和供电装置的稳定性。 原有系统中性点接地电阻的控制逻辑是与输出高压断路器的合闸、分闸控制信号是联动的,即只要发电机组一合闸,其配套的接地电阻也是同时跟随合闸的,这样势必在多台发电机组并车运行时,相应台数的发电机组的接地电阻都是同时合闸的,通过接地电阻,所有运转发电机组的中性点实际上就相互导通,并列接在一起了,容易发生环流导致误报警跳闸,甚至造成发电机组损坏,危害装置稳定运转,也是发电机OEM主机厂所明令禁止的。 通过增加PLC可编程逻辑操作界面硬件,优化接地电阻合闸步骤,高压断路器的合闸控制信号不再同时给接地电阻去控制其合闸,而是将所有断路器的合闸位置反馈信号输入PLC可编程逻辑控制模块里面,经过逻辑排查完成后,再去控制相应运转发电机组的接地电阻合闸,这样确保不管多少台发电机组在并机合闸运转,装置里面始终只有一台接地电阻是合闸的,如果合闸位置的那台接地电阻对应的发电机组停机,则接地电阻会同时分闸,并自动合上正在运行且合闸的发电机组对应的接地电阻,完成接地电阻的同步转换。 康明斯柴油发电机采用的是电子调速器,扩容的10kV备载发电机组采用的是高压共轨电控ECU管理装置,二者由于调速装置程序不同,无法直接握手通讯,为了满足数据中心项目高比例非线性负荷频繁大幅变化对调速装置快速响应的要求,采用了国际上应用较广泛的现场总线-高速CANBUS控制界面局域网网络进行监控系统间的并列参数传输,并且优化速度控制器本身的PID闭环控制动态数据,达到了理想效果。 通常高压开关柜代理商都规划了比较完善的“五防”即:预防带负荷合闸、预防带接地线合闸、防范误入带电间隔、预防带电挂接地线、预防带负载拉刀闸。 以上针对出线柜是没有问题的,但是用于10kV后备发电机组供电系统接入柜时,即高压开关柜的接地开关在位置上位于高压开关柜较下面,在电路逻辑上处于可以供应应急10kV高压动力电源的电源端,如果在高压开关柜接地开关处于合闸状态时,康明斯发电机组起动回路没有被闭锁,产生启动并发电的情形,将造成发电机的动力输出直接通过接地开关短接,更为严重的是由于在发电机和接地开关之间没有断路器进行保护,后果将不堪设想。 通过完善控制回路,实现当接地开关处于合闸位置即装置接地时,发电机组无法开机运转,如果正在运转的发电机组检测到接地开关状态变换到合闸,也会立即保护停机,杜绝带接地开关起动运转的可能。 因为发电机组并机装置较多支持32台并列,并联的方法是接到起动信号,同时起动,谁较先稳定谁即作为首台发电机组,立即合闸到无压母排,后续发电机组采取同时与母排电压即首台合闸发电机组的电压信号进行跟踪同步的程序进行同步控制,理论上增加3台发电机组不会增加并车所需要的时间。这个优于并机时间叠加的传统的排队并联模式。 通过现场调试及参数优化,并通过反复并车测试,改造后8台发电机组总的并车时间比原来5台并列的时间还要短。 考虑到扩容3台发电机组是领先的高压共轨电喷发电机组,通过柴油发电机机带电脑板ECM,发电机微排查器数字式调压器BE2000E和控制器RS485通讯所能够供应的数据要比原来5台发电机组的多得多,为了运行值班人员全面掌握知晓实时运转参数,在触摸屏界面增加了大量实时监控参数比如发电机三相定子绕组的实时温度显示,柴油发电机的进气压力,增压压力和温度,中冷器水温和压力等等监测数据。 在项目实施步骤中,因为前面5台已经作为后备电源在网待机,申请进行整改及测试的时间窗口非常有限,凡是需要动到原来5台发电机组控制器的时候都面临不少风险,因此系统性的策划和事无巨细的实施方案编制显得尤为重要,为了**实施的安全性,措施实施前准备了极为细致的书面方案,并采用实物或者现场演示等方法向相关各方进行演示说明。具体说明各时间节点需要哪些相关方面配合到场,顺利与失败的各种应对办法,比如怎么恢复出厂设置,恢复未改造前的初始状态,需要准备什么预案来**数据中心的供电**等等。 