燃氣發(fā)電機常見故障及原因分析

文/徐太貴

燃氣發(fā)電機常見的故障問題及解決措施——中緬油氣管道采用Wilson燃氣發(fā)電機作為沿線站場的供電來源，在燃氣發(fā)電機正常運行過程中，為了保證站場電力的不間斷供應(yīng)，應(yīng)重視對燃氣發(fā)電機的檢查并及時排查燃氣發(fā)電機的故障問題。本文結(jié)合中緬油氣管道沿線站場Wilson燃氣發(fā)電機的實際運營經(jīng)驗，剖析Wilson燃氣發(fā)電機常見的故障問題，并提出一些防范措施。

中緬油氣管道緬甸段沿線站場共有22臺Wilson燃氣發(fā)電機組，其中部分站場地處偏僻的山區(qū)和島上，在這些區(qū)域并無外電的接入，所以Wilson燃氣發(fā)電機承載著站場的唯一電力供應(yīng)。長輸油氣管道對電力系統(tǒng)要求嚴(yán)格，沿線站場均設(shè)置了燃氣發(fā)電機組和UPS電源作為站場的電力供應(yīng)，UPS負責(zé)站場核心關(guān)鍵設(shè)備的不間斷供電需求。中緬油氣管道沿線站場采用的燃氣發(fā)電機組型號主要為Wilson PG345B3型和Wilson PG375B3型等。Wilson燃氣發(fā)電機組由Perkins發(fā)動機，Leroy-Somer發(fā)電機和奇才智能控制系統(tǒng)組成，Wilson廠商負責(zé)成撬。

燃氣發(fā)電機的故障類型及原因分析

冷卻水溫度高

現(xiàn)象：站控值班人員發(fā)現(xiàn)燃氣發(fā)電機水溫偏高，相關(guān)人員隨即赴現(xiàn)場對發(fā)電機組進行檢查，風(fēng)扇等冷卻系統(tǒng)正常，控制面板無報警。半小時之后，上位機出現(xiàn)該燃氣發(fā)電機冷卻水溫度高報警，進而造成停機。

造成此次冷卻水溫度高原因分析：該燃氣發(fā)電機正常運行時冷卻水溫度在89℃左右，當(dāng)負載有較大幅度的提升時，冷卻水溫度隨即上升，超過臨界值導(dǎo)致報警停機。

其他原因分析：（1）冷卻水管路存在結(jié)垢現(xiàn)象，導(dǎo)致冷卻水散熱不佳；（2）冷卻風(fēng)扇電機損壞，導(dǎo)致散熱不佳；（3）節(jié)溫器卡住或者其他原因?qū)е挛创蜷_；（4）冷卻水管路或者接頭處漏水，冷卻水自然損耗液位降低導(dǎo)致冷卻水缺失；（5）冷卻水溫度傳感器故障，導(dǎo)致檢測結(jié)果失準(zhǔn)。

功率轉(zhuǎn)換模塊故障

現(xiàn)象：現(xiàn)場燃氣發(fā)電機奇才控制屏顯示“逆功”故障報警停機。站控上位機發(fā)電機功率曲線在停機瞬間有一處異常跳變現(xiàn)象。

原因分析：相關(guān)人員查看現(xiàn)場接線柜，檢測功率轉(zhuǎn)換模塊，4 ～20 mA輸出存在問題。經(jīng)過分析，可能沖擊電流導(dǎo)致功率轉(zhuǎn)換器故障。

電機控制故障

現(xiàn)象：奇才控制屏顯示“Motor Control Fault”故障報警信息。

原因分析：根據(jù)顯示屏提示的消息，打開燃氣發(fā)電機組電機控制柜，經(jīng)過檢查陸續(xù)排除接線松動及其他部件的損壞情況，針對IMO TDMD-X延時繼電器進行檢測，發(fā)現(xiàn)延時繼電器ATR上電到指定時間后不能正常吸合，確認為延時繼電器故障。更換延時繼電器之后，燃氣發(fā)電機正常運行。

其他原因分析：冷卻風(fēng)扇故障。由于冷卻風(fēng)扇長時間運轉(zhuǎn)，軸承可能變形導(dǎo)致風(fēng)扇不工作，此種情況同樣會引起電機控制故障報警。

啟機失敗

現(xiàn)象：燃氣發(fā)電機在啟動怠速轉(zhuǎn)動一陣子后自動停機。

原因分析：（1）蓄電池電壓不足以帶動燃氣發(fā)電機啟機；（2）燃氣發(fā)電機燃氣管線至燃燒室之間的管路富含燃氣，空氣不足，不足以點火燃燒；（3）點火系統(tǒng)故障，如點火線圈故障，火花塞受潮，火花塞端部孔隙堵塞；（4）啟動馬達故障；（5）氣源壓力不足；（6）熱備系統(tǒng)未投用，導(dǎo)致燃氣發(fā)電機本體溫度過低；（7）陰潮環(huán)境，應(yīng)注意燃氣發(fā)電機的定期熱機。

