許旭洲,楊叔華,許 光，徐百匯，梁前超

(1.4802工廠,海南 三亞 572018；2.海軍工程大學(xué)，湖北 武漢 430033;3.某裝備部，浙江 寧波 312022)

LM2500燃?xì)廨啓C監(jiān)控系統(tǒng)典型故障的分析及排除

許旭洲1,楊叔華2,許 光3，徐百匯3，梁前超2

(1.4802工廠,海南 三亞 572018；2.海軍工程大學(xué)，湖北 武漢 430033;3.某裝備部，浙江 寧波 312022)

以聯(lián)合動力裝置為研究對象，采用比對分析法對該動力裝置監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行模塊化分析并對其故障進(jìn)行排除。文章總結(jié)了燃?xì)廨啓C監(jiān)控系統(tǒng)中常見的幾種典型故障的成因并且給出了故障的排除方法。

聯(lián)合動力裝置；模塊化；故障

1 燃?xì)廨啓C監(jiān)控系統(tǒng)

某船采用先進(jìn)的聯(lián)合動力裝置(CODOG)作為推進(jìn)系統(tǒng)。CODOG從上至下分別由模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、遙控系統(tǒng)(RCS)、控制系統(tǒng)(ECS)組成，其中最核心的是ECS，其結(jié)構(gòu)見圖1所示。

本文以ECS-GT25為例分析監(jiān)控系統(tǒng)中常見的故障成因并分析故障排除方法，以實現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)管理，從而提高設(shè)備的可靠性和維修性[1]。

圖1 ECS結(jié)構(gòu)示意圖

ECS-GT25由3部分組成：發(fā)動機電子控制系統(tǒng)(EEC)、監(jiān)測與控制系統(tǒng)(MCSG)以及振動監(jiān)測系統(tǒng)(VMS)[2]，它們組成一個整體，檢測和控制燃?xì)廨啓C的工作運行。ECS-GT25裝在一個箱體內(nèi)，它分成了上部的電子箱和下部的電源箱，電子箱和電源箱之間的連線通過濾孔連接。每個系統(tǒng)完成燃?xì)廨啓C閉環(huán)控制、監(jiān)視和開環(huán)控制的相應(yīng)功能。ECS-GT25有自動方式、手動方式、輔助方式、機旁方式4種運行方式。操作員在控制站選擇其中一種方式就能借助遙控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)上的控制元件運行ECS-GT25。

EEC的5大功能：功率控制、監(jiān)視、開環(huán)控制、試驗、超越。

試驗功能的扭矩計算器試驗可以在自動和輔助方式下進(jìn)行。在完成測試功能之后，“COMPUTER TEST PASSED”信息出現(xiàn)。如果發(fā)現(xiàn)扭矩計算器里“COMPUTER TEST FAILURE”錯誤信息出現(xiàn)，此時燃?xì)廨啓C不能啟動。燃油切斷閥試驗可以在自動、手動和輔助方式下進(jìn)行。所選燃油切斷閥關(guān)閉，并且燃?xì)廨啓C停機說明試驗正常；如果燃油切斷閥不能關(guān)閉，也就是燃?xì)廨啓C不能停機，說明燃油切斷閥控制系統(tǒng)可能損壞，故障的原因必須查出。燃油系統(tǒng)試驗功能是在啟動燃?xì)廨啓C之前進(jìn)行燃油系統(tǒng)功能試驗[3-4]。燃油系統(tǒng)功能試驗在輔助方式下進(jìn)行，在燃油系統(tǒng)試驗工作中，燃油泵、主燃油控制器、燃油切斷閥元件和燃油供油溫度、燃油供油壓力、燃油流量和主燃油壓力等各項參數(shù)都被測試。點火試驗這個功能是檢查點火裝置是否能點火。這個試驗必須在輔助方式下進(jìn)行，點火裝置試驗只要測試“點火接通”信號能否由ECS-GT25接收到。在點火試驗中，燃油切斷閥不能工作。

超越功能是人為地防止燃?xì)廨啓C停機，包括戰(zhàn)斗超越、停機超越等。主要故障表現(xiàn)為：①點火失敗/火焰熄滅(在供油和點火40 s后動力渦輪進(jìn)口燃?xì)鉁囟冗_(dá)不到200 ℃)；②滑油供油壓力低(在啟動后45 s內(nèi)達(dá)不到0.042 MPa)；③動力渦輪進(jìn)口燃?xì)鉁囟雀?溫度達(dá)890 ℃)。如果上述故障之一在停機狀態(tài)出現(xiàn)，不執(zhí)行停車，但進(jìn)行聲光報警。超越范圍還包括PLA命令信號丟失(PLA命令信號故障)、PLA系統(tǒng)失靈(PLA系統(tǒng)故障)、轉(zhuǎn)矩或速度限制條件(超扭，超速)。如果上述情況之一出現(xiàn)，在超越范圍內(nèi)，不執(zhí)行自動拉回慢車，并且對燃?xì)廨啓C超速、超扭不加以限制。