原来百叶窗控制是分手动及自动二种模式,在自动模式下,百叶窗的开窗和关窗受控制面板的干触点自动控制,完全无须人工干预,在手动模式下,百叶窗的开窗和关窗都是通过百叶窗控制箱上面的开窗和关窗选用开关实现的,同时百叶窗与发电机组间存在联锁作用,不管处于自动或者手动模式,当百叶窗发生损坏,未能在开机前开窗和运转过程中突然关窗,发电机组均会自动联锁停机,以防范发电机组闷死或者机房发生负压破坏降噪箱的状况发生。 在触摸屏上通过RS485和MODBUS通讯实现开机时,由于控制百叶窗开窗的继电器是受开关柜来的干接点硬接线的启动信号控制的,该外部起动信号没有的话,则百叶窗开窗控制继电器不会得电动作,因此百叶窗也不会自动开窗,需要值班人员在操作触摸屏之前去机房将百叶窗控制模式切换到手动模式,并通过百叶窗控制箱上的手动开窗按钮进行手动开窗,要彻底解除此问题,需要所有发电机组的监控系统与百叶窗相关的线路重新接线并敷设新控制电缆,连接发电机组控制箱和百叶窗控制箱。这也是下一步要进行的作业。 从系统运转可行性的前期研究和装置安装后的现场问题解析,可见不一样公司、不同规格、不同功率的备用发电机组并车扩容已经不是一个难题,是完全可以在工程实践中运用的,当然不一样案例出线的问题不尽相同,在工程中尽量收集可能收集的数据,做好各种应急备案才是每个新工程、新实践能够成功的依据。康明斯PT燃油装置的结构、解体及装机调试
摘要:康明斯柴油发电机PT燃油机构主要由燃油箱、燃油格、PT燃油泵、PTD喷油泵、回油单向阀、油管等组成。该型柴油发电机PT泵包含有齿轮泵、磁性滤芯、脉冲膜片减震器、PTG两级式调速板、节流轴、熄火电磁阀、VS调速板、单向阀等。PT燃油机构中,出现高压和定时喷射是在喷油泵中进行,每一循环供油量取决于油泵的压力和喷油咀计量量孔的开启时间。当PTD喷油器计量量孔中的燃油压力升高时,喷入燃烧室的燃油量也相应增多;反之,压力降低、喷油量减轻。康明斯公司在本文专门就PT燃油系统的构成、拆装顺序以及装机后调试问题进行了详细介绍。 PT燃油装置通常由主油箱、浮子油箱、燃油格、PT泵、喷油嘴、低压输油管及回油管等结构。 主油箱用以贮存柴油。油箱包括加油口和加油滤网、出油管和出油管滤清器、供油阀门和放水阀门。 构造如图1所示。当采用“高置式”,即油箱的位置高于喷油嘴时,为了防止停机时燃油自回油管反向经喷油泵流入汽缸和油底壳稀释机油,在比喷油泵较低的位置处设有浮子油箱。 燃油格装在油箱或浮子油箱与PT喷油泵之间,用以过滤掉燃油的杂质,防止PT喷油泵和喷油咀出现故障。每作业500h,应更替滤清器。 低压燃油泵,起输油、调整压力和调速的功用。它将燃油箱经滤芯吸来的燃油在适当的压力下输送到PT喷油泵。在柴油发电机转速和负载变化时,能相应改变出口燃油压力,以得到所需要的循环供油量。 燃油泵连接在由发电机齿轮系驱动的柴油泵传动轴上。柴油泵主轴依次驱动齿轮泵、调速板和转速表轴总成。 喷油器是将燃油引入各个燃烧室中去的装置。它具有计量、定时和喷射用途。操作在直列式发电机和V形发电机上的喷油咀的工作原理是相同的。只是喷油咀尺寸和内部结构略有不同。 燃油流向如图2所示。低压输油管和回油管的用途是分别将燃油自PT燃油泵送往喷油器和将喷油器的燃油送回油箱。目前康明斯柴油发电机,其输油和回油已不采用明管,而是在气缸盖和汽缸体上直接钻出油道。 除遵守柱塞式喷油嘴的根本要求外,还有以下专业指南。① 前盖是用定位销定位安装在泵壳上的,用塑料锤轻轻敲击前盖端部使其松脱即可卸下,不可横向敲击前盖或用力撬开,以免事故定位销处的配合。安装前盖时需压住调速器飞锤,防范助推柱塞脱出,并使计时齿轮与驱动齿轮处于啮合状态。② 组装燃油泵前,应先查验飞锤助推柱塞对前盖平面的凸出量。PTG调速器柱塞与怠速弹簧柱塞是选配的,不可随意代换或错装。断油阀的弓形弹簧不可装反。④ 安装稳压器时,应先将O形密封圈装入槽中,然后在膜片边缘两侧涂上少量机油后,再装在前盖上。⑤ 装配滤网时,须将细滤网装在上方,并使有孔的一侧朝下。粗滤网装在下方,有磁铁的一面朝上,锥形弹簧小端朝下。安装完成后总成外观如图3所示。