海上多功能平臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)水電阻負(fù)荷試驗(yàn)方法淺析

張純朋

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海上多功能平臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)水電阻負(fù)荷試驗(yàn)方法淺析

張純朋

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司, 天津 300452）

本文主要論述了海上多功能平臺(tái)靠泊期間，柴油發(fā)電機(jī)組大修后所做的一次水電阻負(fù)荷試驗(yàn)的試驗(yàn)方法及相關(guān)注意事項(xiàng)。

海上 多功能平臺(tái) 柴油發(fā)電機(jī)組 水電阻 試驗(yàn)

0 引言

海上石油生產(chǎn)因其巨大的風(fēng)險(xiǎn)性和特殊性給海上生產(chǎn)的設(shè)備提出了較高的要求，可靠的設(shè)備保障了海上石油生產(chǎn)的順利、安全進(jìn)行。相對(duì)于海上固定的生產(chǎn)平臺(tái)，海上多功能移動(dòng)平臺(tái)則可以為海上生產(chǎn)、施工提供工程支持、海上吊裝、電力外輸以及生活支持等“后勤”服務(wù)，而平臺(tái)電站則相當(dāng)于海上多功能移動(dòng)平臺(tái)的“心臟”，是一切動(dòng)力的來(lái)源。發(fā)電機(jī)組始終保持良好的運(yùn)行狀態(tài)是海上平臺(tái)生產(chǎn)、安全的重要保證。加強(qiáng)設(shè)備預(yù)防性維修和狀態(tài)監(jiān)測(cè)是保障設(shè)備正常運(yùn)行的主要手段，而水電阻負(fù)荷試驗(yàn)則是為了檢驗(yàn)設(shè)備性能，測(cè)試其是否具備標(biāo)稱能力的主要方法，因此對(duì)于海上多功能平臺(tái)的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 水電阻負(fù)荷試驗(yàn)的原理

水電阻試驗(yàn)是為了測(cè)試原動(dòng)機(jī)的負(fù)荷能力，在多種工況下的各項(xiàng)參數(shù)表現(xiàn)，從而分析原動(dòng)機(jī)的性能狀態(tài)，此試驗(yàn)一般在原動(dòng)機(jī)大修后進(jìn)行。

水電阻負(fù)荷試驗(yàn)利用水導(dǎo)電性不好的特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入水槽刀閘組合體的深度，進(jìn)而調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的終端負(fù)載。通過(guò)監(jiān)視測(cè)量設(shè)備記錄、分析原動(dòng)機(jī)參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到分析其性能的目的。

2 水電阻負(fù)荷試驗(yàn)前的主要工作

水電阻負(fù)荷試驗(yàn)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作，需要多部門(mén)共同協(xié)作，因此試驗(yàn)前和試驗(yàn)過(guò)程中需要參加試驗(yàn)的人員密切配合，聽(tīng)從指揮方能完成。

2.1水電阻試驗(yàn)設(shè)備檢查

水電阻負(fù)荷試驗(yàn)前，首先應(yīng)協(xié)調(diào)相關(guān)資源，包括人力、物力。根據(jù)試驗(yàn)的進(jìn)程做好人員分工，涉及到的各專(zhuān)業(yè)應(yīng)設(shè)置聯(lián)絡(luò)人，統(tǒng)一向試驗(yàn)總指揮報(bào)告。水電阻設(shè)備及配套設(shè)施應(yīng)進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備，柴油發(fā)電機(jī)組處于良好待用狀態(tài)。技術(shù)人員應(yīng)對(duì)水電阻試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行檢查，并記錄檢查數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)前還應(yīng)召開(kāi)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)分析會(huì)，由試驗(yàn)總指揮向參與試驗(yàn)的各方交代試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的措施。同時(shí)各方應(yīng)就試驗(yàn)的步驟、人員分工等相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行討論，確認(rèn)每個(gè)人的職責(zé)和分工，使整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程有條不紊，順利進(jìn)行。

2.2水電阻試驗(yàn)設(shè)備安裝后檢查

水電阻設(shè)備由專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行安裝，水電阻安裝人員須對(duì)水電阻進(jìn)行檢查，確保水電阻狀態(tài)良好，功能可用。

電纜應(yīng)從水電阻設(shè)備到主配電盤(pán)之間進(jìn)行鋪設(shè)，避免與尖銳物和潮濕地面相接觸。電纜鋪設(shè)連接完畢，應(yīng)對(duì)電纜外觀及絕緣進(jìn)行檢查，并記錄絕緣數(shù)據(jù)。