2 監(jiān)控系統(tǒng)中常見故障成因分析和故障排除方法

監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)生的故障多種多樣，常見故障也有幾百種，表1所示為其中的幾種有代表性的故障。發(fā)生故障后為了準(zhǔn)確定位、快速查找，應(yīng)該根據(jù)故障現(xiàn)象由表及里、由外到內(nèi)、由簡單到復(fù)雜逐一解決問題，否則會引起其他故障的發(fā)生[4-5]。以下舉例說明幾個監(jiān)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象、故障成因分析及故障排除方法等，以供使用、管理人員參考。

表1 控制系統(tǒng)MCS的MWK型監(jiān)測報警組件故障代碼

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)故障1

CODOG啟動備便,但右燃?xì)廨啓C不能啟動。準(zhǔn)備用右燃?xì)廨啓C工作，遙控方式為“GT MODE”，這時等離子顯示屏報警為“右ECS-GT25沒有備便”“系統(tǒng)功能限制”，集控室燃?xì)廨啓C的2塊UG-I30面板無法正常顯示，只有“LAMP”燈能亮。

故障成因分析：以前曾經(jīng)出現(xiàn)過同樣的情況，當(dāng)時將遙控系統(tǒng)的燈驅(qū)動器板LV1-01更換后，2塊UG-I30面板恢復(fù)正常顯示，但這次根本與此無關(guān)。分析原因是右遙控系統(tǒng)的MPU10-01板和右ECS-GT25的SSK12-01板狀態(tài)指示燈不正常。將ECS-GT25復(fù)位，2塊UG-I30顯示正常，但無論將ECS-GT25電子柜和遙控系統(tǒng)、中央站怎樣復(fù)位，都不能將“ECS-GT25不能備便”故障消失，但系統(tǒng)連鎖能正常完成，啟動備便。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)右ECS-GT25的一根電纜接地，所以SSK12-01板顯示不正常，導(dǎo)致信號無法正常傳到集控室，致使UG-I30不能正常顯示。啟動備便后，忽略“ECS-GT25不能備便”故障，強行啟動右燃?xì)廨啓C，到達(dá)慢車轉(zhuǎn)速后，立即按下“動力渦輪轉(zhuǎn)速信號丟失超越”按鈕，燃?xì)廨啓C能正常使用，沒有任何影響。啟動完成后，“ECS-GT25不能備便”報警消失，但燃?xì)廨啓C一停機，這個故障又出現(xiàn)，于是可以初步確認(rèn)，在停泊狀態(tài)下將遙控方式選為“GT MODE”，而大軸沒有脫開，遙控系統(tǒng)就認(rèn)為非法，發(fā)出“ECS-GT25不能備便”報警。

故障排除方法：在停泊狀態(tài)下如果將遙控方式選為“GT MODE”而大軸沒有脫開，遙控系統(tǒng)發(fā)出“ECS-GT25不能備便”報警。這時應(yīng)該立刻脫開大軸，檢查ECS-GT25的電纜接地情況，“ECS-GT25不能備便”故障消失后，正常啟動燃?xì)廨啓C。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)故障2

燃?xì)廨啓CUG-I30組件故障。啟動燃?xì)廨啓C時發(fā)現(xiàn)UG-I30組件的A22許多功能不能實現(xiàn)，如燃油增壓泵不能自動啟動、箱裝體擋板無法自動打開、冷卻風(fēng)扇不能自動啟動及其他的一些燈指示不對，A25的燃?xì)廨啓C啟動必需的內(nèi)部聯(lián)鎖沒完成，燃?xì)廨啓C不能自動啟動，控制方式轉(zhuǎn)為手動方式、機旁方式也不能啟動。查找有關(guān)資料[3]，只要ECS-GT25正常工作，在遙控或監(jiān)控系統(tǒng)故障時可以用機旁方式啟動燃?xì)廨啓C，證明ECS-GT25是正常的，UG-I30組件對燃?xì)廨啓C啟動起著決定性的作用。