③ 喷油咀的柱塞与喷油嘴体是成对选配的,不可随意调换。将其清洁干净并在柴油中浸泡一定期间后,按尺寸和记号将两者组装。在自重用途下,柱塞在喷油泵体孔内应能徐徐顺滑落下。筒头拧紧后,柱塞应能被拔出。 柴油发电机PT燃油机构所在位置如图5所示,工作机理如图6所示。 喷油泵、喷油嘴已经过试验台调试,柴油发电机技术状况良好,并已进入热运转状态;柴油泵与驱动装置正确连接,齿轮泵注入清洁燃油;节流阀控制杆与连接杆脱开,以便能自由动作;速度表装到喷油泵计时表驱动轴的连接装备上;查看所用仪表(如压力表、速度表等)是否正常。 从PTG速度控制器弹簧组件的盖上拧下螺塞。通过旋转怠速调节螺钉调整柴油发电机的怠速转速(600±20)转/分钟。怠速调节后拧回螺塞;装有MVS速度控制器的柴油泵,怠速调节螺钉位于调速器盖上,怠速调整后应拧紧锁紧螺母,以防空气进入。 一般经试验台调试的柴油泵装机时,不需高速调节,若需要调整,则仍用增减高速弹簧垫片的方法;调速器断开点速度应比标定速度高20~40r/min,以保证调速器在标定转速前不会起限制用途;柴油发电机的较高空转转速通常高出标定速度10%。 喷油泵各零件符合技术说明,并经试验台调试;柴油发电机技术情形良好,并进入热运行状态。 此项调试可采用转矩法,冷车时拧入摇臂上的调整螺钉使柱塞下移,在柱塞接触到计量室锥形座后再拧约15°,将残存在座面上的燃油挤净,然后将调整螺钉拧松一圈,再用扭力扳手拧到规定转矩值,并拧紧锁紧螺母;热车时再按上述方法进行校正性调试。 喷油正时调试是根据活塞位置与喷油器推杆位置的相互关系,采用专用的正时仪进行的。喷油正时调试的程序是,转动带轮使1、6缸活塞位于上止点,在活 塞行程百分表检测头下面的测杆与正时仪标尺90°刻度线对齐时,将推杆行程百分表调零;逆时针方向转动带轮,在1、6缸记号转到距标尺标定点约10mm处时移动活塞百分表,使其测量头压缩5mm左右,然后将其固定。接着缓慢转动带轮,在活塞行程百分表指针转到较初顺时针转动的位置(上止点)时将百分表调零;继续逆时针转动带轮,当活塞行程百分表检测头下面的测杆与标尺45°刻度线(相应曲轴位于上止点前45°)对准时,顺时针转动带轮,直到活塞行程百分表至规定读数,根据检测的差值,调节摆动式挺杆销轴盖垫片的厚度使喷油正时符合要求。 PT燃油装置易发故障的现象、原由及消除步骤,分别见表1~表4。表1 柴油泵在450转/分钟时不能吸油的因由及其处置步骤 表4 速度控制器断开点不能准确调整的原因及其解决方案 除上述调整要点外,由于PT燃油系中的喷油嘴价格比较昂贵,操作时还应特别注意:PT燃油系与一般燃油系一样,燃油中一旦混入杂质、水和空气就无法正常作业。杂质将会造成喷油泵和喷油嘴早期磨耗或烧蚀。水会造成PT燃油泵和喷油嘴产生锈蚀和烧损。空气混入燃油时就会危害供油量,使柴油发电机运转不稳定,甚至于失速而停机,启动不成功。为此应当妥善保管和过滤燃油,每天作业前要拧松燃油箱和柴油格的放水开关,解除积水、杂质,定时清洗或更替柴油滤清器。为避免空气侵入,应注意查看PT喷油泵的密封垫片、油管接头、滤清器密封圈等易进空气的部位。因此,只有在这种对康明斯PT燃油系的使用和调整有着充分认识的前提下,才有可能让康明斯系列发电机在公司各型机械设备上发挥其动力功效。康明斯喷油器的拆除和修理以及技术摘要
柴油发电机作业时,用手触摸或用听诊器查看喷油嘴针阀开启和关闭时的震动或声音。如果感觉不到振动或声音,则喷油嘴或其电路有故障。另外需注意低电阻喷油器不能直接接在电瓶上,必须串联一个8 ~ 10 的附加电阻。此外,不同品牌及机型的喷油嘴喷油量和均匀度也不一样。一般喷油嘴喷油量在50~70mL/15s,不一样缸喷油器喷油量在10%以内。喷油嘴偶件经选配研磨成对并经液压密封检查。使用时要保持高度清洁并不许单件调换。柴油发电机工作时,喷油嘴若有损坏,柴油发电机就会出现冒黑烟、动力不佳和油耗上升等弊病。