柴油發電機組故障分析及建議
來源：上海汽油發電機廠 itopower
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摘要：柴油發電機組是在氣輪發電機組工作段失電后向保安段供電的重要設備，主要供汽輪機頂軸油泵、交流潤滑油泵、發電機空氫側密封油泵、小機抗燃油泵、潤滑油泵、吸送風機油站、磨煤機油站、空預器輔助電機等設備，對于防止汽輪機大軸彎曲、軸瓦燒損等重大設備事故具有非同尋常的意義。 |
柴油發電機組是在氣輪發電機組工作段失電后向保安段供電的重要設備，主要供汽輪機頂軸油泵、交流潤滑油泵、發電機空氫側密封油泵、小機抗燃油泵、潤滑油泵、吸送風機油站、磨煤機油站、空預器輔助電機等設備，對于防止汽輪機大軸彎曲、軸瓦燒損等重大設備事故具有非同尋常的意義。其工作性質決定了該設備“養兵千日，用兵一時”的特點。因而必須具有很高的可靠性。
例如500KW康明斯柴油發電機組為重慶汽車發動機廠引進美國康明斯發動機有限公司技術生產的KTA19—G2型柴油機，功率664KWh，額定轉速1500r/min。進油噴嘴行程7.80mm，進氣門間隙0.36mm，排氣門間隙0.69mm，12氣缸V型排列，缸徑159mm，雙進雙排氣，總排量37.8升。該發動機采用大凸輪設計和的PT燃油系統，渦輪增壓進氣。
該機組無法啟動，懷疑為氣缸套被拉，決定對其進行大修。解體前放盡機油時發現油中混有大量柴油，根本無法起到良好的潤滑作用。拆除氣缸罩殼后發現R3、L4、L5三個氣缸的排氣口有少量柴油。拆除氣缸蓋，發現氣缸中也有柴油。打開柴油機側板，拆下連桿瓦，拔出活塞。經檢查，連桿瓦有較為嚴重的磨損。測量活塞環開口間隙為1.20mm，遠大于標準（標準為道氣環：0.50mm；第二道氣環：0.40mm）。因此決定更換活塞環、連桿瓦。
分析產生油底殼中進柴油的原因有：
一、PT燃油泵
PT燃油泵的主要作用是將燃油加低壓（約0.8~1.2MPa）輸送至噴油器。當PT泵聯軸器處主軸油封失效時，燃油就會通過此油封，經正時齒輪箱進入油底殼。此時，須更換PT泵主軸油封。
PT泵出口有一電磁和手動兩用切斷閥，點火開關打開時，電磁切斷閥打開，油路接通；點火開關關閉時，切斷閥密封圈在彈簧片作用下關閉，油路切斷。當切斷閥密封圈失效或者柴油機工作一段時間后由于柴油中有雜質，使電磁閥關閉不嚴，燃油也會通過切斷閥自行流到噴油器，經過燃燒室滲進油底殼。
二、噴油器
噴油器的作用是將PT泵輸出的燃油計量、加壓（約110~120MPa）并將其噴入燃燒室。當噴油器噴孔（正常時約為0.2032mm）過大或損傷時，燃油在停機狀態下就會滴入燃燒室，滲進油底殼。此時，須拆檢、更換不正常的噴油器。如果噴油器上、下兩道O形密封圈失效，燃油隨時都會通過密封圈進入氣門室和燃燒室，繼而滲進油底殼。
三、燃油箱
PT燃油系統的燃油箱位置較高，燃油在停機狀態下經過浮子油箱和PT泵自行流入噴油器經過燃燒室滲進油底殼。并且，由于油箱位置較高會造成回油不暢，特別是停機后回油壓力降低，如果油箱標高過高，回油無法回到油箱，只能經噴油器進入燃燒室進而進入油底殼。
#1柴油發電機組以及同型號的#2柴油發電機組都曾有過無法停機的故障，由此判斷原因一存在，PT泵出口停機閥有故障。
經檢查噴油器噴孔、O形密封圈一切良好，所以原因二不存在。經測量燃油箱油位基本維持在1400mm高度，而噴油嘴標高為1260mm，而此機組為V型12缸布置，主軸每旋轉720°12個氣缸都作一次功，即每60°有一個缸作功，因此停機時一定有某個缸的噴油器處于打開位置，加上停機電磁閥不嚴，柴油就會經PT燃油泵、噴油嘴進入燃燒室，而活塞環開口間隙大，柴油就由此進入油底殼，原因三存在，并為此次故障的主要原因。
此次檢修更換了停機電磁閥，部分的解決了問題，但如果運行時間一長，柴油雜質進入電磁閥，又會出現同樣的問題，因此要從根本上解決，還需降低燃油箱的標高，但由于時間原因，#4汽輪機組運行后柴油機組必須進入備用，因此留待下次停機處理。
此次故障除柴油機本身的原因外啟動馬達和蓄電池也有原因，經檢驗，兩個啟動馬達只有一個能正常工作，進行了更換。而蓄電池組由于不能提供啟動所需的功率，也進行了更換。檢修后，機組經調試無誤，進入正常備用。柴油機油底殼中滲進柴油后，會降低機油粘度和機油壓力以及降低機油中各種添加劑的百分百含量；如果滲入量較多，則會釀成柴油機燒瓦、拉缸等重大事故。此次活塞環、連桿瓦磨損嚴重就是因為機油中混入大量柴油以致無法形成潤滑油膜造成運動部件的嚴重磨損。為避免此類事故發生，提出以下建議：
一、根據主油箱高度適當降低燃油箱標高；
二、運行人員定期試機啟動前應首先檢查機油油位、冷卻水箱水位；啟動后檢查水溫表之讀數、油壓表之讀數，并進行記錄。
三、對機組進行定期保養，運行一定的時間后更換冷卻液、機油、機油濾芯、柴油濾芯。
40千瓦
編號：GF2-40（靜音式）
額定頻率(Hz) 50
額定電壓(V) 400/230
輸出功率(kw)：44
額定功率(kw)：40
功率因素(cos)：0.8
額定電流（A）：90
相數：三相四線
啟動方式：電啟動
噪音水平(Dba/7m) 75-80分貝
發動機型號：R4105D
缸數：4
缸徑×行程(mm)：105x125
耗油量(≦g/kw.h)：224g/kw.h
尺寸(LxWxH)(mm)：2330*1080*1400
凈重(kg)：950
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