某型發(fā)電柴油機控制系統(tǒng)典型故障兩例

李江 傅振宇 趙天翔 王洪發(fā)

摘要：本文對MAN公司6L23/30H型柴油機在使用過程中出現(xiàn)的機械超速停機和機組并網(wǎng)失敗等兩例控制系統(tǒng)典型故障進行介紹，結(jié)合故障現(xiàn)象作出了故障分析和故障處置，并舉一反三，針對性地提出了解決此類故障的排查方法和日常維護保養(yǎng)措施注意事項。

關(guān)鍵詞：柴油機;機械超速;并網(wǎng)失敗;故障處置

某輪采用MAN公司6L23/30H型柴油機作為五臺發(fā)電機組的原動機，韓國現(xiàn)代HFC650884K作為發(fā)電機組。單臺原動機最大持續(xù)功率810千瓦，轉(zhuǎn)速750轉(zhuǎn)/分，發(fā)電機組額定功率為770千瓦，額定電壓400伏，頻率50赫茲，功率因數(shù)0.8。電站模式分為自動、半自動、手動模式，為保障船舶正常航行和工作需要，航行期間保持三臺機在網(wǎng)，所用負荷約1200千瓦，工作期間四臺機組在網(wǎng)，所用負荷約1600千瓦。本文結(jié)合多年工作經(jīng)驗，對該類型設(shè)備兩起典型故障案例進行分析處置，希望能給同行起到借鑒指導作用。

1 故障案例一

1.1 故障現(xiàn)象

某日遠洋航行期間，5#柴油機突然機械超速報警并停機。報警停機后，值班人員第一時間調(diào)出該機速度線圖，發(fā)現(xiàn)該時段5#柴油機運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速也并未超速，然后到現(xiàn)場檢查機械超速裝置也并未動作保護。

1.2 故障分析

柴油機電子超速報警值是850轉(zhuǎn)/分，機械超速報警值是860轉(zhuǎn)/分。柴油機用機械超速裝置來防止如調(diào)速器故障所產(chǎn)生的超速，機械超速裝置安裝在柴油機滑油機帶泵罩蓋端，由滑油泵驅(qū)動。若柴油機超過預(yù)定速度，機械超速中的氣動閥被打開，使壓縮空氣進入Lambda氣缸上部，氣缸活塞下移，轉(zhuǎn)動調(diào)速桿到停機位置。同時，超速裝置上的微動開關(guān)接通，產(chǎn)生超速報警信號，并使調(diào)速器上的停車電磁閥動作。

1.3 故障處置

從故障現(xiàn)象中，我們知道機械超速裝置并未動作，該機并未超速。監(jiān)控臺上出現(xiàn)超速報警信息，說明超速裝置微動開關(guān)接通，致使調(diào)速器停車電磁閥接通，導致機組報警停機。檢修人員對超速裝置進行拆檢，發(fā)現(xiàn)微動開關(guān)接線頭松動并有毛刺，所以故障原因定位為接線頭在機體的振動下相互短接，致使電氣系統(tǒng)發(fā)出報警停車信號，造成5#柴油機停機，處理接頭毛刺并緊固后，再次起機，該機運行正常。

2 故障案例二

2.1 故障現(xiàn)象

某日遠洋航行期間，1#、2#、4#三臺機組在網(wǎng)運行，為保障工作需要，崗位人員起動5#機組并網(wǎng)，解列2#機組，然后再并3#機組，保持1#、3#、4#、5#四臺機組在網(wǎng)運行，當時電站為半自動模式，當崗位人員按下5#機組并列上網(wǎng)后，5#機組無反應(yīng)，康士博報警監(jiān)控系統(tǒng)顯示屏上顯示5#機組信號阻塞，但轉(zhuǎn)為手動模式進行操作，5#機組合閘并網(wǎng)成功，電站模式轉(zhuǎn)為半自動，全電網(wǎng)能自動調(diào)配負荷正常，然后半自動模式下解列5#機組正常。但機旁起機人員發(fā)現(xiàn)5#柴油機起動運行時，該機組滑油預(yù)供油泵自動模式下不停止運行，需手動模式對它進行停止運行操作，同時電站人員發(fā)現(xiàn)該機組在運行狀態(tài)下，電站監(jiān)控臺遙控起停機組面板顯示為5#柴油機無運行指示。

2.2 故障分析

發(fā)電機組并網(wǎng)需要滿足四個條件，分別為待并機組初相位與電網(wǎng)初相位需保持一致，待并機組初相序與電網(wǎng)初相序需保持一致，待并機組電壓需略高于電網(wǎng)電壓，待并機組頻率需略高于電網(wǎng)頻率。當滿足以上四個條件時，則待并網(wǎng)機組的電壓矢量與電網(wǎng)的電壓矢量幾乎完全重合，并且滿足同步運行條件。這種情況下并網(wǎng)，電網(wǎng)受到的沖擊電流最小，此時狀態(tài)為理想的同步狀態(tài)。上述條件稱之為發(fā)電機理想的并網(wǎng)條件。

正常情況下，柴油機起動成功后，滑油預(yù)供油泵應(yīng)自動停止運行。柴油機滑油預(yù)供油泵停止信號是通過安裝在柴油機上的轉(zhuǎn)速傳感器感應(yīng)出與柴油機轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，送入機旁接線箱的轉(zhuǎn)速變換器模塊MAS3221UP1中，如下圖所示，當轉(zhuǎn)速達到711轉(zhuǎn)時，通過傳感器采取的轉(zhuǎn)速信號輸入到轉(zhuǎn)速模塊，給出輸出信號到4K4繼電器線圈得電，觸點動作，滑油預(yù)供油泵自動停止。

發(fā)電柴油機轉(zhuǎn)速信號原理圖

2.3 故障處置

崗位人員首先對并網(wǎng)屏的5#機組合閘按鈕檢查，檢查合閘按鈕是否故障造成無合閘指令輸出，經(jīng)查5#機組合閘按鈕功能正常，排除合閘按鈕故障的可能。然后結(jié)合滑油預(yù)供油泵不停止，電站監(jiān)控臺5#柴油機運行無顯示（指示燈不亮），經(jīng)查圖紙，5#機組的滑油預(yù)供油泵停止信號的接線在本地接線箱，滑油預(yù)供油泵停止信號是由柴油機轉(zhuǎn)速信號發(fā)出，到繼電器4K4，4K4另外兩組觸點分別是柴油機起停信號，經(jīng)崗位人員現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)，5#機組正常運行時，4K4并未得電動作，于是停止該機組運行，檢查4K4繼電器，對其觸點進行復位，再次起機，4K4恢復得電工作正常，滑油預(yù)供油泵正常自動停止，電站監(jiān)控臺顯示5#機組運行顯示正常，再把電站轉(zhuǎn)為半自動模式，并列5#機上網(wǎng)正常，故障予以解決。

3 結(jié)論

通過以上兩例柴油機控制系統(tǒng)典型故障可以看出，雖然船舶電力自動化、智能化系統(tǒng)越來越高，但是一些突發(fā)情況造成的故障也會時有發(fā)生，這就要求我們管理人員需要具備專業(yè)的應(yīng)急處置能力，除了要加深熟悉設(shè)備的操作和故障的排查處理外，設(shè)備管理人員還應(yīng)該具有發(fā)現(xiàn)問題的敏銳性，能及時地排除設(shè)備隱患，確保電力的穩(wěn)定和船舶的安全。