喷油器的检验,可按下述方法进行:先让柴油发电机怠转,分别松开各缸高压油管,使喷油嘴轮换停止喷油,同时观察排气烟色,当有故障的喷油嘴停止喷油后,排气烟色就会出现明显好转,柴油发电机的速度变化很小或不变。如是正常的喷油器停止喷油,排烟烟色无明显变化,而转速明显下降。对已损坏的喷油器,必须根据柴油发电机规格选装相应的新喷油器,否则将危害柴油发电机的正常作业。喷油器的喷射开启压力是靠顶杆部件上方的调压弹簧的压力大小来控制的。使用流程中应定时检验喷油压力,调整方案见本章第四节。此压力偏高或偏低都将直接危害柴油发电机的性能。为了保证进入喷油器的燃油清洗,在喷油嘴进油管接头内装有滤油芯子,它与进油管接头的配合间隙为0.025~0.055mm,发现燃油不清洁或持久使用后应进行清洗。使用时间较长的康明斯发电机喷油器,可在试验台上进行喷雾试验,如发现有下列异样的现状应进行拆检。喷油嘴的零件分先松开调压螺母,旋出调压螺钉,再将喷油嘴倒夹在台虎钳中,松开喷油嘴紧母。然后,拆出其余零件,在清洁的柴油或柴油中清洗。喷油器头部积炭可以用铜丝刷除去。如针阀咬住时,用钢丝钳衬垫软布夹住针阀尾端,稍加转动用力拉出。针阀锥面污物沿铜丝刷表面排除,并用相应大小的钻头或钢丝疏通油路及喷油孔。最后将喷油器偶件放在柴油中来回拉动针阀清洁,使针阀能自由喷油器零件清洗后如发现有下列异常的情形应进行检修或替换。① 与针阀体结合的喷油嘴体端面有较小损伤时,可在拔出两只定位销后,在研磨平板上研磨。在拔定位销时注意不要碰毛端面。⑥ 针阀和针阀体密封座面磨损不太严重时,可用氧化铝研磨膏互研维修。互研时,不要用力过猛,密封面达到研出一条均匀的不太宽的密封带即可。⑦ 由于柴油发电机汽缸内燃气回窜或细小杂质侵入喷油器中,造成针阀变黑或卡死,经清洗和互研后视情况的严重程度复用或替换。① 在整个安装步骤中,必须保证零件清洁,特别是喷油嘴偶件本身和喷油嘴体端面等密封处,即使细小杂物尘埃也会造成偶件的滑动性阻滞和接触面的密封性不良。喷油嘴紧母和喷油嘴接触的肩胛面要求光洁平整,不许留有积炭或毛刺,否则会影响喷油嘴偶件装配的同轴度和垂直度,从而引起喷油器的滑动性不良。② 装配时,先旋进有过滤器的进油管接头,紧压铜垫圈达到密封不渗油。然后将调压弹簧和顶杆放进喷油嘴体中,旋入调压螺钉,直到刚接触调压弹簧为止,再旋上调节螺母。③ 把喷油器倒夹在台虎钳上,拧紧紧母,其拧紧力矩为59~78N.m(6~8kgf.m)。功率过量会导致针阀体的变形,影响针阀的滑动性;过小又会造成渗油。发电机自动电压调节器的机理、分类及功用
当转子旋转时,定子切割磁力线出现交流电,同步的由来,是由于电极电流发生的旋转磁场的转速与磁场的转速相同,而且它们的转向也相同(前者的转向由后者决定),于是二者在空间上是相对静止的,称为同步发电机。所谓自动控制电压,就是当负载减轻或增加或其他方面的变化而引起发电机电压升高或减小时,相对减轻或增加激磁电流,使发电机输出电压稳定。通过改变激滋回路电阻或可控硅导通角而达到控制激磁电流的目的,促使电压恒定。发电机激兹电流与输出电压的变化,始终是负反馈的功能。 发电机电压调节器是一种用于控制发电机输出电压的机构,它可以根据负载的变化来调节发电机的电压,以保持输出电压的稳定性。下面将引荐发电机电压调整器的工作机理。 发电机电压调整器详细由发电机、电压探头、自激励励磁电源、电压调整电路和发电机控制电路等结构。 当发电机开始运转时,发电机通过传动系统驱动调整器的电压调整电路进行调整。电压传感器通过感应发电机输出电压的大小,将电压信号传递给电压调节电路。电压调整电路根据感应到的电压信号来判定发电机的输出电压是否正常,并根据需要进行调整。 在调整过程中,电压调整电路会控制自激励励磁电源的输出电流,从而调节发电机的励磁电流。当发电机的负荷增加时,输出电压会下降,电压传感器会感应到这一变化,并将信号传递给电压调整电路。电压调节电路根据感应到的信号来判定发电机的输出电压是否低于额定电压,并通过控制自激励励磁电源的输出电流来增加励磁电流,从而提升发电机的输出电压。 