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柴油发电机出租机组出现“ 拉缸”故障的分析及启示


 柴油发电机出租机组是机动性强的特色供电设备。因其使用基本不受场所的限制,且能够连续、稳定、安全地提供电能,因而被广泛地引用于应急供电设备。作为应急电源,在使用、管理方面有着特殊的要求,避免故障的发生,使供电的保障受影响,甚至导致整机的报废,造成重大的损失。本文以某单位采用的12V135AJZD高速柴油机配以上海电机(集团)公司革新电机厂生产的T2XU-250-4三相同步发电机作为应急电源,在使用过程中,出现严重“拉缸”、活塞烧熔等,导致整机报废的事故进行分析,探讨其故障的原因及避免再次发生此类故障现象的日常管理应注意的问题。 
   1 发电机出租故障现象 
   该柴油发电机组在使用过程中,当负荷达到190KW时,机油表的压力指示3.2Kg/cm2,机油温度指示92℃,冷却水温度指示85℃,若负荷增大,温度仍上升,且油底壳的加油口处冒出“热汽”,没有引起重视。在某次使用过程中,发生自动停车事故,只见油底壳测油管口处冒出油水混合物,经初步检查发现图3缸的缸套漏水;进一步检查发现:缸的活塞烧熔变形,连杆变形,缸套塌陷;缸不完全燃烧活塞顶积碳的现象;利用飞轮无法把盘动曲轴(抱轴咬死)。鉴于该发动机的活塞、连杆变形严重,曲轴变形等原因,该发动机失去维修的价值,只好报废。
柴油发电机出租机组出现“ 拉缸”故障的分析及启示 
   2 故障分析
   上述现象是一起因拉缸导致柴油机报废的重大事故。从发动机的工作原理可知,引起柴油机产生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—连杆组变形,发动机不完全燃烧或后燃,超负荷运转,冷却水温度过高,润滑油温度过高或压力过低等等。这些都可引起柴油机在工作过程中,使活塞与缸套之间因为缺乏一层润滑油膜的润滑作用而导致活塞(环)与缸套内壁的直接接触,在相对的运动过程中,接触的金属表面氧化层被磨掉后,金属原子间的吸引力大,且熔点又相对减低;加上在相对运动过程因摩檫产生大量的热量没有及时地被带走,引起极部高温,温度的积累达到一定的值,使两金属熔焊在一起。随着活塞上、下往复运动的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比较薄弱部分出现细小裂纹,极少量润滑油的进入裂纹处后,由于活塞的推压,裂纹部分形成一个密闭的空间,油压剧增,裂纹进一步扩张深入,最终可使裂纹透过缸套或是撕下金属碎屑。造成缸套冷却水漏入油底壳或引起润滑油滤器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破坏了原有的活塞与缸套的配合间隙,使吸入的空气涡动效果变差,喷入燃油的雾化质量变差,引起后燃严重,且“拉缸”产生的热量没有及时散出去,缸内的温度上升过高,进而引起活塞头部的熔化、烧塌等现象。海锋柴油发电机组提供技术支持。
   从上面分析可见,造成上述发电机出租严重事故的根本原因是润滑不良引起的。该机润滑系统采用飞溅润滑的形式,其润滑油路是这样:润滑油从油底壳→粗滤器→润滑油泵→细滤器→冷却器,分三路:
(1)主轴承→连杆大端轴承→连杆→连杆小端轴承→活塞→油底壳;
(2)摇臂轴→凸轮轴→油底壳;
(3)蜗轮增压器,回油底壳。而引起润滑不良的原因有:润滑油的氧化粘度大),润滑油温度高,润滑油压力低或流量小等。因该柴油机发电机组不久前曾对发电机进行大修,同时更换润滑油,排除润滑油氧化导致粘度大,但在更换润滑油之前,没有对润滑系统进行清洗,使冷却效果变差是可能的。在试车过程中,从仪表板的指示值可知,润滑油的压力为3.2kg/cm2,而润滑油温度达到90~95℃、冷却水温度达到85℃左右,温度偏高,从量油孔可见明显的油气冒出(当时已发出警告并提出温度过高处理的处理意见),导致润滑油的润滑性能变差的原因是温度问题。
   而润滑油冷却器的冷却介质是来自发动机冷却水箱的冷却水;冷却水箱采用风冷式,由发动机通过皮带轮带动风扇转动;发动机舱的通风条件差,发动机工作时,室内温度可达40℃以上。海锋柴油发电机组提供技术支持。正是由于周围冷却介质的温度高,润滑油冷却器脏,使润滑油冷却器的冷却效果变差,润滑油的温度偏高,粘度下降,油膜难于形成,运动副间的磨损加剧,磨掉的金属碎屑掉在油底壳中,被润滑油泵吸出,细小的金属碎屑随润滑油循环而增加磨料磨损,大颗粒的金属碎屑堵在滤器中,使进入系统的润滑油量大大下降,进一步加剧磨损,这就是为什么后来打开的润滑油细滤器中能发现大量金属碎屑。最终润滑油滤器的全堵塞,造成断油,运动副的摩擦热来不及带走,使主轴承熔化、拉缸等事故。导致柴油机突然停机。