故障成因分析：MCS-4系統(tǒng)中的燃?xì)廨啓C監(jiān)控有2個智能監(jiān)測報警UG-I30組件，它們的結(jié)構(gòu)完全一樣，都包括3塊印刷電路板，分別為微處理器板MPU9-01、燈驅(qū)動板MWK1-01和外設(shè)接口板MWP1-01。在實際使用中發(fā)現(xiàn)其中的A22對燃?xì)廨啓C啟動的影響非常大，當(dāng)A22故障，燃?xì)廨啓C無論采用自動、手動還是機旁方式都不能啟動。采用成因排除法，依據(jù)以下幾點。①在系統(tǒng)處于通電的狀態(tài)下，單獨斷開UG-I30組件中的A22，然后通電，ECS-GT25死機，而單獨斷開A25，ECS-GT25正常。②斷開A22，不通電，用機旁方式完成燃?xì)廨啓C內(nèi)部聯(lián)鎖，再把控制權(quán)轉(zhuǎn)到集控室，系統(tǒng)復(fù)位，這時A25指示“啟動備便”，表明燃?xì)廨啓C可以啟動。啟動燃油增壓泵，這時進(jìn)行燃?xì)廨啓C的啟動，無論采用自動、手動還是機旁方式，只要“啟動機接通”“剎軸器脫開”“系統(tǒng)復(fù)位”燈亮，說明啟動程序不執(zhí)行，啟動失敗。③在②的狀態(tài)進(jìn)行燃?xì)廨啓C的盤車、噴油、點火等試驗，均正常，證明系統(tǒng)可以正常工作。

故障排除方法：智能監(jiān)測報警UG-I30組件A22更換、檢查A25組件指示“啟動備便”。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)故障3

CODOG啟動備便,但右燃?xì)廨啓CMWK組件報警。準(zhǔn)備用右燃?xì)廨啓C工作，遙控方式“GT MODE”，這時MWK組件顯示屏報警為“160”“162”(見表1)，集控室燃?xì)廨啓C的2塊MWK面板顯示故障燈亮。

故障成因分析：在燃?xì)廨啓C的監(jiān)測回路中，MCS監(jiān)視下列值：動力渦輪和燃?xì)獍l(fā)生器的轉(zhuǎn)速、運行壓力和溫度、啟動機和燃?xì)獍l(fā)生器的點火。EEC通過傳感器信號獲取這些值，并且將它們調(diào)制后作進(jìn)一步的處理。輸入/輸出處理器獲取來自限制開關(guān)和監(jiān)視器的二進(jìn)制信號、溫度壓力和位移傳感器的模擬信號、轉(zhuǎn)速傳感器的頻率。EEC含有一個轉(zhuǎn)矩計算器，它按照實際認(rèn)可的值計算轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)速、動力渦輪進(jìn)口燃?xì)鈮毫?。這個轉(zhuǎn)矩被監(jiān)視，并且作為一個控制參數(shù)流入控制過程。MWK監(jiān)測組件的功用有如下幾點。①自動測量和控制、顯示運行參數(shù)P、T、位移、液位、靜態(tài)性能等；②顯示運行參數(shù)的差值、極限值；③聲光報警及應(yīng)答。燃?xì)廨啓CMWK組件報警，表示燃?xì)廨啓C的預(yù)警參數(shù)超出了門限值。MWK組件顯示屏報警為“160”“162”(見表1)，可查得故障代碼報警為“160”“162”表示燃?xì)廨啓C動力渦輪的排出口熱電偶的接點溫度錯誤和補償錯誤。

故障排除方法：在停機狀態(tài)下檢查燃?xì)廨啓C動力渦輪的排出口熱電偶的接地電纜，如果接地情況良好，應(yīng)該更換熱電偶，故障消失后，正常啟動燃?xì)廨啓C。

3 結(jié)束語

CODOG的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，故障的原因也是多種多樣[6]，這就要求維修和管理人員非常熟悉設(shè)備和管制系統(tǒng)，具備較豐富的電子控制系統(tǒng)知識，采取必要的科學(xué)手段。本文分析了幾個典型故障，從故障現(xiàn)象、成因和故障排除方法3個方面進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，以達(dá)到舉一反三的目的，實行裝備的科學(xué)管理以提高其使用的可靠性和維修性。

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[2] 張潔.LM2500燃?xì)廨啓C動力渦輪超速停機故障分析[J].中國修船,2015.28(1):14-15.

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[4] 陳冠國.機械設(shè)備維修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[5]劉永葆,賀星.現(xiàn)代燃?xì)廨啓C新技術(shù)導(dǎo)論[M].北京：國防工業(yè)出版社,2014.

[6]焦樹建.燃?xì)廨啓C與燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)裝置[M].北京：中國電力出版社，2007.

Taking the combined diesel and gas turbine power plant as object,it is analyzed with the modulariztion and comparison,especially for the failure process.Reasons for the failures and the methods to eliminate them are obtained.

combined diesel or gas turbine power plant;modularization;failure

許旭洲(1964-)，男，廣東潮陽人，工程師，大學(xué)本科，主要從事船舶修理保障工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.05.011

2016-06-02