同样的道理,当发电机的负荷减少时,输出电压会上升,电压探头也会感应到这一变化,并将信号传递给电压调节电路。电压调节电路根据感应到的信号来判断发电机的输出电压是否高于额定电压,并通过控制自激励励磁电源的输出电流来减少励磁电流,从而降低发电机的输出电压。 通过这样的调节过程,发电机电压调整器可以保持发电机的输出电压在额定电压范围内的稳定性。当负载变化时,调整器会根据需要自动调整励磁电流,以使发电机的输出电压保持恒定。这样可以确保供电系统中的装置正常工作,避免因电压波动而引起的事故。 这种调压方式,在国产柴油发电机组上有所运用,其机理是:当发电机负柴油发电机组操作与修理荷为额定值时,调压器保持稳定不动,这时发电机激磁电流、电压和主激磁电流都稳定不变;如果发电机负载发生变化,电压减轻,此时,调压器开始调整碳片电阻,使其电阻降低,从而使发电机激磁电流增大,促使发电机输出电压上升。反之,载减轻,调整调压器碳片电阻,使其电阻增大,而使激磁电流减少,又促使电压下降。 由于特殊装置的起动和运行中负荷变化较大,采用相复励自动调压可以较好地满足特殊装备的需要,因此,目前在特殊装备供电中,发电机控制部分通常采用相复励自动调压方式。 相复励自动调压的基本机理是当发电机空载时,电枢抽头绕组的剩磁电压,通过线。,施于三相桥式整流器上整流后,直流电流通向磁场绕组进行励磁,当剩磁电压过低时,可用直流电进行充电。当发电机带有负荷时,其负荷电流通过电流互感器的一次绕组,发生一个和一次绕组电流成比例关系的二次电流,此电流能随不同功率因数的负载变化时所需励磁电流而相应增减。在适当数据配合下,提供和发电机所需的励磁电流相适应,故能自动调节电压,保持电压恒定在一定的范围内。因为它的这种特性,故而在工程建筑和特殊负荷变化较大的设备中,较多地采用相复励调压步骤的发电机组。 利用串入或并入激磁回路的可控硅控制激磁电流,从而使发电机的输出电压随负载的变化而进行自动调节,原理如图1所示。可控硅的控制方式有多种,主要分为以下两种:(1)利用单结晶体管构造弛张振荡电路发生触发脉冲,改变电容的充电电压,从而控制触发脉冲产生的时间,改变可控硅导通角。(2)利用三极管导通截止开关特性,改变电容的充电电压,控制三极管的打开时间而发生触发脉冲,同样也可以可控制的导通角。 简单来说,就是一种取消电压调节装置的布置手段,原理如图2所示。 具有永磁同步发电机和制动电阻,永磁同步发电机在转子侧与柴油发电机械耦合,在定子侧与电压型变换器导电相连,电压型变换器在发电机侧和负荷侧分别具有一个自换相脉冲变流器,自换相脉冲变流器在直流电压侧通过直流电压中间电路彼此相连,制动电阻可与直流电压中间电路导电相连。 电压型变换器的发电机侧自换相变流器的每个发电机侧接点(R,S,T)均可通过开关系统与一个制动电阻导电相连,制动电阻彼此导电相连,借此获得一种无需再操作附加电压调节器的柴油电力驱动系统。 起动柴油发电机至额定转速,已投入运转的发电机,速度接近额定速度时都该当能自动建立电压,交流电压表指示的电压应接近额定电压,电路如图3所示。若未有电压指示,调整“电压调整”电位器,顺时针转电压应上升,若电位器已调至较大位置仍无电压,用万用表直流挡测量励磁输出F+、F-,用万用表交流挡检测电源电压输入端和测量电压输入端,若输入端有电压,而励磁输出端仍无电压,说明该电压调节器已损坏,应换上同型号、类型新的调压板。 根据国家标准规定,发电机电压整定范围≧1.05倍额定电压和≦0.95倍额定电压。检测时, 发电机已处于空载速度(频率达52.5Hz)。顺时针转“电压调节”电位器旋钮,若电位器己调至较大位置,发电机电压应大于1.05倍额定电压,若小于此值,用万用表直流档测量励磁输出F+、F-端子,测得的励磁电压没有超过铭牌规定值,说明AVR电压整定范围上限不够高。再逆时针转“电压调整”电位器旋钮,发电机电压应小于0.95倍额定电压,若电位器已调至较小位置,发电机电压未能小于此值,说明调压板电压整定范围下限不够低,应替换调压板。 