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加注机油宁多勿少是典型的错误做法
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导读:柴油发电机组正常使用的必要条件是需要日常维护与保养的,但是不少用户在使用柴油发电机时“零保养”,以致出现了很多大大小小的问题,有部分用户则会出现保养过度,或者说是保养不当,如果这样既达不到保护作用,反而会造成危害。比如,加注机油很多人会觉得宁多忽少,而实质这是一种错误的做法,康明斯厂家将会提供这方面的技术支持。
柴油发电机机油有CA、CB、CC、CD、CE、CF一2、CF一4、CG一4、CH一4、CI一4等级别。CA级适用于低负荷无增压柴油发电机,CB级适用于中增压柴油发电机,CC级适用于高负荷低增压柴油发电机。CD级适用于1985年以前的高负荷中增压柴油发电机。CE级适用于1983年以后的高速高负荷涡轮增压发电机。1990年以后生产的高速自吸和涡轮增压四冲程柴油发电机应使用CF一4以上级别的机油。1998年以后出现的高速四冲程柴油发电机,为适应柴油发电机技术改进和排放规定,应使用CH一4级别的机油。2002年以后生产的涡轮增压重负荷柴油发电机因为有废气再循环装置和配方法规的要求即为满足其后处理技术的要求,应使用CI一4级别的机油。在使用中。高级别的机油可替代低级别的机油。目前,我国柴油发电机机油主要以CF一4级别为主,CD级以下级别的机油几乎没有应用。
柴油发电机常用的机油牌号为:20W/40、15W/40、10W/30、5W/20、2W/20等5种。柴油发电机机油中含硫量及酸度比柴油机油高;而且柴油发电机工作过程中易于结炭,容易污染机油。此外,柴油发电机的机械热负荷要比同等排量的柴油发电机大。因此,对机油的油品要求要高一些,要添加有特殊成分的添加剂。如果把柴油发电机用的机油加到柴油发电机上使用,会引起轴承腐蚀和剥落,也容易烧轴承。柴油发电机转速增高时,由于活塞环的泵油作用加强,摩擦热也增大,使机油温度上升,黏度降低,激溅到汽缸壁上的机油也增多,从而使机油消耗增加。这时,若选用黏度过低的机油,不仅润滑可靠性下降,而且机油消耗增加,改用黏度高一些的机油,就可改善这种情况。柴油发电机使用说明书对所选用的机油牌号,按冬、夏季分别作出规定,必须按规定加注机油,不可任意改变。只有按规定的牌号、黏度加机油,才能保证有良好的润滑,又使机油的消耗量不大。
确定机油性能的指标很多,其中主要的是黏度。机油黏度越大,摩擦零件受力后,机油就越不容易从摩擦面间被挤出来,也就是说,油膜强度也越大。但黏度过大了,机油又不易从润滑系统间隙、孔眼、油路中流过。增加摩擦,引起过热。因此,选用的机油黏度一定要适当。此外,由于机油黏度与温度有关,故在冬天或寒冷地区,尤其是高寒地区,要使用黏度较小的机油。否则将因机油黏度过大,流动性差而不能输送到零件摩擦面的间隙中去;而且黏度大还会影响启动性能,使得冬季启动困难,夏天或热带地区,则要使用黏度大一些的机油,否则将因使用的机油黏度过稀,机油压力下降,而使机油压送不到所有工作部位,柴油发电机得不到可靠的润滑。
发电机机油过少会被吸空,油压将下降,机油到不了各润滑表面,会加快零部件的磨损,甚至发生烧瓦事故。有些用户怕缺油烧瓦,认为多加机油总比少加好,因此常常不按规定加油,使机油超过标准,以便一劳永逸。其实机油过多有许多危害:(1)易在曲轴前后端泄露,增加机油的消耗量,也污染环境,增加了维护的难度。(2)发电机时由于曲轴的搅动,使机油起泡沫变质,增加曲轴转动阻力,另外油面过高也会阻碍连杆的运动,从而降低机械效率。(3)由于机油上窜到燃烧室使燃烧增多,机油消耗量增加。机油燃烧后容易在活塞环、活塞顶部气门座、喷油嘴处形成积碳,导致活塞环的咬死、喷油嘴堵塞等故障。(4)过高的油面在连杆大头搅动下容易产生油气,遇高温会着火燃烧,引起曲轴箱的爆炸。因此,发电机机油宁多勿少使错误的,一般机油油面线应略低于油尺上刻度为宜,油面过高会适得其反。
柴油发电机机油加注的量以符合规定油面高度为 ,过多的油往往有害无益。例如,柴油发电机的机油加过了上限,曲轴或连杆大头有时会拍击油面,造成功率损失。机油被击散呈雾状,变质很快,油雾经活塞环漏入曲轴箱通风管带进进气管, 在燃烧室里燃烧成很硬的燃烧积炭,粘附在活塞顶和燃烧窒壁上,既使机油消耗量增大,又容易形成室内的“炽热点”,危害柴油发电机。
正确更换柴油发电机组机油的方法:1、将发电机组放置在一个平面内,并启动发电机数分钟,用以高其机油温度然后停止发电机。2、降注油螺栓(即机油标尺)取下。3、在发电机的下面放置一个油盆,取下放油螺丝,机油即可由曲轴油箱中排出。4、检查放油螺丝,密封及皮,如有损坏,请立即更换。5、重新装回放油螺丝并紧固。6、降机油加至机油标尺网状格的偏上位置。
柴油、润滑油、混合油的选用
柴油机使用前,应根据使用环境和条件选用适当牌号的柴油和机油。选用恰当与否对康明斯柴油发电机发动机的性能、工作可靠性及使用寿命均有很大的影响。
(1)柴油的选用
柴油的牌号由辛烷值决定,同时柴油的牌号也是柴油抗爆性的指标。常用车用柴油按辛烷值的高低可分为90号、93号、97号三种牌号。
选用柴油时,主要考虑因素是发动机的压缩比。当然从全局上还应考虑燃烧室结构、材料、冷却强度、混合气浓度和点火提前角以及负荷和转速等。高原或高山地区空气稀薄,压缩终了的压力和温度也较低,选用较低辛烷值的柴油,也不易发生爆燃使用柴油应注意以下几点。
①在炎热的夏季和高原高山地区,由于气温高、气压低、易发生气阻,应加强发动机的散热,并尽量使油管隔抹
②不要将加铅的车用柴油作清洗油或溶剂油用,以防四乙基铅中毒。
③不要使用经长期存放已变质的柴油,否则结胶积炭严重。
④柴油的闪点低,是易燃易爆品,必须遵守使用、保管柴油的措施。
