燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組啟動失敗的原因分析與處理

呂先亮 楊恩寧 羊朝輝 李會波

摘要：位于撒哈拉沙漠腹部的某油田采用濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)為油田集中處理站提供電力，在機(jī)組啟動過程中時常出現(xiàn)啟動失敗的故障，影響油田的正常生產(chǎn)?，F(xiàn)結(jié)合燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的日常維護(hù)經(jīng)驗，綜合分析了油田集中處理站燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動失敗的原因，并提出了相應(yīng)的處理措施與方法。

關(guān)鍵詞：燃?xì)獍l(fā)電機(jī);啟動失敗;啟動馬達(dá);電磁閥;燃?xì)饪刂崎y;轉(zhuǎn)速傳感器

1 概述

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是將天然氣燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能的一種動力機(jī)械，被廣泛應(yīng)用于油田的長輸管道輸氣場站、注水泵站和集輸泵站等場所，燃?xì)饪梢灾苯佑捎吞锇樯鷼馔ㄟ^管道供應(yīng)。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)具有熱效率高、操作簡單、維護(hù)方便，可充分利用油田伴生天然氣，生產(chǎn)過程有害物排放低，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。位于撒哈拉沙漠腹部的某油田采用了濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)為整個油田集中處理站提供電能，作為油田的電力生產(chǎn)中心，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是否安全可靠直接影響著油田能否正常生產(chǎn)，所以在機(jī)組出現(xiàn)啟動失敗的故障時，運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)快速診斷故障原因，及時排除故障，以保證燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組能正常啟動發(fā)電。

2 機(jī)組啟動失敗的原因分析與處理

本文以某油田采用的濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動失敗為例，從發(fā)電機(jī)組配套的啟動柜、啟動馬達(dá)、點(diǎn)火控制器、燃?xì)饪刂崎y、電磁閥、轉(zhuǎn)速傳感器等方面，分析啟動失敗的原因，并提出有效的處理措施與方法。

2.1? ? 硅整流啟動電源柜故障

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動電源采用硅整流啟動電源柜，通過三相變壓器隔離降壓及硅整流橋式整流電路轉(zhuǎn)換輸出24 V的直流電源，給發(fā)電機(jī)直流啟動馬達(dá)提供啟動電源。如果機(jī)組發(fā)生啟動故障，首先應(yīng)該在馬達(dá)轉(zhuǎn)動的過程中，仔細(xì)觀察啟動柜電壓表顯示情況，觀察其電壓降是否在合理范圍內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)電壓波動過大，應(yīng)檢查啟動柜內(nèi)的整流電路，并檢查線路中是否有虛接的地方[1]。

2.2? ? 啟動馬達(dá)故障

濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)采用2臺啟動馬達(dá)配合啟動，當(dāng)啟動發(fā)電機(jī)時，先將啟動開關(guān)打開，實(shí)現(xiàn)搭鐵連接，然后按下啟動按鈕，接通啟動柜電源，此時電流通過啟動繼電器內(nèi)的磁鐵線圈使磁鐵動作，便接通了啟動馬達(dá)電路，驅(qū)動2臺啟動馬達(dá)同時運(yùn)轉(zhuǎn)。同時，通過馬達(dá)內(nèi)部機(jī)構(gòu)，將2臺馬達(dá)外伸端的小齒輪推出，使其與發(fā)電機(jī)齒圈有效嚙合，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)完成啟動過程[2]。如果啟動時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到點(diǎn)火要求的200 r/min，應(yīng)檢查2臺馬達(dá)動作是否同步，2臺馬達(dá)之間、馬達(dá)與發(fā)電機(jī)之間的齒輪嚙合是否有效，若嚙合不緊密，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整馬達(dá)位置，直至符合安裝要求。另外，撒哈拉沙漠天氣炎熱，若馬達(dá)啟動時間過長，其線圈容易燒壞。因此，在馬達(dá)啟動時，可用手試探啟動馬達(dá)的外殼溫度，若其外殼冰冷，說明馬達(dá)未動作，需檢查啟動馬達(dá)的電路是否有松動。若外殼嚴(yán)重發(fā)燙，有刺鼻的燒焦味，說明啟動馬達(dá)線圈燒壞，此時可直接更換規(guī)格型號相同的啟動馬達(dá)，更換完后再啟機(jī)[3]。

2.3? ? 電磁閥故障

當(dāng)啟動系統(tǒng)的各部位檢查完畢未發(fā)現(xiàn)異常時，需檢查燃?xì)夤┙o系統(tǒng)。若燃?xì)鈮毫φ＃紫葯z查進(jìn)氣主管線上的電磁閥。濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)采用防爆型間接接觸式電磁閥來控制氣源的通斷，電磁閥的驅(qū)動電壓為直流24 V，當(dāng)電源接通后，電磁閥吸起內(nèi)部鐵芯，隨后活塞開啟，閥門打開;當(dāng)外部電源斷開后，內(nèi)部的活塞及鐵芯會因為自重而下落，從而完成閥門關(guān)閉過程。電磁閥的接線端子在啟動盒內(nèi)，在檢查電磁閥時可以測試其電壓是否在18～24 V，否則無法正常打開電磁閥，此時需檢查回路接線并對其進(jìn)行緊固;也可以借助工具聽電磁閥動作的聲音是否正常，電磁閥只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，只要判斷其已經(jīng)開啟就行。通常情況下，電磁閥開啟后，其前端的壓力表指針會來回擺動，若指針靜止不動，多半說明電磁閥開啟失敗。