设置有低频保护环节的调压板,在发电机转速升至频率转折拐点(通常为45HZ)之前, 发电机励磁电流不允许大于铭碑规定值,否则有刷发电机转子绕组或无刷发电机交流励磁机定子绕组、电枢绕组将因持续的超大励磁电流而过热直至烧毁。在发电机升速流程,若出现励磁电流超大,说明稳压板低频保护失效,应替换调压板。低频保护特点一般在调压板生产厂已调试好,其电位器旋钮已固封,发电机调试时无需调节,但有的销售中心未固封,此时可用小螺丝刀调节“频率转折”电位器,顺时针转,低频保护点频率升高,若升至45Hz之前,还发生超大励磁电流,说明该AVR低频保护作用不满足要求,应更换。 调节“电压稳定性”电位器,顺时针转,发电机电压波动率好, 但稳态、瞬间电压调节率变差;逆时针转调节器旋钮,发电机电压波动率变差,但稳态、瞬态电压调整率变好。发电机要求既有合格的电压波动率,也有合格的稳态、瞬间电压调整率,通过调整“电压稳定性电位器,上述3项性能指标中任1项不合格,说明该电压调节器不合格,应更换电压板。稳定性好电压波动率小。稳定性差电压波动率大,不实用于几乎所有用电装置。康明斯发电机组标准规定:电压波动率≦0.5%,稳定性越好,电压越稳定。稳定性好,稳态电压调节率小,即从空载到满载电压变化小。稳定性差,则稳态电压调整率大,从空载到满载电压上升或下降大,也不实用于几乎所有用电设备。国家标准规定:发电机稳态电压调整率有≦±1.0%、±2.5%、±5.0%三类指标, 依不一样励磁方法发电机而定。稳态电压调节率越小,电压越稳定。稳定性好,瞬态电压调节率小,从空载突加负载至满载,或从满载突减负荷至空载瞬变的过程中,电压变化小,电压恢复转速快。稳定性差,则瞬态步骤电压变化大,反映转速慢。国家标准规定:发电机瞬态电压调整率为≦ (-15%?+20%)、 ≦ (-20%?+ 25%)、≦ (-25%?+ 30%) 3类指标,依不同励磁方法发电机而定。瞬态电压调节率越小,电压越稳定。启动发电机能力也越强。 实用于两台或多台发电机并车运行或并网运转的电压板,其内部设置有调差环节(含调整电位器),外接调差互感器,改进各台发电机的无功容量的自动合理分配,使各发电机稳定运转。当某台发电机无功电流偏大时(该发电机负载功率因数滞后偏大),顺时针方向缓慢调整“无功调差”电位器,无功电流偏小时(该发电机负载功率因数滞后偏小),逆时针方向缓慢调节“无功调差”电位器。若顺时针或逆时针方向调整电位器流程无功电流不改变,说明电压板的无功调差失效,应替换电压板。 总的来说,发电机调压器是发电机稳定输出电压的关键装置之一。它的详细作用是通过控制发电机的励磁电流来调整发电机的输出电压,以保证电压稳定,防止电压偏高或过低对电气装置造成故障,同时保证稳定的电能提供。在发电机运转时,发电机内部产生的电压需要通过调压器进行调整,使电压满足负荷的要求,并保持一定的稳定性。因此,调压器在电力机构中具有重要的地位,可以保持供电装置的电压稳定,确保康明斯发电机组正常工作。康明斯增压器偏热发红的起因和查验方法
的增压器在操作步骤中,常产生太热, 甚至烧红的严重事故。因为此事故形成的原理比较复杂,常常是二次事故或多重事故引起的后果,且各因素相互交叉危害,给故障的剖析、解除带来较大的困难。增压器偏热的损坏就其本质上来说,具体是由废气能量与冷却强度不平衡致使。因此,剖析和查找故障因由时可从这两方面入手,通过对事故特点的剖析和关键点查验,可以从繁杂的影响因素中摆脱出来,迅速有效地找到事故部位。 所谓增压器发红,一般指可见度良好的状况下,能见到增压器裸露处呈暗红色,或者可见度较差的情形下能看到增压器裸露处呈发亮的红色。某型柴油发电机运用过程中出现增压器发红问题,本文通过系统解除解析事故、明确起因并制定预防措施。 举例,某型康明斯柴油发电机运用程序中发生增压器发红问题,此型柴油发电机运行时,没有仪器来显示气缸的排气温度,经在排气总管外接热电偶的情形下,测量到排烟总管温度为609℃,超过了技术标准要求的小于600℃。