12V190系列燃氣機組故障分析與措施

王冬冬

摘? 要：隨著新興產(chǎn)品逐步向環(huán)保、節(jié)能和利廢等方向發(fā)展，12V190系列燃氣機組解決了煤礦瓦斯大量排空、焦化廠大量廢氣污染環(huán)境這一難題。但是隨著機組運行時間的增加，機組故障率也會增大。該文就運行維護中出現(xiàn)的典型故障進行分析，并提出相應的改進措施。

關(guān)鍵詞：燃氣;機組;渦輪增壓器

中圖分類號：TM31 文獻標志碼：A

0 概述

2000年，勝動集團針對瓦斯特點，把以前的柴油機組改進成燃氣機組，是一種適用于可把瓦斯、焦爐氣、天然氣等可燃氣體做燃料的發(fā)動機組。12V190系列燃氣機組是PZ12V190B系列柴油機組的改進型設備，主要改進在于：選用了高效可靠的增壓器、中冷器、散熱器、油冷器等一系列高新技術(shù)設備;采用了氣缸蓋外潤滑、氣缸蓋鑲氣門座圈、壓鑄罩殼等新結(jié)構(gòu)。從機組整體結(jié)構(gòu)和工藝設計都比較好，便于檢查、檢修時的拆裝。

12V190系列燃氣機組優(yōu)點多，但運行維護中我們發(fā)現(xiàn)了許多不足，例如：節(jié)氣門常出現(xiàn)執(zhí)行不到位或卡死現(xiàn)象;增壓器過早積碳或機組耗油多;電控混合器控制不到位造成機組負荷無法調(diào)整，濃度高時還會造成放炮回火燒壞中冷器的事故;氣門、氣缸和橫橋損壞;監(jiān)控儀和控制盒安裝位置不夠合理;連桿斷裂等。該文從科學的角度采取有效措施進行防止類似事故的發(fā)生，確保機組能夠安全、經(jīng)濟的運行[1]。

1 節(jié)氣門

節(jié)氣門用來控制用氣量的大小，直接反映出機組的做功情況，所以節(jié)氣門是一個非常重要的部件。1）節(jié)氣門是由執(zhí)行器通過連桿機構(gòu)直接控制調(diào)節(jié)進氣開度的執(zhí)行部件，執(zhí)行開度是否到位直接關(guān)系到機組進氣量和做功好壞。2）在日常運行中，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行器控制節(jié)氣門不到位或節(jié)氣門被卡死的現(xiàn)象，經(jīng)過細致檢查發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門軸承磨損嚴重，而軸承沒有設計潤滑油加油孔，因此，執(zhí)行器控制次數(shù)多了，節(jié)氣門軸承就會壞，常造成控制進氣不到位或停機的故障。3）針對這一情況，采取在節(jié)氣門的軸承殼面上（A、B點處）各鉆一個φ5.5 mm的孔，加注黃油通過該孔進行定期加注黃油，有效的防止軸承磨損。改進后機組運行良好，如圖1所示。

2 渦輪增壓器

2.1 增壓器工作原理

渦輪增壓器是利用發(fā)動機的廢氣能量，驅(qū)動增壓器高速旋轉(zhuǎn)，帶動同軸的壓氣機葉輪高速旋轉(zhuǎn)，并將空氣加速經(jīng)擴壓器和壓氣機殼的擴壓，送到發(fā)動機組的氣缸，增加了氣缸的充氣量，來提高發(fā)動機的功率。

2.2 增壓器常見故障

增壓器常見故障有壓力下降，漏油、出現(xiàn)異響、振動等。增壓器是一種高速運轉(zhuǎn)機械，在高速、高溫下工作，故障率較高，保養(yǎng)維護也相對其他設備要仔細和及時，一旦出現(xiàn)故障，直接影響著機組的正常運行。