2.3柴油機(jī)啟動(dòng)前檢查

按照“柴油機(jī)啟動(dòng)前檢查表”對(duì)柴油機(jī)啟車(chē)前檢查和發(fā)電機(jī)組的絕緣檢查，測(cè)量后要求準(zhǔn)確填寫(xiě)各測(cè)量值及檢查結(jié)果。

2.4柴油機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)警功能試驗(yàn)

一般的大型柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)有潤(rùn)滑油低壓、冷卻水低壓、冷卻水高溫及超速等安全報(bào)警裝置。試驗(yàn)前應(yīng)檢驗(yàn)低壓、高溫、超速等安全報(bào)警裝置的報(bào)警功能。當(dāng)上述安全報(bào)警裝置實(shí)測(cè)值達(dá)到設(shè)定的停機(jī)閾值時(shí)，柴油機(jī)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警直至自動(dòng)停機(jī)。

2.5運(yùn)轉(zhuǎn)檢查

當(dāng)機(jī)組經(jīng)過(guò)外觀檢查、絕緣檢查及報(bào)警實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)為機(jī)組狀態(tài)正常時(shí)，可按柴油機(jī)使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定程序啟動(dòng)柴油機(jī)，經(jīng)低怠速適當(dāng)暖機(jī)后提升轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速，觀察柴油機(jī)有無(wú)異常聲響，熱工參數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)，有無(wú)漏水、漏油，初步觀察一下電壓可調(diào)范圍。

如以上試驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)均在正常范圍內(nèi)，即可進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)。

3 水電阻負(fù)荷試驗(yàn)

帶載試驗(yàn)時(shí)，須檢驗(yàn)負(fù)荷狀態(tài)下柴油機(jī)的各缸熱工參數(shù)（渦輪后排氣溫度）和各油、水系統(tǒng)壓力及溫度是否在規(guī)定范圍內(nèi)，并記錄發(fā)電機(jī)在試驗(yàn)中穩(wěn)態(tài)調(diào)整率，注意柴油機(jī)在帶載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)異常發(fā)熱。

1）分工況試驗(yàn)：

柴油機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)后，將發(fā)電機(jī)功率因數(shù)調(diào)整在0.8，試驗(yàn)各種工況下柴油機(jī)組的參數(shù)變化。由低負(fù)荷逐步增加負(fù)荷（負(fù)荷由0-25%-50%-75%-100%，每個(gè)工況運(yùn)轉(zhuǎn)15-30分鐘）。機(jī)組空載運(yùn)轉(zhuǎn)5min，在25%、50%額定負(fù)載分別運(yùn)轉(zhuǎn)15min，在75%額定負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘后，將負(fù)載加到額定功率，轉(zhuǎn)速調(diào)到額定值連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，每15分鐘記錄一次機(jī)組各運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)：燃油壓力、高溫冷卻水溫度、機(jī)組潤(rùn)滑油溫度、排氣歧管溫度、發(fā)電機(jī)輸出電功率、發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、頻率和機(jī)組功率因數(shù)。在各負(fù)荷狀態(tài)時(shí)測(cè)量發(fā)電機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)，按要求記錄所有儀表上的示值。試驗(yàn)過(guò)程中，安排專(zhuān)人時(shí)刻監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否平穩(wěn)，有無(wú)異常響聲。試驗(yàn)時(shí)，各參數(shù)一般都采用設(shè)備上的儀表進(jìn)行測(cè)量，溫度測(cè)量可使用工業(yè)級(jí)高精度紅外測(cè)溫儀。

2）過(guò)載試驗(yàn)

在機(jī)組負(fù)載試驗(yàn)后，隨即進(jìn)行110%額定負(fù)載過(guò)載試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間為30分鐘,以考核機(jī)組的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)能力。

3）瞬態(tài)調(diào)速率和穩(wěn)定時(shí)間測(cè)定

柴油機(jī)調(diào)速靈敏度試驗(yàn)應(yīng)在發(fā)電機(jī)組全負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)束后隨之進(jìn)行，試驗(yàn)前應(yīng)預(yù)先調(diào)整好發(fā)電機(jī)組的分階段負(fù)載，以便按階段加負(fù)載時(shí)使用。

柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷突然變化時(shí)，柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速將隨之而發(fā)生變動(dòng)，此事調(diào)速器應(yīng)能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將轉(zhuǎn)速控制在規(guī)定范圍內(nèi)，并能穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)速器靈敏度實(shí)驗(yàn)的步驟：機(jī)組在額定有功負(fù)載工況下（即100%負(fù)荷時(shí)）運(yùn)轉(zhuǎn)5～10 min，突卸全部負(fù)載，然后突加50%額定負(fù)載，穩(wěn)定后再加上余下的50%額定負(fù)載，記錄轉(zhuǎn)速變化和穩(wěn)定時(shí)間。瞬時(shí)調(diào)速率不超過(guò)±10%，穩(wěn)態(tài)調(diào)速率不大于5%，穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)不大于5s（即從轉(zhuǎn)速發(fā)生波動(dòng)開(kāi)始到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定波動(dòng)率為±1%的時(shí)間）為合格。

①瞬時(shí)調(diào)速率：也叫動(dòng)態(tài)調(diào)速率，系指突加（或突卸）全負(fù)荷時(shí)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的最大變動(dòng)范圍與額定轉(zhuǎn)速比值的百分?jǐn)?shù)，用1表示。

計(jì)算方法：

突加負(fù)荷瞬時(shí)調(diào)速率：

1=(0-1)÷e×100%

突卸負(fù)荷瞬時(shí)調(diào)速率：

1=(3-1)÷e×100%

式中：-0--柴油機(jī)空負(fù)荷時(shí)的平均轉(zhuǎn)速；

1--柴油機(jī)突加負(fù)荷后的平均轉(zhuǎn)速；

2--柴油機(jī)突加負(fù)荷時(shí)的最小瞬時(shí)轉(zhuǎn)速；

3--柴油機(jī)突卸負(fù)荷時(shí)的最大瞬時(shí)轉(zhuǎn)速；

e--柴油機(jī)銘牌上標(biāo)定的額定轉(zhuǎn)速。

②穩(wěn)態(tài)調(diào)速率：也叫靜態(tài)調(diào)速率，系指當(dāng)外部負(fù)荷改變后，由于機(jī)械調(diào)速器不能使柴油機(jī)恢復(fù)原來(lái)的轉(zhuǎn)速，所以再調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定之后，還存在著轉(zhuǎn)速差。柴油機(jī)從空車(chē)到全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速差與額定轉(zhuǎn)速比值的百分?jǐn)?shù)成為穩(wěn)定調(diào)速率，用2表示。

計(jì)算方法：

2=(0-1)÷e×100%

式中：0--柴油機(jī)空負(fù)荷時(shí)的平均轉(zhuǎn)速；

1--柴油機(jī)突加負(fù)荷后的平均轉(zhuǎn)速；

e--柴油機(jī)銘牌上標(biāo)定的額定轉(zhuǎn)速。

水電阻試驗(yàn)完畢后，應(yīng)盡快拆除水電阻連接電纜，并回收水電阻設(shè)備，拆除電纜前應(yīng)對(duì)電纜進(jìn)行充分放電，確保放電后方可進(jìn)行拆除回收。

4 總結(jié)

目前我國(guó)海上多功能平臺(tái)發(fā)電機(jī)組仍以柴油發(fā)電機(jī)組為主，因此水電阻負(fù)荷試驗(yàn)是比較常用的試驗(yàn)主機(jī)性能的方法，應(yīng)于主機(jī)大修后就進(jìn)行。通過(guò)試驗(yàn)，可以了解主機(jī)性能狀態(tài)，為今后的作業(yè)提供依據(jù)，為海上多功能平臺(tái)安全、平穩(wěn)運(yùn)行提供動(dòng)力保障。

[1] 趙龍慶, 黃英, 伍錦. 發(fā)動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)組水電阻吸能裝置電阻計(jì)算研究. 兵工學(xué)報(bào)，2005, 26,(6): 721-724.

[2] 路永坤. 大型移動(dòng)式發(fā)電機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)站監(jiān)控系統(tǒng)的研制. 大連:大連海事大學(xué), 2002.

Analysis of Test Method of Water-Resistance Load for Diesel Generator on Multi-purpose Offshore Platform

Zhang Chunpeng

( CNOOC Enertech-Drilling&Production Co. , Tianjin 300452, China )

This paper introduces a method of water-resistance test of diesel generator on movable offshore platform after it is overhauled during the berthing , and presents the relative points for attention.

offshore; multi-purpose offshore platform ; diesel generator; water-resistance; test

TM311

A

1003-4862（2016）03-0006-02

2015-11-18

張純朋(1979-), 男，工程師。研究方向：油田電儀設(shè)備應(yīng)用及維修。