2.4? ? 燃?xì)饪刂崎y故障

濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的燃?xì)饪刂崎y是一種針對單點(diǎn)噴射的電子式氣體流量計量閥，閥內(nèi)部有壓力和溫度傳感器以及相關(guān)處理電路，它通過專用通信口接收EGS02控制器的流量命令信號，并根據(jù)燃?xì)鈮毫驕囟鹊淖兓詣舆M(jìn)行燃?xì)饬髁康目刂蒲a(bǔ)償。若啟動機(jī)組時，轉(zhuǎn)速和點(diǎn)火均正常，電磁閥也正常開啟，但仍無法啟動機(jī)組，此時需檢查燃?xì)饪刂崎y。燃?xì)饪刂崎y有一個位置指示器，檢查時可以將直流電源關(guān)閉后重新開啟，在開啟電源的同時，觀察該位置指示器是否會動作（動作量很小，需要仔細(xì)觀察），如果沒有動作，證明燃?xì)饪刂崎y有可能存在故障，需要檢查燃?xì)饪刂崎y的接頭連線，大部分情況是接頭內(nèi)部的線頭松脫。若接線沒問題，需拆下燃?xì)饪刂破鳎瑢θ細(xì)饪刂破鲀?nèi)部進(jìn)行清洗，防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)因污漬的存在造成卡塞。因燃?xì)饪刂崎y位置指示器屬于精密器件，需要專業(yè)標(biāo)定，在檢查過程中不能手動撥動其位置，以免閥門標(biāo)定錯亂，影響燃?xì)饪刂崎y性能。

2.5? ? 點(diǎn)火控制器故障

濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的點(diǎn)火控制器采用德國MOTORTECH公司生產(chǎn)的IC500型控制器，機(jī)組的點(diǎn)火原理：點(diǎn)火控制器按照程序中設(shè)置好的點(diǎn)火順序，依次將點(diǎn)火信號通過專用的低壓線、點(diǎn)火線圈、高壓線送至火花塞，實(shí)現(xiàn)各缸內(nèi)的點(diǎn)火。

如果發(fā)電機(jī)啟動速度達(dá)到了點(diǎn)火速度，但還是沒有點(diǎn)火的爆破聲音，應(yīng)觀察點(diǎn)火控制器的指示燈，通過點(diǎn)火控制器的指示燈狀態(tài)來確認(rèn)故障原因，如表1所示[3]。

若點(diǎn)火控制器出現(xiàn)故障，將點(diǎn)火控制器連接到PC電腦或手提編程器上，通過顯示屏上提示的點(diǎn)火系統(tǒng)的故障情況，參考說明書對點(diǎn)火控制器進(jìn)行調(diào)整。

2.6? ? 火花塞、點(diǎn)火線圈及接線故障

當(dāng)點(diǎn)火控制器指示燈顯示正在點(diǎn)火，但用點(diǎn)火探照燈進(jìn)行點(diǎn)火檢查時發(fā)現(xiàn)，缸內(nèi)未正常點(diǎn)火，這時需檢查火花塞、點(diǎn)火線圈及接線狀態(tài)。濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)使用的是德國MOTORTECH型火花塞，火花塞規(guī)定的間隙值大約為0.89 mm，若使用塞尺檢查火花塞間隙超過最大運(yùn)行間隙值時，則會出現(xiàn)點(diǎn)火失敗現(xiàn)象。另外，運(yùn)行人員還需拆下火花塞，檢查其端部的積碳情況[3]。如果火花塞間隙過大，則將其調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi);若火花塞端部積碳過多，則需有效清除積碳。運(yùn)行人員檢查點(diǎn)火線圈和接線時，主要檢查點(diǎn)火線圈與高低壓線、火花塞與點(diǎn)火線圈插接是否有松動或脫落現(xiàn)象，若有松動，及時對其進(jìn)行緊固。

2.7? ? 轉(zhuǎn)速傳感器故障

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)采用WOODWARD公司的EGS燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)，控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器測量發(fā)電機(jī)的實(shí)際速度，結(jié)合內(nèi)部設(shè)定速度及空燃比的影響因素，調(diào)節(jié)控制閥節(jié)氣門的開度，從而控制混合氣的進(jìn)氣量，最終實(shí)現(xiàn)速度控制。因此，轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速采集尤為重要，當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生故障時，會引起發(fā)電機(jī)啟動失敗。該轉(zhuǎn)速傳感器的電阻值應(yīng)在200 Ω左右，如果測試阻值不在此范圍，則傳感器發(fā)生故障的概率很大，需要更換傳感器，同時還需檢查傳感器的接線以及插頭，保證其連接緊固。

3 結(jié)語

本文結(jié)合濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的日常故障處理經(jīng)驗，分別從啟動柜、啟動馬達(dá)、點(diǎn)火控制器、燃?xì)饪刂崎y、電磁閥、轉(zhuǎn)速傳感器等方面，對發(fā)電機(jī)啟動失敗的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了有效的解決措施，從而盡可能避免出現(xiàn)發(fā)電機(jī)啟動失敗的問題，以滿足油田集中處理站的正常生產(chǎn)需求。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] 呂傳品，楊海英，王鵬.天然氣發(fā)電機(jī)組起動故障原因分析[J].電氣技術(shù)，2016（3）：141-142.

收稿日期：2020-07-02

作者簡介：呂先亮（1991—），男，湖北荊州人，助理工程師，從事油田地面建設(shè)機(jī)電專業(yè)安裝與調(diào)試、油田電氣專業(yè)維護(hù)工作。