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柴油发电机组保护系统
一、温度及压力保护系统
1.系统简介
温度及压力的控制在柴油机运行中非常关键。
润滑油压力、燃油压力不足,柴油机将无法运行。目前的大功率中速柴油机大都有一套比较完整的监控检测系统,对柴油机的一些重要参数(如温度、压力等)进行监控,一旦这些参数超出设定范围就声光报警或自动停机。
柴油机组设有气缸排气、透平排气、主轴承、发电机定子、缸套水、润滑油等温度监测及燃油、起动空气、润滑油、生水、缸套水、油嘴水、进气等压力监测。这些温度及压力监测、报警及停机系统主要由装在控制屏上的CMR424、CMR524单元组成。
2.优缺点。这套系统体积小、元件少(每一种信号由一个独立的电路板转化)、布局集中、便于监视,而且有一部分温度(如缸套水温度、润滑油温度等)的控制采用PLC微电脑控制,自动化程度比较高。润滑油压力和缸套水压力的控制就地直接采用压力开关作用于跳机。尽管如此,该系统仍有一定的局限性。对于排气温度而言,只有单缸和平均温度的差值报警,没有单缸温度超过设定值的报警,温度无法实时显示。传统的自动记录仪需要大量的打印纸,打印间隔太长,多种曲线挤在一起不易辩别,且无法数字化等。几次涡轮增压器损坏就是因为没有及时发现温度上升趋势致使气阀损坏而打坏涡轮增压器的。
3.常见故障及防范改进对策。温度显示波动且幅度大,有时显示-1或1该故障原因有: ,连接插头接触不良,可以拧紧,当插头松脱时CMR424显示-1;第二,探头特性变坏,可以更换探头,特别当热电阻探头短路时CMR424显示1;第三,电子板需要重新调整。
二、全自动保护系统
1.工作原理
柴油发电机组油雾保护系统的主要保护元件是油雾探测器,它能及时检测出有否因轴承过热或活塞环损伤造成过量漏气等故障而导致在曲轴箱内形成油雾,从而监视柴油机的主要运行部件——曲轴和气缸的工作状况是否正常。在柴油机运行过程中它通过采样管系不停地抽出曲轴箱内的油气,并送至一个灵敏且准确的浓度测量装置。该浓度测量装置包括一个红外线发射二极管和对侧一个光电接收二级管。光电二级管感受红外线产生的光强度,并将光强度信号转换为电信号送至电子鉴定装置。
2.优缺点
该保护装置的快速性、灵敏性无可厚非,但经过几年的运行检修发现,由于外界或装置自身的原因,使得其选择性和可靠性大大降低。比如由于润滑油冷却器的泄漏(水进入并污染了润滑油),油雾探测器将会感受到由于水份的增加而引起的不透明度的增加,继而发生跳机。油雾探测器的电子元件属于高精度元件,但因其安装在柴油机本体上,温度高、振动大,工作环境极为恶劣,由此使得电子元件的老化加剧,产生温度漂移,跳机的灵敏度增加,误动率也增加。而且该保护有时出现指示灯全无指示,使得保护经常处于脱离状态等。频繁的保护误动及保护的无法就绪,不仅会造成因甩负荷而引起的材质疲劳,寿命缩短,而且会使生产人员产生麻痹心理,认为该装置不可靠,是误动,这样大大限制并误导了生产人员的思维,而在真正出现“高油雾”时就会发生事故。
3.常见故障及防范改进对策
元件老化,温度漂移等引起灵敏度改变,结合电厂的实际并经有关专家同意,将报警阀值S开关调至第4级,运行至今未发生跳机现象。
4.电子板故障
当油雾探测器出现红、绿指示灯全部熄灭的现象,且检查24VDC电源正常、插头无松动时,基本上就可判断为电子板故障,也可以采用对换其它机组的电子板来进行判断。如确属电子板故障,就应该及时检修或更换。
