柴油發(fā)電機組是機動性強的特色供電設(shè)備。因其使用基本不受場所的限制,且能夠連續(xù)、穩(wěn)定、安全地提供電能,因而被廣泛地引用于應(yīng)急供電設(shè)備。作為應(yīng)急電源,在使用、管理方面有著特殊的要求,避免故障的發(fā)生,使供電的保障受影響,甚至導(dǎo)致整機的報廢,造成重大的損失。本文以某單位采用的12V135AJZD高速柴油機配以上海電機(集團)公司革新電機廠生產(chǎn)的T2XU-250-4三相同步發(fā)電機作為應(yīng)急電源,在使用過程中,出現(xiàn)嚴(yán)重“拉缸”、活塞燒熔等,導(dǎo)致整機報廢的事故進行分析,探討其故障的原因及避免再次發(fā)生此類故障現(xiàn)象的日常管理應(yīng)注意的問題。
1 故障現(xiàn)象
該柴油發(fā)電機組在使用過程中,當(dāng)負(fù)荷達(dá)到190KW時,機油表的壓力指示3.2Kg/cm2,機油溫度指示92℃,冷卻水溫度指示85℃,若負(fù)荷增大,溫度仍上升,且油底殼的加油口處冒出“熱汽”,沒有引起重視。在某次使用過程中,發(fā)生自動停車事故,只見油底殼測油管口處冒出油水混合物,經(jīng)初步檢查發(fā)現(xiàn)圖3缸的缸套漏水;進一步檢查發(fā)現(xiàn):缸的活塞燒熔變形,連桿變形,缸套塌陷;缸不完全燃燒活塞頂積碳的現(xiàn)象;利用飛輪無法把盤動曲軸(抱軸咬死)。鑒于該發(fā)動機的活塞、連桿變形嚴(yán)重,曲軸變形等原因,該發(fā)動機失去維修的價值,只好報廢。
2 故障分析
上述現(xiàn)象是一起因拉缸導(dǎo)致柴油機報廢的重大事故。從發(fā)動機的工作原理可知,引起柴油機產(chǎn)生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—連桿組變形,發(fā)動機不完全燃燒或后燃,超負(fù)荷運轉(zhuǎn),冷卻水溫度過高,潤滑油溫度過高或壓力過低等等。這些都可引起柴油機在工作過程中,使活塞與缸套之間因為缺乏一層潤滑油膜的潤滑作用而導(dǎo)致活塞(環(huán))與缸套內(nèi)壁的直接接觸,在相對的運動過程中,接觸的金屬表面氧化層被磨掉后,金屬原子間的吸引力大,且熔點又相對減低;加上在相對運動過程因摩檫產(chǎn)生大量的熱量沒有及時地被帶走,引起極部高溫,溫度的積累達(dá)到一定的值,使兩金屬熔焊在一起。隨著活塞上、下往復(fù)運動的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比較薄弱部分出現(xiàn)細(xì)小裂紋,極少量潤滑油的進入裂紋處后,由于活塞的推壓,裂紋部分形成一個密閉的空間,油壓劇增,裂紋進一步擴張深入,最終可使裂紋透過缸套或是撕下金屬碎屑。造成缸套冷卻水漏入油底殼或引起潤滑油濾器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破壞了原有的活塞與缸套的配合間隙,使吸入的空氣渦動效果變差,噴入燃油的霧化質(zhì)量變差,引起后燃嚴(yán)重,且“拉缸”產(chǎn)生的熱量沒有及時散出去,缸內(nèi)的溫度上升過高,進而引起活塞頭部的熔化、燒塌等現(xiàn)象。海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。