(2)润滑油的选用
润滑油的主要作用是润滑柴油机的运动部件,并使运动部件冷却散热、清洗,还能防止锈蚀。机油品质的好坏和使用正确与否,不仅影响柴油机的性能和使用寿命,还影响机油的使用期限。因此应根据柴油机的使用环境温度,选用适当牌号的机油。在机组工作的 环境温度下,机油应具有良好的流动性;在 温度时,应具有适当的运动黏度,这一点对风冷柴油机尤为重要。
柴油发电机组所使用的润滑油,除按说明书规定的以外,还可根据所在地区及季节的不同,进行合理选择。
(3)混合油的配制
混合油是柴油与机油按一定比例混合而成的,通常用在二冲程油雾润滑的柴油机中。混合油中的柴油能满足正常燃烧条件,混合油中的机油能满足汽缸及运动部件的润滑要求,所以在曲轴箱中不需加注机油。
混合油一般按柴油、机油的容积比配制。柴油机的混合油容积比一般为22L柴油与1L机油混合,即其柴油与机油的体积混合比为22:1;在各机型的配制过程中,切记一定要认真阅读该机型说明书。
柴油和机油一定要搅和拌匀,让机油均匀地稀释在柴油中。若某一时刻进人汽缸中的机油过多,就会造成柴油机在工作过程中烧机油排气冒蓝烟,甚至导致燃油不易点燃并引起发动机停止运转,同时机油过多还会造成火花塞、活塞环处严重积炭;当机油过少时,汽缸壁得不到润滑,加剧其磨损,甚至导致“拉缸”的严重事故。
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气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因
导读:发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外,还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注,尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题,引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化,气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题,严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。
一般说来,高速、轻型大功率柴油发电机,不论是开式冷却还是闭式冷却,气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔,甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废,此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。
1.穴蚀部位:缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上,一般集中在柴油发电机的左右侧方向,特别是承受侧推力 一侧的偏上方;冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上;缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外,不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外,冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。
2.气缸套穴蚀机理
1)一般穴蚀机理:迄今为止,关于穴蚀机理的论述很多,其中较为普遍接受的一种理论认为:机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中,并与液体有相对运动,或机件在液体中受到某种能量的传递作用,形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区,液体汽化形成气泡,或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来;在另一瞬间形成高压时,空泡、气泡被压缩,泡内气体迅速液化而使气泡溃灭,这时周围液体急速冲向溃灭处,产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击,使机件表面金属逐渐剥落。与此同时,金属表面还产生观电化学腐蚀,两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。
2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间,在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时,由于缸套和活塞之间的间隙,活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧,使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小,冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压,被压缩时形成瞬时高压。此外,冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化,也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡,瞬时高压时气泡溃灭,缸套外圆表面频繁受到冲击和观电化学腐蚀作用而破坏。
