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柴油发电机组发生故障拉缸了怎么处理
柴油发电机组拉缸故障的表现特征:
1、当地柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化,排气冒黑烟。
2、当地活塞、当地活塞环及气缸套工作表面被破坏,气体密封失效,机油的消耗量及窜气量迅速增加,使发动机不能正常运转,甚至在很短的时间内,由于活塞、当地活塞环与缸套咬死而停车。
柴油发电机组拉缸故障的原因:
1、当地拉缸的主要原因实际上是活塞、当地活塞环与气缸套表明由于高温而‘熔接’拉伤,即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦,炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着,并将附近的金属质点扯断。
2.柴油发电机组拉缸的根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求,活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小,这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷,使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦,产生大量的磨擦热,使工作表面的温度急剧上升,其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。
由此可见,供油状况不良,窜气严重,零件过大的接触应力破坏油膜,是造成拉缸的主要原因。除了润滑、当地配合间隙、当地零件制造质量外,使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障,具体地说有如下几点:
1.活塞与气缸套配合间隙过小,或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。
2.润滑不良,如间隙小、当地机油稀或在装配时未涂油等。
3.柴油机过热。
4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。
5.活塞及活塞环质量差。
从使用的角度讲,还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车,起动前 用摇把将曲轴转动几圈,使磨擦表面保持一定的润滑油。
6.机组拉缸的表现油路、当地电路和气管密封性,供油不足是很常见的表现,电路的原因需要检查手动调速或者电子调速是否过高,密封性要检查气管卡箍是否密封良好。
柴油发电机组是机动性强的特色供电设备。因其使用基本不受场所的限制,且能够连续、当地稳定、当地地提供电能,因而被广泛地引用于应急供电设备。作为应急电源,在使用、当地管理方面有着特殊的要求,避免故障的发生,使供电的保障受影响,甚至导致整机的报废,造成重大的损失。本文以某单位采用的12V135AJZD高速柴油机配以上海电机(集团)公司革新电机厂生产的T2XU-250-4三相同步发电机作为应急电源,在使用过程中,出现严重“拉缸”、当地活塞烧熔等,导致整机报废的事故进行分析,探讨其故障的原因及避免再次发生此类故障现象的日常管理应注意的问题。
故障分析
上述现象是一起因拉缸导致柴油机报废的重大事故。从发动机的工作原理可知,引起柴油机产生“拉缸”的原因有很多,如:活塞—连杆组变形,发动机不完全燃烧或后燃,超负荷运转,冷却水温度过高,润滑油温度过高或压力过低等等。这些都可引起柴油机在工作过程中,使活塞与缸套之间因为缺乏一层润滑油膜的润滑作用而导致活塞(环)与缸套内壁的直接接触,在相对的运动过程中,接触的金属表面氧化层被磨掉后,金属原子间的吸引力大,且熔点又相对减低;加上在相对运动过程因摩檫产生大量的热量没有及时地被带走,引起极部高温,温度的积累达到一定的值,使两金属熔焊在一起。随着活塞上、当地下往复运动的撕(推)拉作用,使缸套上的材料比较薄弱部分出现细小裂纹,极少量润滑油的进入裂纹处后,由于活塞的推压,裂纹部分形成一个密闭的空间,油压剧增,裂纹进一步扩张深入,终可使裂纹透过缸套或是撕下金属碎屑。造成缸套冷却水漏入油底壳或引起润滑油滤器的堵塞等事故。另外,由于“拉缸”破坏了原有的活塞与缸套的配合间隙,使吸入的空气涡动效果变差,喷入燃油的雾化质量变差,引起后燃严重,且“拉缸”产生的热量没有及时散出去,缸内的温度上升过高,进而引起活塞头部的熔化、当地烧塌等现象。海锋柴油发电机组提供技术支持。
从上面分析可见,造成上述严重事故的根本原因是润滑不良引起的。该机润滑系统采用飞溅润滑的形式,其润滑油路是这样:润滑油从油底壳→粗滤器→润滑油泵→细滤器→冷却器,分三路:
(1)主轴承→连杆大端轴承→连杆→连杆小端轴承→活塞→油底壳;
(2)摇臂轴→凸轮轴→油底壳;
(3)蜗轮增压器,回油底壳。而引起润滑不良的原因有:润滑油的氧化粘度大),润滑油温度高,润滑油压力低或流量小等。因该柴油机发电机组不久前曾对发电机进行大修,同时更换润滑油,排除润滑油氧化导致粘度大,但在更换润滑油之前,没有对润滑系统进行清洗,使冷却效果变差是可能的。在试车过程中,从仪表板的指示值可知,润滑油的压力为3.2kg/cm2,而润滑油温度达到90~95℃、当地冷却水温度达到85℃左右,温度偏高,从量油孔可见明显的油气冒出(当时已发出警告并提出温度过高处理的处理意见),导致润滑油的润滑性能变差的原因是温度问题。