2.3 增壓器故障分析

影響增壓器出現(xiàn)以上故障的主要原因是，潤滑冷卻機油過少或油質(zhì)較差、變臟等原因，造成機油泵不能很好供油，壓力就會下降，油路堵塞等，使得增壓器浮動軸承潤滑不好，磨損嚴重，降低機組進氣壓力，影響機組作功，同時，油路壓力低，增壓器的中間體內(nèi)進油少，潤滑油流速過慢，造成中間體過早積碳，使其增壓器葉輪偏磨、振動、漏油等故障的出現(xiàn)[2]。

2.4 針對故障采取措施

通過上面增壓器的故障分析以及我們運行檢修的經(jīng)驗總結(jié)出以下解決措施。

2.4.1 增壓器壓力下降的故障原因

空氣濾清器及進氣管污堵了，進氣阻力大;壓氣機油道污堵，進氣管漏油;排氣管漏氣渦輪工作效率下降。采取措施：清洗空氣濾清器、中間體;合理加大進油管徑;清除排氣管漏氣。

2.4.2 渦輪增壓器喘振的故障原因

氣進氣通道堵塞，進氣受阻流量減少;廢氣通道堵塞;在非正常工作情況，如負荷波動大、緊急停車。應采取采取的措施：清洗空氣濾清器;清洗渦輪機部分;防止使用中非正常工作狀況，按操作規(guī)程操作。

2.4.3 渦輪增壓器有異響的故障原因

轉(zhuǎn)子葉輪與殼體之間間隙過小，發(fā)生碰擦現(xiàn)象;浮動套或止推片磨損嚴重，轉(zhuǎn)子游動量大，造成葉輪與殼體碰擦;葉輪變形或轉(zhuǎn)子軸頸發(fā)生偏磨現(xiàn)象;渦輪中積碳嚴重。應采取采取的措施：查有關(guān)配合間隙，必需時進行拆檢、調(diào)整;檢查轉(zhuǎn)子游動量，必需時進行拆檢復查軸承配合間隙;檢復查轉(zhuǎn)子動平衡;進行拆檢清洗。

2.4.4 渦輪增壓器產(chǎn)生劇烈振動的故障原因

轉(zhuǎn)子動平衡不符合規(guī)定;浮動軸承產(chǎn)生嚴重磨損造成配合間隙過大。應采取采取的措施：按規(guī)定分別對壓氣機葉輪和渦輪進行動平衡調(diào)試;檢查浮動軸承配合間隙，必要時更換配件。

2.4.5 積碳過早出現(xiàn)油堵的故障原因

積碳過早出現(xiàn)油堵的故障原因是油質(zhì)變差、變臟。應采取采取的措施：及時更換。

3 電控混合器

3.1 電控混合器工作原理

電控混合器是為適應燃氣發(fā)動機燃燒可變成份的燃料而設計的，它可以適用于CH4含量為30% ～100%的燃氣，由ECM-B型電控盒自動或手動調(diào)節(jié)其混合量的開度，與數(shù)字式電子點火系統(tǒng)及負荷測量器配合使用，濃度高時，負荷增加，電控盒自動調(diào)節(jié)其合適的開度，控制電控混合器執(zhí)行調(diào)節(jié)的開度量，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)機組的負荷，使其運行正常、穩(wěn)定。

3.2 電控混合器常見故障

由于瓦斯氣里的粉塵、水分較多，容易積垢，常造成電控混合器氣源開度行程不到位，或出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，所以電控盒上調(diào)節(jié)混合器的開度無法執(zhí)行，使得機組的負荷不能有效控制，一旦瓦斯?jié)舛冗^高或過低，會造成機組汽缸不能燃燒或缸溫過高導致放炮、回火事故，燒壞中冷器及座子、進氣管道等，影響非常大。