從上面分析可見,造成上述嚴(yán)重事故的根本原因是潤滑不良引起的。該機潤滑系統(tǒng)采用飛濺潤滑的形式,其潤滑油路是這樣:潤滑油從油底殼→粗濾器→潤滑油泵→細(xì)濾器→冷卻器,分三路:
(1)主軸承→連桿大端軸承→連桿→連桿小端軸承→活塞→油底殼;
(2)搖臂軸→凸輪軸→油底殼;
(3)蝸輪增壓器,回油底殼。而引起潤滑不良的原因有:潤滑油的氧化粘度大),潤滑油溫度高,潤滑油壓力低或流量小等。因該柴油機發(fā)電機組不久前曾對發(fā)電機進行大修,同時更換潤滑油,排除潤滑油氧化導(dǎo)致粘度大,但在更換潤滑油之前,沒有對潤滑系統(tǒng)進行清洗,使冷卻效果變差是可能的。在試車過程中,從儀表板的指示值可知,潤滑油的壓力為3.2kg/cm2,而潤滑油溫度達(dá)到90~95℃、冷卻水溫度達(dá)到85℃左右,溫度偏高,從量油孔可見明顯的油氣冒出(當(dāng)時已發(fā)出警告并提出溫度過高處理的處理意見),導(dǎo)致潤滑油的潤滑性能變差的原因是溫度問題。
而潤滑油冷卻器的冷卻介質(zhì)是來自發(fā)動機冷卻水箱的冷卻水;冷卻水箱采用風(fēng)冷式,由發(fā)動機通過皮帶輪帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動;發(fā)動機艙的通風(fēng)條件差,發(fā)動機工作時,室內(nèi)溫度可達(dá)40℃以上。海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。正是由于周圍冷卻介質(zhì)的溫度高,潤滑油冷卻器臟,使?jié)櫥屠鋮s器的冷卻效果變差,潤滑油的溫度偏高,粘度下降,油膜難于形成,運動副間的磨損加劇,磨掉的金屬碎屑掉在油底殼中,被潤滑油泵吸出,細(xì)小的金屬碎屑隨潤滑油循環(huán)而增加磨料磨損,大顆粒的金屬碎屑堵在濾器中,使進入系統(tǒng)的潤滑油量大大下降,進一步加劇磨損,這就是為什么后來打開的潤滑油細(xì)濾器中能發(fā)現(xiàn)大量金屬碎屑。最終潤滑油濾器的全堵塞,造成斷油,運動副的摩擦熱來不及帶走,使主軸承熔化、拉缸等事故。導(dǎo)致柴油機突然停機。
3 啟示
從上面的分析可知,在柴油機的工作過程中,除要特別注意潤滑油溫度、壓力,冷卻水溫度壓力,因為它們都關(guān)系到發(fā)動機的潤滑效果好壞,直接影響發(fā)動機的工作;還要注意提高管理人員的責(zé)任心、工作技能,狠抓管理制度的落實。
3.1 柴油發(fā)電機組在日常管理中要做好的工作
3.1.1啟動前的檢查
。1)潤滑油的油質(zhì)和油量檢查:如潤滑油的黏度降低,難以在各運動副形成潤滑油膜;發(fā)黑變質(zhì),甚至因在油底殼底部形成膠塊可堵住吸油口;以及可能會有冷卻水或柴油進入油底殼,導(dǎo)致潤滑油的冷卻效果變差。
。2)柴油存量檢查及低壓油路內(nèi)空氣的排放:因為柴油機在運轉(zhuǎn)過程缺油或突然停車,可導(dǎo)致發(fā)電機組的勵磁機故障;而低壓油路有空氣可導(dǎo)致啟動困難或運轉(zhuǎn)不穩(wěn),影響正常的發(fā)電頻率。
。3)檢查冷卻水量和啟動系統(tǒng)線路:冷卻水量不足,使柴油機工作時缸套溫度來不及帶走,導(dǎo)致缸套溫度過高,破壞潤滑性能等;而啟動系統(tǒng)的連接線路有問題會導(dǎo)致短路、點火化等危險。
3.1.2 運行過程的注意問題
