關(guān)于某船發(fā)電機的故障分析與處理

柴油發(fā)電機組以其較高的可靠性、經(jīng)濟性、可維性在船舶上已得到廣泛應(yīng)用。近年來，因在安靜性、操縱性等方面的獨特優(yōu)點，艦船采用電力推進系統(tǒng)也已成為發(fā)展趨勢。本文主要闡述了某船柴油發(fā)電機作為供電設(shè)備在修理過程中遇見的問題以及處理和解決的方法。本文針對某船2#發(fā)電機在排除負荷試驗手尾（過載預(yù)警故障）過程中發(fā)生的故障進行分析，經(jīng)拆檢，故障導致了2#發(fā)電機的活塞、活塞氣環(huán)、連桿螺栓、進排氣挺桿、排氣閥、氣閥導管、排氣門座等零部件損傷。下面分別從現(xiàn)場勘察、原因分析、處理方法等幾個方面進行了詳細說明。一、現(xiàn)場描述及拆檢情況1、系泊試驗出現(xiàn)的問題2019年10月某日，某船發(fā)電機單機負荷報驗順利完成，但由于報驗過程中，發(fā)現(xiàn)2#發(fā)電機及4#發(fā)電機90％負荷時配電板沒有預(yù)報警，于是施工部門在發(fā)電機負荷報驗完后按項目組安排繼續(xù)使用專用設(shè)備測試發(fā)電機過流預(yù)報警。在測試過程中發(fā)現(xiàn)不能對過流保護模塊進行模擬測試，于是啟動發(fā)電機加負荷進行測試。輪機鉗工負責柴油機運轉(zhuǎn)過程監(jiān)控，電器調(diào)試人員負責發(fā)電機負荷的加載和卸載工作。在做完2號發(fā)電機過流報警測試后，施工人員開始降負荷，直至負荷為0，主開關(guān)分閘。然后轉(zhuǎn)機旁控制箱并通知輪機可以停機。在機旁控制過程中，操作人員把轉(zhuǎn)速從1000轉(zhuǎn)調(diào)到最低轉(zhuǎn)速（600轉(zhuǎn)左右），等待發(fā)電機空車運轉(zhuǎn)了5分鐘左右，把機旁控制箱上的開關(guān)扭到停車位置上，當發(fā)電機轉(zhuǎn)速降到100-200轉(zhuǎn)之間時，機旁控制箱的電源指示燈突然不亮了，而且聽到了柴油機加速的聲音，看到飛輪轉(zhuǎn)速很快。操作人員意識到柴油機出現(xiàn)故障，馬上按下機旁控制箱的緊急停機按鈕，但并無反應(yīng)，同時在集控室發(fā)現(xiàn)配電板上電壓表和頻率表都達到了最大值。集控室先后按下配電板應(yīng)急停車按鈕，未停車；設(shè)備操作人員跑到機旁拉手動緊急停車操作桿，但是拉不動；再次按機旁緊急停車按鈕無動作。施工人員迅速一起操作拉動機械緊急停車拉桿后防爆裝置動作停機。停機后進行手動盤車，開啟機旁控制箱操滑油預(yù)供泵給油，發(fā)現(xiàn)機旁控制箱電源指示燈又亮了,機旁檢查220V和24V兩路電源均正常。2、發(fā)電機現(xiàn)場拆檢情況故障發(fā)生后，馬上組織施工人員于當天晚上對2#發(fā)電機進行拆檢，發(fā)現(xiàn)挺桿、活塞、進排氣閥、排氣門座、連桿螺絲、缸頭排氣墊片、彈簧組合式油環(huán)分部件、活塞環(huán)、相關(guān)密封件等有損傷。二、發(fā)電機“飛車”的原因分析和解決方法1、發(fā)電機電氣控制原理（1）發(fā)電機電氣控制原理，如圖1所示。圖1發(fā)電機電氣控制原理示意圖（2）查閱發(fā)電機機旁控制箱供電/失電原理，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機控制箱由主配電負載屏220V和機艙充放電板24V供電，以及2#發(fā)電機通過380V分電箱供電給UPS，經(jīng)UPS轉(zhuǎn)換成24V向機旁控制箱供電，用于控制箱控制用電以及發(fā)電機安保系統(tǒng)用電。控制箱供電可通過控制箱上的“電源按鈕”接通或切斷。