3.3 電控混合器故障解決方法

針對電控混合器這一問題，一般采取加強清洗力度，根據(jù)氣源情況，至少每2個月進行一次清洗，同時每次檢修機組時，進行試驗開度行程是否到位。

4 氣門、氣缸和橫橋損壞原因分析

4.1 氣門、氣缸和橫橋損壞造成的后果

12V190系列燃氣機組共有12個缸，兩排氣缸成“V”字排列，夾角為60°，四沖程。氣缸采用外潤滑方式，個別氣缸常出現(xiàn)潤滑油路堵塞而干磨，造成氣門及橫橋搖臂等部件損壞;也常出現(xiàn)氣門間隙過大，橫橋凸頭容易偏位，工作時常壓壞氣門端部，使氣門脫離扣瓦的限位，嚴重時，氣門會掉進氣缸里，出現(xiàn)難聽的異響，如果這時沒有及時被值班人員發(fā)現(xiàn)，掉到氣缸里的氣門在活塞往復運動中，將會打壞剛體和活塞。使其內(nèi)循環(huán)水從壞的缸體流入油底殼與潤滑油混合，機油全部成為廢油，此故障后果十分嚴重。

4.2 如何減少氣門、氣缸和橫橋損壞的方法

針對氣門、搖臂損壞后的打缸現(xiàn)象，采取的主要措施是按時調(diào)節(jié)氣門，嚴格按照氣門的保養(yǎng)時間及要求進行，加強巡視檢查工作，觀察機組的運行狀況，一旦出現(xiàn)緊急情況，及時停機處理。

5 監(jiān)控儀和控制盒

5.1 監(jiān)控儀的用途

監(jiān)控儀主要是監(jiān)視機組的轉(zhuǎn)速、水溫、油溫及油壓，安裝在7-12缸的進氣管上，由于監(jiān)控儀安裝位置剛好正對10-12缸排氣三通和增壓器，增壓器溫度較高，而排氣三通常常有漏氣出現(xiàn)，都容易造成監(jiān)控儀處于高溫環(huán)境中，監(jiān)控儀的元氣件在高溫下容易損壞，加上機組有一定的震動，使監(jiān)視的參數(shù)出現(xiàn)亂顯示、不顯示，這樣運行人員無法知道運行是否正常，導致機組的安全運行得不到有效監(jiān)控。

5.2 控制盒的用途

控制盒根據(jù)機組的負荷和瓦斯情況，調(diào)節(jié)電控混合器開度，調(diào)節(jié)機組的進氣量，同時顯示機組12個缸的缸溫，監(jiān)視機組的做功情況，達到機組安全穩(wěn)定運行。但是控制盒安裝位置跟監(jiān)控儀差不多正對1-3、10-12缸的增壓器，受高溫的影響及機組振動，控制盒自動控制出現(xiàn)紊亂，控制不到位，機組做功受到嚴重影響。

5.3 監(jiān)控儀和控制盒故障分析

針對監(jiān)控儀和控制盒故障，主要原因是安裝位置不合理導致了設備過快損壞。應把2個設備移到機組外集中安裝在便于操作，遠離高溫的地方即可。

6 機組連桿斷裂事故分析及措施

6.1 機組連桿的工作原理

機組連桿是連接活塞和機組曲軸的傳動件，也是機組的核心部件。作用是將氣缸的內(nèi)能傳遞給曲軸，使曲軸不停的轉(zhuǎn)動。因此，連桿對于機組來說非常重要。

6.2 連桿斷裂事故分析

我們機組曾經(jīng)出現(xiàn)一次連桿斷裂事故，從該事故分析，該機組運行3萬多小時，運行時間過長，已到大修期，機組各核心部件都處于高度疲勞期，很容易發(fā)生類似事故。

6.3 連桿斷裂解決方法

針對這一故障，凡是到了大修期的機組，必須進行大修及檢查，便于及時更換不合格的核心部件，保證機組的安全運行。

7 結(jié)語

以上故障分析主要是列出該機組的典型事故，但實際遠遠不止這幾種故障，有些問題是由于生產(chǎn)廠家在設計或安裝中存在問題造成的，與廠家技術(shù)人員進行了交流，在新機組中也看到廠家進行了改進，這是長時間不斷摸索的結(jié)果，只有不斷地改進現(xiàn)有設備，才能保證設備安全的運行，從而使產(chǎn)、學、研各個環(huán)節(jié)良好的循環(huán)。

參考文獻

[1]袁任光.柴油發(fā)電機組選用與安裝維護[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2]段彩蓮.非道路國三柴油機的排放控制系統(tǒng)升級的研究[J].內(nèi)燃機與配件，2017（5）：106.