3.影响缸套穴蚀的因素:生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏,即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。
1)缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因,缸套振动强度与以下各点有关:(1)活塞与气缸套之间的配合间隙:活塞在气缸中运动时,活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变,但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以,活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大,活塞横摆加速度大,冲击前壁能量大,则缸套振动增强。(2)缸套刚度:缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大,受活塞冲击时缸套变形小,振动小,可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外,还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关,缸壁厚度增加,支承跨距缩短,缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体,缸套刚度增大,可有效地防止穴蚀。(3)冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄,水流速度增高,容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s,水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm,各处均匀一致,水流畅通不形成死水区和涡流区,有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm,大大降低缸套穴蚀。
2)冷却水温度与压力:冷却水温度过高将加速腐蚀的进程,但也不宜长期水温过低。实验表明,钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50~60oC时穴蚀严重,随着水温的升高,穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发,冷却水腔淡水温度在80~90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成,减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。
4.防止缸套穴蚀的措施
除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外,对柴油发电机气缸套穴蚀,还可采用以下措施:
(1)缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开,或使缸套外圆表面强化,可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。
(2)在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀;例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。
(3)在冷却水中加入缓蚀剂;例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂,使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜,不仅可以防止电化学腐蚀,而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用,从而减轻穴蚀。
结论:在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多,选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定,以取得良好效果。
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发电机管理中的3个有用细节
故障背景:2017年5月20日该轮靠泊印度洋留尼旺岛,锅炉发生点火故障,于是发电机换用轻柴油。换油后不久,发现发电机上的燃油管有滴漏,当时忙于处理锅炉问题,为减少柴油损失,当即关闭了停车状态的一号和三号发电机燃油进出管路的相关阀门。
故障现象:第二天船舶离港时,当班轮机员凌晨4点打给我,说一号发电机不能并车,三号发电机能并车但只能承担150 KW,再加负荷就加不上去。我立即下机舱,检查发电机相关情况,滑油、冷却水各项参数未见明显异常。我尝试向三号发电机手动转移负载,多次手动调节调速器以增加燃油供油量,但负荷没有变化。尝试一号发电机并车,自动与手动并车都未成功,一号发电机显示频率过高。
打开三号发电机保护盖检查高压油泵,油泵齿条拉杆均能自由活动,油尺刻度指示在较大值,排除了油泵的问题,再检查相关管路,发现有个进油阀处于关闭状态,当即慢慢全开燃油阀,三号发电机立即加载到500KW,负荷转移正常。
注意力再转向一号发电机,发现一号发电机类似的进油阀也未打开,当即打开进油阀,并再次尝试并车,但还是并车失败。到港时一号发电机是正常使用的,频率、转速,负荷的转移各项指标都正常,怎么突然就转速过高了呢?