柴油发电机组的直流电动机启动
电动机启动系统由操作人员通过踏板和杠杆操作启动开关,使电动机的齿轮啮入飞轮齿圈或者操作人员揿下启动按钮,电磁开关通电吸合,控制启动机和齿轮啮入轮齿圈带动柴油机启动。
1.启动电动机的离合机构
启动电动机轴上的啮合齿轮在启动时,才与发动机曲轴上的飞轮齿圈相啮合,而当发动机开始运行后,启动电动机应立即与曲轴分。否则当发动机转速升高,使启动电动机大大超速旋转,产生很大的离心力,造成损坏,甚至使启动电动机电枢飞散。因此,启动电动机必须装离合机构。启动时保证启动电动机的动力能传递给曲轴,启动后能切断启动电动机与发动机曲轴的联系。
常用的离合机构有以下几种:
(1)弹簧离合机构这种机构套装在启动机电枢轴上,驱动齿轮的右端活套在花键套筒的左端的外圆上,两个扇形块装入齿轮右端相应缺口中并伸人花键套筒左端的环檜内,这样齿轮和花键套筒可一起作轴向移动,两者可相对滑转。离合弹簧在自由状态下的内径小于齿轮和套筒相应外圆面的直径,安装时紧在外圆面上。启动机带动花键套筒旋转,有使离合弹簧收缩的趋势,由于离合弹簧被箍在相应外圆面上,于是,启动机扭矩靠弹簧与外圆面的摩擦传给驱动齿轮,从而带动飞轮圈转动。当机启动后,齿轮有比套筒转速快的趋势,弹簧胀开,离合齿轮在套簡上滑动,从而使齿轮与飞轮齿圈脱开。
该离合机构较简单,所配用的ST614型启动机,其电压为流24V、功率为5.3kW,操作方便,因而得到广泛应用。
(2)摩擦片式离合机构摩擦片式离合机构。这种离合结构这样装配的,内花键壳9装在具有右旋外花键上,主动片8套在内花键壳9的导槽中,而从动片6与主动片8相间排列,旋装在花键套10上的螺母2与摩擦片之间,装有弹性3圈,压环4和调整垫片5。驱动齿轮右端的形部分有一个导槽,从动片齿形凸缘装入此导槽之中, 装卡环7,以防止启动机驱动齿轮1与从动片松脱。离合结构装好后摩擦片之间无压紧力。
启动时,花键套10按顺时针方向转动,靠内花键壳9与花键套10之间的右旋花键,使内花键壳在花键套上向左移动将摩擦片压紧,从而使离合机构处于接合状态,启动机的扭矩靠摩擦片之间的摩擦传给驱动齿轮,带动飞轮齿圈转动。发动机启动后,驱动齿轮相对于花键套转速加快,内花键壳在花键套上右移,于是摩擦片便松开,离合机构处于分离状态。
该离合机构摩擦力矩的调整,即调整垫片5可改变内花键壳端部与弹性垫圈之间的间隙,以控制弹性垫圈的变形量,从而调整离合机构所能传递的 摩擦力矩。
摩擦片式的离合机构由于可传动的扭矩较大。因此,通常用于较大启动扭矩的柴油机上。
2.启动机电嵫操机构
为柴油机所用的ST614型启动机的结构图。它由串激式直流电动机作启动机,其功率为5.3kW,电压为24V,此外,还有电磁开关和离合机构等部件组成。
为电磁操纵机构启动机电气接线图。
启动时,打开电路锁钥(即电路开关),然后,揿下启动按钮4,电路接通,于是电流通入牵引电磁铁两个线圈:即牵引电磁铁线圈和保持线圈,两个线圈产生同一方向的磁场吸力,吸引铁心左移,并带动驱动杠杆8摆动,使启动机的齿轮与飞轮齿圈进行啮合。铁心1继续向左移,于是,启动开关5触点闭合,启动直流电动机电路接通,直流电动机开始运转工作,同时与启动开关与并联的牵引线圈被短路失去作用,牵引继电器由保持线圈所产生磁场吸力保持铁心位置不动。