排烟温度偏高,会使零部件的热负载增大,将影响燃烧室零部件和增压器的使用时限和可靠性。因此当发现有增压器发红现状时,应认真查找原由和处理。 康明斯柴油发电机增压器为定压式废气涡轮增压器,其冷却介质为从柴油发电机机油冷却器出来的机油。增压器偏热,轻者使增压器零部件温度过高,降低作业寿命,影响进气系统正常作业,降低柴油发电机容量、增大燃油消耗;重者严重减小增压器作业寿命,甚至发生机毁人亡的严重事故。这种损坏的根本起因是吸收的废气能量和冷却强度不平衡,增压器获得(产生)的能量过度,超过冷却强度,使零配件的温度过高而形成偏热。其详细是由废气能量过高、冷却质量较差和操作管理“非法”三方面的缘由所致。 废气能量偏高是致使增压器太热的主要起因。康明斯柴油发电机工作步骤中,当废气涡轮内的废气能量过高,超过了冷却强度时,必将引起增压器太热,甚至烧红。致使废气能量偏高的主要要素有:燃油泄漏至气缸内、增压器冷却机油泄漏至涡轮机内参与燃烧、气缸密封性下降、喷油定期过晚以及充入缸内的新气量不足等。 当组成燃油喷射机构的相关零、部件,在作业中因磨损、腐蚀、变形、裂痕等磨耗,燃油泄漏至缸内,致使参与燃烧的燃油过多,且雾化品质较差,使部分燃油进入排气总管或涡轮机内燃烧,使废气能量过大。如,/)喷油泵柱塞与柱塞套密封面磨耗,燃油泄漏至量杯的油量过多;喷油器量杯裂痕或严重变形;喷油嘴外侧与汽缸盖安装孔的密封圈失效,燃油从喷油嘴铜套泄漏至缸内;汽缸盖有裂痕,燃油直接从进、回油道泄漏至气缸内等等。 事故的优点是防冻液、机油温度偏高,排气冒黑烟,严重时排气管内有明显柴油痕迹。 机油参与燃烧,通常有两个方面:一是增压器转子轴封装备因磨耗、划伤、安装“非法”等起因失效,机油泄漏至涡轮机参与燃烧;二是汽缸内机油过多,这可能是活塞油环折断,由汽缸套下的冷却喷嘴喷出的机油大量进入汽缸内造成;也可能是气缸盖裂痕,压力油从润滑油道泄漏至气缸内。严重时,会急剧增加涡轮机的温度而形成偏热,甚至烧红。 损坏优势是增压器外壳、机油温度超过正常温度、排烟为蓝烟,严重时排烟管内有明显的机油痕迹。 气缸密封性能下降,主要有:活塞环折断或损伤严重,缸套内表面损伤、拉伤等。损坏产生时常伴有活塞敲击声;气缸套与汽缸盖密封垫失效。可从气缸盖与机体的结合部位观察到泄漏情形;气门关闭不严。此故障造成气缸压缩终点可燃混合气的压缩压力不足,温度过低,危害混合可燃混合气的物理和化学准备程序,使燃烧不佳,后燃严重,废气能量增加。 损坏的优点是柴油发电机输出无力,排烟冒黑烟,油底壳有黑烟冒出并伴有呛人的刺激性味道。有时缸内有较沉闷的敲击声。 喷油器喷油定期过晚,将引起燃烧进程的推迟,缸内爆炸压力下降,指示热效率减轻,废气能量增大。事故常由喷油咀驱动机构的零部件损伤,以及喷油定期调节“非法”造成。康明斯柴油泵有多种供油代码,调节时若代码弄错,必然调节不准确。 损坏的特点是输出无力,排气较黑,甚至有火星冒出。 进入汽缸内的新气量不足,将引起燃油燃烧不完善,其多发的损坏为空气过滤器堵塞、气门间隙过大或气门开启不准确。 冷却质量较差也是导致增压器偏热的详细缘由。康明斯型柴油发电机增压器的冷却介质为机油,机油的热量通太热交换器传给淡水,再由海水(或空气)冷却淡水。因此,进入增压器的机油流量的大小和温度的高低是评价增压器冷却质量的主要指标。造成机油冷却不好的主要条件有:机油压力过低、防冻液温度过高等。 作业时增压器转子的速度偏高,且位置较高,机油压力不足,极易使高速转动的轴承太热,加载轴承的损伤,并引起轴封设备失效、转子震动加剧等二次故障,影响极大。 如齿轮及泵壳内表面磨损;调压阀密封不严或调压弹簧刚度降低等。一般此损坏可从机油压力表读数观察出来; 柴油发电机润滑系统出现堵塞或泄漏,特别是机油冷却器通向增压器的出口处堵塞,进出增压器的机油流量不足,增压器温度升高形成过热。严重时增压器温度升高较快,轴承急剧磨耗,振动加剧,甚至危及安全。