爆震

現(xiàn)象：現(xiàn)場控制屏出現(xiàn)“Knocking”故障報警信息。

原因分析：（1）氣缸燃燒室內(nèi)積碳過多，容易在積碳表面形成高溫著火點；（2）點火提前角過于提前，導(dǎo)致點火引燃混合燃氣的時間早于活塞到達上止點的時間，從而在活塞壓縮沖程中壓力急劇升高導(dǎo)致爆燃的發(fā)生。同時，爆燃產(chǎn)生的壓力作用于活塞，影響活塞的沖程，導(dǎo)致爆震現(xiàn)象；（3）冷卻水溫度過高導(dǎo)致發(fā)動機機體溫度高，散熱不良，產(chǎn)生高溫而發(fā)生爆震；（4）空燃比不正確等其他情況。

機組不能正常帶載

現(xiàn)象：機組在切機加載過程中不能同步并機，無法帶載運行。

原因分析：（1）燃氣發(fā)電機輸出空氣開關(guān)是否閉合狀態(tài)；（2）發(fā)電機出口斷路器系統(tǒng)GCB復(fù)位按鈕是否彈出，如果彈出，直接按壓，然后再進行同步并機加載。

低油壓報警

現(xiàn)象：站控上位機系統(tǒng)出現(xiàn)燃氣發(fā)電機低油壓報警，參照Wilson PG345B3型燃氣發(fā)電機正常運行時油壓基本處于4.5 MPa左右。

原因分析：（1）機油管路滲漏導(dǎo)致機油壓力降低；（2）機油泵密封損壞或者機械損壞，導(dǎo)致機油泄漏；（3）機油壓力探頭損壞，數(shù)據(jù)傳導(dǎo)出錯。機油壓力探頭安裝在燃氣發(fā)電機機油濾芯附近，在震動環(huán)境下易損壞，可以考慮將機油壓力探頭移出本體，架設(shè)在一個相對震動不大的地方，以延長探頭的使用壽命，減少故障發(fā)生。

防范措施

加強日常巡檢

每日定點巡檢，重點檢查機組的各項參數(shù)，上位機系統(tǒng)可設(shè)置報警值。重點檢查燃氣發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、頻率、出口電壓、功率、機油壓力、冷卻水溫度以及蓄電池電壓等參數(shù)?，F(xiàn)場查看燃氣發(fā)電機冷卻風(fēng)扇的運轉(zhuǎn)情況，冷卻水管路和機油管路的滲漏情況，同時查看機油液位和冷卻水液位?，F(xiàn)場辨聽燃氣發(fā)電機運行時有無異常聲響。手持測溫槍對冷卻風(fēng)扇電機殼和氣缸進行溫度檢測。

維護保養(yǎng)

參考Wilson廠商提供的燃氣發(fā)電機維保手冊，結(jié)合現(xiàn)場實際運營經(jīng)驗，制定并嚴(yán)格執(zhí)行合規(guī)的維保規(guī)程。維保級別一般有首保，500 h維保，1 000 h維保，2 000 h維保，4 000 h維保，8 000 h維保以及中修和大修維保。不同的維保級別對應(yīng)不同的項目檢查和部件更換。維保要做到全面，重點檢查氣門間隙，氣門凸出量調(diào)整，曲軸箱呼吸器清潔，火花塞檢查，正時傳感器清潔，延時繼電器和其他電氣元件的檢查，水路和油路的檢查等。同時，控制系統(tǒng)接線松緊度以及各傳感器探頭的檢查校準(zhǔn)。

意外事件記錄分析

生產(chǎn)運營過程中難免會遇到燃氣發(fā)電機意外停機現(xiàn)象，對故障問題的精準(zhǔn)判斷直接關(guān)系到生產(chǎn)經(jīng)營活動的恢復(fù)快慢。在燃氣發(fā)電機組運行過程中，注重常見故障和其他故障的分類總結(jié)、歸類，制定一套事件應(yīng)急處置卡，針對不同的故障類型編制不同的操作要求及部件更換。經(jīng)過長期的意外停機事件積累，對于燃氣發(fā)電機的故障處理能力會有明顯的提升。

加強人員培訓(xùn)考核

加強站場相關(guān)人員對燃氣發(fā)電機的掌握，逐步提高意外停機事件的應(yīng)急響應(yīng)機制和處理能力。通過崗位練兵和培訓(xùn)考核，保證專業(yè)人員對燃氣發(fā)電機的熟悉掌握。同時，可以定期舉辦人員交流，分享彼此燃氣發(fā)電機運維經(jīng)驗。

其他設(shè)備管理提升方面

針對站場燃氣發(fā)電機的實際情況，鼓勵相關(guān)人員提升設(shè)備管理能力。由于Wilson燃氣發(fā)電機的監(jiān)測系統(tǒng)并不完善，可以增設(shè)各種傳感器探頭完善相關(guān)的監(jiān)測功能，比如缸溫缸壓，廢氣溫度及燃燒點火時間等。同時，可以開發(fā)專用軟件用于監(jiān)測燃氣發(fā)電機其他參數(shù)，比如維保參數(shù)，部件使用壽命參數(shù)等，可以合理有效地加強設(shè)備的管理水平，降低故障的發(fā)生。

結(jié)束語

綜上所述，導(dǎo)致Wilson燃氣發(fā)電機運行故障有多種原因，為了減少故障問題的發(fā)生，需要加強相關(guān)人員的培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行巡檢要求和維護保養(yǎng)規(guī)程。同時，善于總結(jié)各類故障問題，加強故障診斷能力，保障燃氣發(fā)電機的安全平穩(wěn)運行。