而润滑油冷却器的冷却介质是来自发动机冷却水箱的冷却水;冷却水箱采用风冷式,由发动机通过皮带轮带动风扇转动;发动机舱的通风条件差,发动机工作时,室内温度可达40℃以上。海锋柴油发电机组提供技术支持。正是由于周围冷却介质的温度高,润滑油冷却器脏,使润滑油冷却器的冷却效果变差,润滑油的温度偏高,粘度下降,油膜难于形成,运动副间的磨损加剧,磨掉的金属碎屑掉在油底壳中,被润滑油泵吸出,细小的金属碎屑随润滑油循环而增加磨料磨损,大颗粒的金属碎屑堵在滤器中,使进入系统的润滑油量大大下降,进一步加剧磨损,这就是为什么后来打开的润滑油细滤器中能发现大量金属碎屑。终润滑油滤器的全堵塞,造成断油,运动副的摩擦热来不及带走,使主轴承熔化、当地拉缸等事故。导致柴油机突然停机。
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发电机为什么能发电?
发电机原理及构造——发电机的励磁系统
众所周知,同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中,其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电,由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用,在电刷上获得了直流电,再通过另一套电刷,滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子,励磁绕组去励磁,因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器,显然可以用一组硅二节管取代,而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动,则可取消换向器、同城滑块等滑动接触部分、同城利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、同城绕组励磁。这就是无刷系统。
下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统,介绍它的工作原理。
一、同城相复励励磁原理
由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、同城和电流互感器LH提供的电压几何叠加,经过桥式整流器ZL整流,供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流,进行电流补偿,由线形电抗器DK移相进行相位补偿。
二、同城三次谐波原理
对一般发电机来源,我们需要的是工频正弦波,称为基波,比基波高的正弦波都称为谐波、同城其中三次谐波的含量 ,在谐波发电机定子槽中,安放有主绕组和谐波励磁绕组(s1、同城s2),而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来,经过ZL桥式整流器整流,送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。
三、同城可控硅直接励磁原理
可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量,经整流后送入励磁绕组去的励磁方式,它是由自动电压调节器(AVR),控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。
四、同城无刷励磁原理
无刷励磁主要用于西门子、同城斯坦福、同城利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机,其定子上的剩磁或 磁铁(带永磁机)建立电压,该交流电压经旋转整流起整流后,送入主发电机的励磁绕组,使发电机建压。自动电压调节器(AVR)能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流,维持发电机的所设定电压近似不变
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同步发电机的工作原理
在设计同步发电机时,若适当选择磁极的形状,使得励磁绕组通直流电后,定子、转子之间的磁感应强度近似于按正弦规律分布。同步发电机所谓“同步”,就是说发电机的转子由发动机拖动旋转后,在定子和转子之间的气隙里便产生一个旋转磁场,这个旋转磁场是发电机的主磁场又称为转子磁场。当主磁场切割定子三相电枢绕组的线圈时,就会产生三相感应电势,接通负载后,在电枢绕组中流过感应电流,这个交变电流也在发电机的气隙中产生一个旋转磁场。这个旋转称为电枢磁场,又称为定子磁场。根据右手螺旋定则,电枢磁场的等效磁极NS。当主磁场由发动机拖动旋转到一个新的位置时,电枢磁场的等效磁极NS也随之旋转到另一位置。
由图可知,主磁场被发动机拖动旋转时,它拉着电枢旋转,就象两块磁铁之间有相互吸引力一样。就是说发电机的转子带动电枢磁场以同一转速旋转,二者之间保持同步,故称为同步发电机。电枢磁场的转速称为同步转速。
由于定子三相绕组在空间的位置是对称的,彼此相差120°电角,因此,定子绕组切割磁力线时,将产生对称三相感应电势,定子每相绕组感应电势的有效值。
如果将电枢绕组接成星形,并且接上三相对称负载后,在感应电势的作用下,电路中产生对称的
三相电流,向负载输出交流电能。