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      柴油發(fā)電機組控制器在老舊船舶上的應用

      2019-11-05 17:13:18王德豐曾林林
      珠江水運 2019年18期
      關鍵詞:油溫水溫控制器

      王德豐 曾林林

      摘 要:文章分析了老舊船舶柴油發(fā)電機組在大負荷下存在油溫、水溫、轉速高等問題,以及所存問題帶來的危害性,通過引進柴油發(fā)電機組控制器,對柴油機油溫、水溫、轉速進行監(jiān)控,在油溫、水溫、轉速突變的情況下,自動切斷柴油機油門,對柴油發(fā)電機實行保護。

      關鍵詞:柴油發(fā)電機組 控制器 油溫 水溫 轉速過高

      1.引言

      如何讓柴油機安全可靠的運轉,動力輸出持續(xù)均衡應用于生產中,需要管理人員對柴油機運行規(guī)律科學合理的掌控, 對柴油機運行參數的有效控制,尤其是關鍵性運行參數轉速、水溫、油溫的控制。

      2.轉速、油溫、水溫過高的危害

      (1)柴油機轉速過高。柴油機轉速過高俗稱柴油機“飛車”,當發(fā)生“飛車”后,隨著柴油機轉速的增高,氣缸內溫度不斷升高,活塞的膨脹量增加,活塞連桿組各零件運動加劇,負荷增大,超過其強度極限后,發(fā)生打壞缸體、連桿折斷、曲軸斷裂等嚴重事故?!帮w車”不僅造成柴油機零部件損壞,而且可能由于發(fā)電頻率的飛增,對電網上機電設備造成嚴重的損害,更可能危及管理人員的人身安全,所以柴油發(fā)電機組一般嚴禁“飛車”。

      (2)油溫、水溫過高的危害。油、水,作為柴油機的冷卻介質,有些柴油機只有滑油冷卻機器,有些柴油機通過水冷卻滑油,滑油冷卻機器的方式進行冷卻。正常工作時,冷卻水的溫度一般應保持在75~90℃,機油溫度一般控制在45~65℃。如果冷卻介質的溫度過高,就會使冷卻系統(tǒng)的功能降低或喪失。柴油機在工作時,氣缸內氣體溫度高達1800~2000℃,而燃燒產生的熱能中只有30%~40%轉變?yōu)闄C械能,約有20%~25%被冷卻系統(tǒng)帶走。冷卻介質溫度過高對柴油機的影響:①加速零件磨損。②零件配合間隙被破壞,強度下降。③充氣量減少,功率降低。

      3.??诤綐颂幋安裼桶l(fā)電機組現狀

      目前,??诤綐颂幒Q?750船、海巡17057船、海巡17056船3艘作業(yè)船舶,老舊柴油發(fā)電機組共7臺,如下:

      迄今,海巡17057船2004年6月建造,船齡11年,海巡17056船1999年1月,船齡16年, 海巡1750船11月建造,船齡18年。各船舶柴油發(fā)電機組設備老化嚴重,單臺發(fā)電機組最大輸出功率遠低于額定功率,故障期處于浴盆曲線的耗損期,配件失效率隨時間的的延長而急速增加,設備維護保養(yǎng)間隔時間大大縮短。具體情況如下:

      (1)無保護裝置,警報系統(tǒng)簡陋。按照船舶規(guī)定:凡標定功率大于220kW的船用主機和船用柴油發(fā)電機組應裝設超速保護裝置,以防止船舶主機轉速超過120%標定轉速和柴油發(fā)電機組轉速超過115%標定轉速。我處最大的中標船海巡1750船的柴油發(fā)電機組的單臺功率為90kW,按此規(guī)定,無需安裝自動保護裝置;另我處柴油發(fā)電機組船舶自動化程度較低,警報設施簡陋,對運行參數的監(jiān)控,僅僅只有油溫、水溫、轉速,其他運行參數無法通過傳感器獲得,且報警設施僅僅傳送到集控室這一級,無整船警報系統(tǒng),人員一旦離開機艙,就無法聽到警報聲。

      (2)海水泵皮帶易斷,張緊輪易松。柴油發(fā)電機組通過凸輪軸帶動皮帶驅動海水泵轉動供給海水,皮帶通過張緊輪讓海水泵轉輪與柴油發(fā)電機凸輪軸緊密配合,發(fā)電機運行時,皮帶因高速旋轉摩擦,經常斷帶,張緊輪松動打滑等現象,導致海水泵供水量不足,冷卻系統(tǒng)熱量傳遞平衡破壞,淡水、滑油無法得到冷卻,機器軸瓦、缸套無法得到冷卻而燒壞原動機。