故障措施:三号发电机正常之后,我全部精力集中在一号发电机不能并车的问题上,之前发电机转速感应器出现过速度显示的问题,所以首先还是考虑转速感应器故障,怀疑有可能是感应器脏了或者跟飞轮的间隙超标。该发电机有两个pick-up(转速感应器),一个用于机旁控制屏显示,一个用于发电机控制系统。当即取出两个感应器,其中一个确实脏了,擦拭干净后,检查了速度感应器的阻值,确认正常,重新装回,调整好间隙,重新启动发电机,转速还是过高--950RPM。
排除了转速感应器的问题,那么故障就应该在机械部分。检查高压油泵,调节拉杆活动正常;检查调速器,该调速器品牌是Regulateurs Europa,型号1102V-4G-25R。发现调速器上的手动速度调节旋钮卡住了,很难转动,联想到二管轮的交接班记录,提示该调速器的同步马达(下图中的021)不是原装备件,当时由于缺少原装备件,用的是上个管理公司遗留下来的其他制造商备件。拆下同步马达,与近期在新加坡刚接收到的原装备件对比,发现两个同步马达参数不一致:非原装备件,制造商Woodward,电压24V,转速2000 RPM,功率5瓦;原装备件,制造商Groschopp,电压24V ,转速2700RPM,功率2瓦,电流0.25A。进一步拆开非原装同步马达,发现马达的塑料齿轮磨损,不能转动。
换上新的同步马达,启动发电机,调节手动转速旋钮,使转速达到916RPM, 待发电机转速稳定后尝试并车,发电机可以成功并车。但是又出现个新问题,并车后一号发电机功率并未提高,相反地,出现逆功率跳闸的现象,几次尝试都是如此。我决定让三管轮在并车屏上尝试并车,我与电机员在发电机旁观察,双方用对讲机联系,发现当发电机并车成功后,调速器速度控制旋钮被同步马达向逆时针方向旋转导致柴油机减速,这与并车后调速器的正确动作恰恰相反,正常情况下,调速器速度控制旋钮应该顺时针方向旋转使柴油机加速从而增加本机承载负荷能力,维持转速稳定。查找到问题症结后,我们再对比同步发电机马达的电压与电流情况、查找相关发电机电线接线图纸,发现一号发电机相关接线控制板亦与原厂图纸一致,这说明接线未曾改动过。于是我们改变同步马达背后的接线,将其对调,再次启动发电机,并车成功,负荷转移顺畅,问题解决。
经过该事件,发现以下几点在未来的轮机管理工作中值得引起注意:
启动发电机之前,一定要检查相关管路系统,之前做出过状态改变的相关阀门,一定要及时设置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遗漏;
该事件的起因在于启动发电机之前没有将关闭的燃油阀打开,该轮经过几任管理公司管理,燃油管路的阀门老化,在全关时仍然存在些许燃油泄漏,造成一号发电机启动时,能正常启动,调速器在燃油量不足的情况下加大油门以保持额定转速,但同步马达因为调速器不正常动作导致里面的齿轮损坏,造成了同步马达卡死,以至于发电机转速达到950RPM 后不能减速。这一点在发电机的管理工作中一定要考虑到;
不同管理公司的备件采购途径不一样,存在大量第三方生产的备件,与原厂备件相比,有些参数都不一致,有些即使铭牌上参数一致,但物理尺寸却不一致。这给轮机员维护保养时带来了诸多不便。主管轮机员在接受备件时一定要仔细核对,避免到使用时陷入被动;即使是原装件,电器要考虑正负极性,机械要考虑左旋右旋。
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