。1)啟動完成后,發(fā)動機應(yīng)預(yù)熱和潤滑幾分鐘,如中速機的預(yù)熱時間為5-8min,等油溫、水溫達(dá)到要求后才能合閘供電,避免拉缸或缸蓋產(chǎn)生裂紋。
。2)注意儀表板上指示的溫度、壓力、頻率大小在規(guī)定的范圍內(nèi)。油壓:2.5-3.5kg/cm2,油溫:60-85℃,水溫:60-85℃,頻率:50Hz。不在范圍內(nèi),要檢查其原因,必要時應(yīng)停機檢查。
。3)注意聽是否有異常的聲音和觀察排煙的顏色。如冒出黑煙、藍(lán)煙、白煙都是不正常的。
。4)停機前,應(yīng)先卸負(fù)荷,再切斷勵磁按鈕,逐步降低柴油發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速,直到停機。如果是應(yīng)急停機,則停機后必須盤車3-5圈。
3.1.3平時保養(yǎng)方面
柴油發(fā)電機組使用一段時間后,要進行保養(yǎng),確保動力性不會下降,減少故障發(fā)生。由于應(yīng)急柴油發(fā)電機組的使用不是頻繁,時間也不長,因而,保養(yǎng)也是不定期的。平時應(yīng)特別注意“三濾”(空氣、滑油、柴油濾器)的清潔,氣門間隙的調(diào)整,噴油器的霧化檢查,散熱器的檢查清潔等。
3.2提高管理人員的責(zé)任心、工作技能,狠抓管理制度的落實柴油發(fā)電機組是按照人們設(shè)計的要求工作,受環(huán)境及本身工作條件惡劣的影響,不可避免地會造成一些故障,有故障,它本身不會消除,而是在故障的初期一般會有一些征兆,給人們一些警示,管理人員可通過這些警示,判斷故障的部位,及時采取措施,避免因故障的擴大而釀成大事故。這就要求:
(1)管理人員工作技能好,能根據(jù)發(fā)動機的一些跡象,判斷故障部位,預(yù)測影響的后果,并能采取相應(yīng)的措施排除故障,確保工作正常。如根據(jù)發(fā)動機潤滑油的溫度過高,判斷出是潤
滑油冷卻器的冷卻效果差,還是潤滑油的濾器堵塞等,預(yù)測出其嚴(yán)重的后果是整機報廢,及時采取清通冷卻器或濾器的措施。
(2)管理人員責(zé)任心強。責(zé)任心反映了一個人對件事情的熱愛程度,直接影響到是否能順利完成任務(wù)。熱情程度低,肯化在這件事情的精力就少,容易出現(xiàn)馬虎應(yīng)付,總認(rèn)為“差不多”這樣是對的。對于不會說話的流水”作業(yè),就容易釀成事故,輕“則機器損壞,重則造成機毀人亡的大事故。前蘇聯(lián)的航天員加加林駕駛的航天飛機就因為計算機程序上的一個小數(shù)點位置的錯誤的導(dǎo)致航天飛機的爆炸,震驚世界。因此,在柴油發(fā)電機組運行過程中,應(yīng)常巡回檢查它的壓力、溫度等參數(shù),把故障降低到最小程度。
。3)狠抓管理制度的落實。管理制度的制定,使我們的管理更有條理,工作上避免“撞車”,避免事故發(fā)生,提高效率;如:《柴油發(fā)電機組操作手職責(zé)及管理規(guī)定》制度制定后,關(guān)鍵是落實是否到位,不落實,沒有效果,制度成為一張顯示不出它的優(yōu)越性的擺設(shè)“廢紙”。生活中常常因為“以前這樣做也沒事的習(xí)慣”、“人情”等使制度成為“廢紙”,最終釀成大事故。如在柴油發(fā)電機組車間內(nèi)含油的棉紗頭、吸煙的煙頭亂丟,極容易引起火災(zāi)事故。本例中,如果在發(fā)現(xiàn)柴油機的潤滑油溫度過高,及時采取措施消除,就可以避免機損的事故發(fā)生。
責(zé)任編輯:小柯