   3 启示
   从上面的分析可知,在柴油机的工作过程中,除要特别注意润滑油温度、压力,冷却水温度压力,因为它们都关系到发动机的润滑效果好坏,直接影响发动机的工作;还要注意提高管理人员的责任心、工作技能,狠抓管理制度的落实。
   3.1 柴油发电机组在日常管理中要做好的工作
   3.1.1发电机出租启动前的检查
   (1)润滑油的油质和油量检查:如润滑油的黏度降低,难以在各运动副形成润滑油膜;发黑变质,甚至因在油底壳底部形成胶块可堵住吸油口;以及可能会有冷却水或柴油进入油底壳,导致润滑油的冷却效果变差。
   (2)柴油存量检查及低压油路内空气的排放:因为柴油机在运转过程缺油或突然停车,可导致发电机组的励磁机故障;而低压油路有空气可导致启动困难或运转不稳,影响正常的发电频率。
   (3)检查冷却水量和启动系统线路:冷却水量不足,使柴油机工作时缸套温度来不及带走,导致缸套温度过高,破坏润滑性能等;而启动系统的连接线路有问题会导致短路、点火化等危险。
   3.1.2 运行过程的注意问题
   (1)启动完成后,发动机应预热和润滑几分钟,如中速机的预热时间为5-8min,等油温、水温达到要求后才能合闸供电,避免拉缸或缸盖产生裂纹。
   (2)注意仪表板上指示的温度、压力、频率大小在规定的范围内。油压:2.5-3.5kg/cm2,油温:60-85℃,水温:60-85℃,频率:50Hz。不在范围内,要检查其原因,必要时应停机检查。
   (3)注意听是否有异常的声音和观察排烟的颜色。如冒出黑烟、蓝烟、白烟都是不正常的。
   (4)停机前,应先卸负荷,再切断励磁按钮,逐步降低柴油发电机组的转速,直到停机。如果是应急停机,则停机后必须盘车3-5圈。
   3.1.3平时保养方面
   柴油发电机组使用一段时间后,要进行保养,确保动力性不会下降,减少故障发生。由于应急柴油发电机组的使用不是频繁,时间也不长,因而,保养也是不定期的。平时应特别注意“三滤”(空气、滑油、柴油滤器)的清洁,气门间隙的调整,喷油器的雾化检查,散热器的检查清洁等。
   3.2提高管理人员的责任心、工作技能,狠抓管理制度的落实柴油发电机组是按照人们设计的要求工作,受环境及本身工作条件恶劣的影响,不可避免地会造成一些故障,有故障,它本身不会消除,而是在故障的初期一般会有一些征兆,给人们一些警示,管理人员可通过这些警示,判断故障的部位,及时采取措施,避免因故障的扩大而酿成大事故。这就要求:
   (1)管理人员工作技能好,能根据发动机的一些迹象,判断故障部位,预测影响的后果,并能采取相应的措施排除故障,确保工作正常。如根据发动机润滑油的温度过高,判断出是润
   滑油冷却器的冷却效果差,还是润滑油的滤器堵塞等,预测出其严重的后果是整机报废,及时采取清通冷却器或滤器的措施。
   (2)管理人员责任心强。责任心反映了一个人对件事情的热爱程度,直接影响到是否能顺利完成任务。热情程度低,肯化在这件事情的精力就少,容易出现马虎应付,总认为“差不多”这样是对的。对于不会说话的流水”作业,就容易酿成事故,轻“则机器损坏,重则造成机毁人亡的大事故。前苏联的航天员加加林驾驶的航天飞机就因为计算机程序上的一个小数点位置的错误的导致航天飞机的爆炸,震惊世界。因此,在柴油发电机组运行过程中,应常巡回检查它的压力、温度等参数,把故障降低到最小程度。
   (3)狠抓管理制度的落实。管理制度的制定,使我们的管理更有条理,工作上避免“撞车”,避免事故发生,提高效率;如:《柴油发电机组操作手职责及管理规定》制度制定后,关键是落实是否到位,不落实,没有效果,制度成为一张显示不出它的优越性的摆设“废纸”。生活中常常因为“以前这样做也没事的习惯”、“人情”等使制度成为“废纸”,最终酿成大事故。如在柴油发电机组车间内含油的棉纱头、吸烟的烟头乱丢,极容易引起火灾事故。本例中,如果在发现柴油发电机出租的润滑油温度过高,及时采取措施消除,就可以避免机损的事故发生。
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