启动后,应及时松开启动按钮,使其回到断开位置,并转动电路锁钥,切断电源,以防启动按钮卡住,电路切不断,牵引继电器继续通电。此时,由于电路已切断,保持线圈磁场消失,在复位弹簧的作用下,铁心右移复原位,直流电动机断电停转。同时,齿轮驱动杠杆也在复位弹簧的作用下,使齿轮退出啮合。
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教你找出发电机外部漏水的原因
发 柴油发电机漏水是指散热器中的冷却水经散热器、水泵、汽缸套等处漏出的故障。柴油发电机外部渗漏的常见原因有:机体或缸盖裂纹漏水、水箱裂纹漏水、机体和水箱砂眼漏水、水堵漏水、水箱螺栓漏水,一般可用紧固螺栓,焊补及涂密封胶的方法加以解决。
1.散热器漏水。散热器漏水大都是因为被冷却液腐蚀造成的,尤其使用寿命超过十年以上的散热器漏水,基本都是因被腐蚀造成的。因此说冷却液的质量很重要,影响散热器使用寿命。另外,如果发电机性能不好,冷却系统和润滑系统、燃烧系统窜气,就更容易腐蚀水箱,而一旦腐蚀到锈烂的地步,在压力、温度较高的状态下就会漏水。
2.水泵水渗漏。水泵壳体裂纹,可在裂纹两端钻止裂孔,然后开“V”形坡口,用铸铁焊条进行焊补。轴承或衬套座孔磨损,可镗大座孔镶入衬套,再按标准尺寸加工。水泵壳体与密封衬垫接触平面有擦痕、麻点、沟槽或不平时,可在车床上车平。水封损坏。采用水封螺帽下压石墨、石棉填料形式的水封漏水,可逐步拧紧水封螺母压紧填料,如仍漏水,则应更换水封填料。采用密封圈、水封碗等零件进行封水的水封,如果漏水,可能是橡胶老化,弹簧变软或耐磨圈磨损严重导致的,此时则应更换水封总成。磨损了的密封圈端面,应进行研磨,密封座面磨损,也应磨平。
3.发电机水封有的采用陶瓷材料,耐磨,密封性能好,但这属脆性材料,工作过程中如缺水,在高温情况下马上加进凉水,水封就会脆裂,造成漏水。必须让发电机空转,温度下降后才能慢慢增添冷却水,并时常调整风扇皮带的张紧度。
4.机体、缸盖裂纹引起的漏水。发电机缺水过热状态下突然加入冷却水,会引起机体、缸盖炸裂而漏水。冬季夜晚停车忘记放掉冷却水,也易将机体冻裂。
康明斯柴油发电机润滑系统中,机油是在高温、大负荷和高速条件下工作,主要对运动件起到润滑、冷却、密封、净化的作用。影响机油性能的因素很多,如粘度、酸值和闪点,而水分的影响尤为严重,水分超标会对金属件产生强的腐蚀作用,同时易使机油呈泡沫状而破坏金属表面的油膜,严重破坏机油润滑性能,如不及时排除,则可能引发机损事故,因此机油中不允许含有水分。
机油中含有水分,主要是由于柴油发电机的冷却水漏入机油系统造成的,而冷却水漏入机油的成因很多,主要有缸套安装不正确、选购的缸套阻水圈质量有问题或安装不当、阻水圈安装后未进行密封性检漏或检漏方法不当,造成缸套密封不严而发生漏水。缸套或机体质量有问题时,缸套或机体便会在发电机发生敲缸、拉缸、超负荷、缸套润滑不良、冷却水温度突变等因素影响下产生裂纹或变形,造成冷却水经裂纹渗至曲轴箱内:缸体与缸套配合间隙过大,容易造成阻水圈庄紧度不足,在机体振动等因素作用下,也易使冷却水在密封圈处发生渗漏。另外,机油冷却器、增压器、气缸盖发生裂纹等故障现象,也会引起冷却水漏入机油。
在使用发电机过程中,必须加强科学管理、合理使用、及时维修,特别要注重对发电机冷却系统和机油系统的管理,便更好发挥发电机的工作性能。如何有效、准确、快速地对柴油发电机的漏水进行检验,则康明斯发电机技工部达到这一目的的一项研究课题。