      (3)突變大負荷,易引起轉速、油溫、水溫升高。我處柴油發(fā)電機組設備老化比較嚴重,單臺功率輸出低于標定功率。以海巡1750船為例,單臺發(fā)電機功率為90kW。一般情況下,負荷超過90kW*85%,發(fā)電機組才需要并電運行,現機器設備老化嚴重,一般超過50kW,就需增機并電運行。吊標作業(yè)、靠離碼頭情況,一般兩臺發(fā)電機并電運行。高負荷運行對發(fā)電柴油機的影響是巨大的,聲音沉重,轉速,排溫,油溫,水溫急劇升高,機器磨損加劇。而當大負荷突增/突減時,老化的機械調速器將出現明顯的滯后現象,即大負荷來臨,轉速增高,突然大負荷卸除,轉速更高,甚至飛車。

      4.柴油發(fā)電機組控制器的介紹

      ??诤綐颂庒槍ι鲜霾裼桶l(fā)電機組設備老化嚴重,無保護裝置的,發(fā)電機設備全憑人力值守,負荷突變,來不及關油門停機保護機器這種現象,深感油溫高、水溫高、轉數高帶來危害的嚴重性,綜合分析了各運行參數在大負荷時的變化情況,認識到抓住關鍵性運行參數的重要性,即柴油發(fā)電機的水溫、油溫、轉速運行參數,將關鍵性運行參數實施適時的監(jiān)控,就能達到停機保全,杜絕重大機械事故的發(fā)生。對此,海口航標處引進了陸地上柴油發(fā)電機組常用的控制器河南眾智電子科技有限公司開發(fā)的HGM6100U 系列發(fā)電機組控制器,它把水溫、油溫、轉速等被測量,通過模數轉換,傳輸給CPU控制器,CPU控制器對監(jiān)控量分析,當發(fā)現油溫、水溫、轉速超過預設值時,通過執(zhí)行機構關閉油門。

      HGM6100U 系列發(fā)電機組控制器是集成了數字化、智能化、網絡化技術,用于單臺發(fā)電機組自動化及監(jiān)控系統(tǒng),實現發(fā)電機組的自動開機/停機、數據測量、報警保護及“三遙”功能。控制器所有參數可從控制器前面板液晶(LCD)調整,或使用PC 機通過編程接口調整,也可使用 PC 機通過 RS485接口調整及監(jiān)測,操作簡單,運行可靠。其原理圖如下:

      HGM6100U 系列發(fā)電機組控制器具有的功能:①控制保護功能:實現柴油發(fā)電機組自動開機/停機、合分閘(ATS 切換) 及完善的故障;②參數設置功能:允許用戶對其參數進行更改設定,同時記憶在內部 FLASH 存儲器內,在系統(tǒng)掉電時不會丟失,控制器所有參數可從控制器前面板調整,或使用 PC 機通過編程接口調整(使用SG72 適配器),也可使用 PC 機通過RS485 接口調整;③多種溫度、壓力、轉速傳感器等并可自定義參數;④所有參數均采用數字化調整,摒棄了常規(guī)電位器的模擬調整方法,提高了整機的可靠性和穩(wěn)定性。

      HGM6100U 系列發(fā)電機組控制器具有保護功能的警報分兩個層次,警告,停機警告。警告為柴油機運行轉數、水溫、油溫超過設定值,但是沒有達到危險值,發(fā)出的警報聲。停機警告為參數的運行值以及達到危險值,控制器自動發(fā)出停機指令,并發(fā)出警報聲。

      5.發(fā)電機組控制器保護裝置在中小老舊船舶上安裝的意義

      (1)減少了人員值守,解放了勞動力。發(fā)電機組控制器安裝之前,航行期間,每班至少兩人值守機艙,其中1人需要在機艙中來回巡查發(fā)電機油溫,水,查看皮帶磨損、松動情況、張緊輪情況;吊標作業(yè)時,巡查次數更加頻繁。安裝之后,每班兩人只需在集控室處理日常警報,突發(fā)情況,才需到機艙實地查看,巡查時間、巡查次數大大減少。

      (2)杜絕了發(fā)電機重大機械事故的發(fā)生。安裝了保護裝置,在出現油溫、水溫、轉速超過設定值時,自動切斷油門,杜絕了重大機械事故的發(fā)生。

      6. 結語

      柴油發(fā)電機組運行不正常,一般都是由于設備老化等外部原因引起的運行參數的變化。設備管理人員抓住了運行參數變化,尤其是關鍵性運行參數變化這個源頭,就等于找到了解決問題的鑰匙,就能扭轉局勢,變被動為主動,切底解決運行問題。

      參考文獻:

      [1]《HGM6100U 系列發(fā)電機組控制器 》說明書.

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