此外,增压器密封圈失效也是冷却品质较差的原由。 防冻液温度太高常常是因为防锈水泵磨耗、节温器开度不足、管路泄漏或堵塞所造成。 操作管理“非法”是导致增压器太热的不容忽视的重要原由。易发的有: 柴油发电机长时间超负载工作,会致使供油过大,燃烧不完善,后燃严重,排烟温度太高,油水温度相应升高,形成增压器等部件偏热。其优势是柴油发电机声响较沉闷、油水温度高、排气排黑烟。 康明斯柴油发电机增压器位置偏高,机油压力过低,一方面造成增压器摩擦副表面润滑不足,损伤加快、轴承间隙增大,润滑更加不良;另一方面增压器冷却不足,加快油温升高速度,同时也会使机油粘度降低,进一步恶化轴承的润滑。因此,在管理柴油发电机过程中,应及时调节机油压力,必要时应进行检修。 此外,机油变质未能及时更替、机油牌号不对、水箱宝温度、调整错误等也是造成增压器过热的原因。需要指出的是,增压器偏热的事故因由,可能是单一事故致使,也可能是由多重故障综合影响的结果,不能简易化。同样,上述的事故起因剖析也仅是易发的,并不是全部。 从上述解析可知,影响增压器太热的要素较多,常常是多重故障致使。要迅速、正确地判断损坏的产生因由和所在部位,并迅速采取有效的排除,需建立在对柴油发电机的构造、连接关系和作业原理比较清楚的基础上,并具备一定管理柴油发电机的工作经验。根据上述剖析,查找柴油发电机故障,可首先从收集表征柴油发电机工作状态的作业参数(如,柴油发电机的转速、燃油消耗量、油水温度和压力、排气温度等),以及振动、声响、排气颜色、气味等开始,对故障前兆进行综合分析、预判,按照可能的因由、损坏的部位,由简易到复杂,由外到里的顺序进行逐步分析处置,较终将损坏隔离到零配件。 如柴油发电机正常运转,主机油水温度逐步上升,机油压力下降。机电人员未引起注意。不久在舱外发现柴油发电机冒黑烟且逐渐加深,此时发现增压器已经烧红。停机查验时,初疑为增压器机油压力偏低,冷却不足造成事故,随之调高润滑装置压力。重新开机工作,事故再次产生,增压器严重事故。 从上述机电人员的查看、调整可看出,对康明斯柴油发电机构造及作业原理不十分清楚,查看不仔细,调整也较为盲目。如前所述,增压器烧红属废气能量特别高的状况,其易见的原由是燃油过多和大量机油进入涡轮机参与燃烧。准确的举措是首先将增压器总成拆下,观察排气总管和增压器进出口位置。第一种情况:有较多的机油。若仅在增压器出口有机油,则说明机油来自增压器;若在增压进口和排烟总管出口都有较多的机油,则说明机油来自汽缸。前者可查看增压器的轴封情形以及相关部件是否有裂纹等,确定事故部位及零件;后者尚需进一步解体排气总管,判明具体汽缸并解体气缸盖,确认机油是从汽缸套上窜,还是由于气缸盖裂纹进入燃烧室。机油从气缸套上窜,一般是因为活塞环折断、缸套严重拉伤,常在气缸盖上呼吸器进出口处冒出呛人黑烟。第二种情况:有较多的柴油。若有柴油痕迹,此时检验的重点应是喷油嘴及与之相关零部件。拆卸排烟总管,确定具体气缸并卸下这缸的喷油嘴,查验有无裂痕、变形,密封圈是否失效等;若无问题,则进一步拆装气缸盖,检验喷油嘴孔有无裂痕、缺损、划伤等。根据事后的查验,该船柴油发电机是由装配喷油器的量杯严重变形,燃油从量杯与喷油泵接合处大量渗入汽缸所致。 因此,查找增压器过热的缘由,应注意以下几个关键点:(2)增压器入口处,亦即柴油发电机排气总管出口处此处可明确废气能量的来源,为下步查验指出方向;(1)严格遵守使用教程,及时查看柴油发电机工作状态(如,运转数据、震动声响、排烟颜色、油水泄漏情况等),以便正确预判柴油发电机的工作状态,并查找损坏供应线)按照修理保养计划,及时做好维保保养工作; 以上就是解除增压器烧红问题举措。但是需要注意的是,在尝试排查增压器烧红问题时,该当由专业人员进行修理和维修。如果不是专业人员,较好不要自行动手,以免造成不必要的安全隐患。此外,在日常的生产过程中,应当加强装置的平日保养和维保。定期查看增压器的各项数据和作业状态,及时清洁和更换散热器的滤网等,可以有效减小增压器烧红的产生。