（3）調(diào)速器供電/失電原理，調(diào)速器380V電源經(jīng)UPS整流24V后并經(jīng)機旁配電箱上“UPS旋鈕”接通和切斷。2、發(fā)電機控制系統(tǒng)失電情況排查根據(jù)發(fā)生的故障，組織了多次原因排查并召開故障分析會。檢查所有控制線路，機旁控制箱供電方式為兩路，一路由主配電板220伏正常供電、另一路由機艙充放電板24伏供電，經(jīng)查主電源及應(yīng)急電源開關(guān)良好，UPS(380V)輸入電源是由主配電板1#380V負載屏供給，UPS24V電源經(jīng)機旁控制箱“UPS旋鈕”控制，UPS電池供電不足但不影響正常開機使用。機旁控制箱有一個電源按鈕開關(guān)，可以同時切斷220伏、24伏兩路電源，另控制箱上還有一個“UPS旋鈕”控制調(diào)速器供電，經(jīng)現(xiàn)場檢查和對可能發(fā)生問題的設(shè)備情況及故障原因分析，存在因誤操作或誤碰按鈕而導致機旁控制箱斷電的可能。3、調(diào)速器以及油門控制機構(gòu)情況排查發(fā)電機的調(diào)速器經(jīng)專業(yè)維修公司進行過檢查并測試，結(jié)果正常，并且裝機后，并與2#柴油發(fā)電機一起進行過負荷運轉(zhuǎn)試驗及突加突卸試驗的考驗，工作正常，即是說因調(diào)速器本身的電器元件及機械零件發(fā)生故障導致調(diào)速器失效的可能性很小?，F(xiàn)場檢查了油門拉桿、噴油泵、超速保護等部件情況，未發(fā)現(xiàn)異常。但發(fā)現(xiàn)噴油器齒桿連接桿上的定位檔塊位置裝反（裝在撥叉右側(cè)），不僅使油壓低自動停車裝置失去作用，而且還可造成嚴重問題。4、原因分析（1）從現(xiàn)場描述機旁控制箱指示燈曾熄滅的現(xiàn)象分析，機旁控制箱、調(diào)速器曾出現(xiàn)失電故障，后經(jīng)檢查控制箱220V和24V控制線路、調(diào)速器供電線路，未發(fā)現(xiàn)異常，測試電源按鈕未發(fā)現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，可以排除因控制線路故障或電源按鈕故障導致控制箱失電的可能性。除機旁控制箱外，該三路電路的其它控制開關(guān)設(shè)在不同位置，正常情況下無法在短時間內(nèi)同時停止供電，正如前述，在機旁控制箱處可能存在誤操作或誤碰按鈕而導致機旁控制箱斷電的情況。由于機旁控制箱、調(diào)速器失電，2#柴油發(fā)電機在未完全停機的情況下處于失控狀態(tài)，機旁控制箱上的停車按鈕、緊急停車裝置都處于失效狀態(tài)。（2）超速安全裝置啟動后未執(zhí)行減油動作，發(fā)電機發(fā)生該故障時，經(jīng)現(xiàn)場檢查超速安全裝置已經(jīng)啟動，但執(zhí)行機構(gòu)未執(zhí)行減油動作，原因是油門齒桿連接桿上的定位塊位置裝反（裝在撥叉右側(cè)），撥叉無法帶動連接桿減油。5、綜上所述，確定結(jié)論發(fā)生故障的2#柴油機在未完全停止的情況下出現(xiàn)誤操作或誤碰按鈕而導致機旁控制箱發(fā)生斷電，致使：①無法實現(xiàn)對柴油機的監(jiān)控、保護功能；②無法通過控制箱上的相關(guān)按鈕進行操作，使“停車和緊急停車按鈕”操作失效；③由于操縱與安全保護裝置定位檔塊裝反，導致盡管超速安全裝置已有動作但起不到作用，造成柴油機轉(zhuǎn)速不受控。6、解決和處理的方案（1）已對本次故障發(fā)生造成2#發(fā)電機的活塞、活塞氣環(huán)、連桿螺栓、進排氣挺桿、排氣閥、氣閥導管、排氣門座等損傷零部件進行了更換。（2）對操縱與安全保護裝置定位檔塊原裝在撥叉的左邊已移到撥叉右邊，并待實效試驗進一步準確定位。三、結(jié)