柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)故障問題分析及處理措施

吳雄風(fēng)

合肥康爾信電力系統(tǒng)有限公司，中國·安徽 合肥 230000

1 引言

在柴油發(fā)電機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)中，電機(jī)組的環(huán)境溫度，與系統(tǒng)啟動性能有密切的關(guān)系。特別是核電機(jī)組的要求較高，要求電機(jī)組在任何狀態(tài)下，都可正常啟動，在短時(shí)間范圍內(nèi)使電機(jī)組加載到全負(fù)荷。通常情況下，柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)油、冷卻水溫度等，都有明確的規(guī)定，為使柴油發(fā)電機(jī)能夠始終處于備用狀態(tài)，設(shè)置預(yù)熱裝置配套設(shè)備，確保柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)在自動加溫方面的要求，保持恒溫狀態(tài)。依據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件的要求，機(jī)組啟動前的冷卻水和潤滑油溫度，分別要超過55℃和40℃。而在實(shí)驗(yàn)期間，并未能夠有效滿足設(shè)計(jì)要求。從此種角度來看，本次研究有現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

2 柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)的預(yù)熱工藝

論文在研究中，以合肥康爾信電力系統(tǒng)有限公司的電力系統(tǒng)為例，對其系統(tǒng)預(yù)熱裝置進(jìn)行分析。在預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備中，設(shè)備組成有多種，具體表現(xiàn)為：其一，高溫水預(yù)熱泵；其二，換熱器；其三，滑油預(yù)熱泵；其四，控制柜；其五，電加熱器；其六，冷卻水管路；其七，滑油管道。在柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱期間，高溫水需要經(jīng)過高溫水電加熱器加熱的方式，以換熱器作為中介，增加熱潤滑油，在機(jī)組中統(tǒng)一加入高溫水、潤滑油，對機(jī)組起到預(yù)熱的作用，使機(jī)組始終處于預(yù)熱的狀態(tài)中。在使用電加熱器時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)設(shè)定功率，將功率設(shè)定為24kW，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)要求，對電機(jī)熱器的加熱控制進(jìn)行選擇，以自動運(yùn)行模式為主。在水溫不超過55℃的情況下，加熱器將會自動啟動工作[1]。若水溫加熱至65℃時(shí)，就要停止加熱行為，使水溫始終恒定超過55℃。

3 柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)故障及處理措施

3.1 柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)故障

柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)中，可能會在內(nèi)部因素和外部因素等多種因素影響下，產(chǎn)生系統(tǒng)故障問題，影響發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)的有序運(yùn)行。具體來說，柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)過程中，可能會出現(xiàn)的故障問題是熔斷器及其上端燒毀，對系統(tǒng)高溫水和潤滑油的溫度巡檢記錄進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)冷卻水的溫度始終保持恒定，恒定溫度最低為40℃，溫度最高為44℃，此溫度并不能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場預(yù)熱期間，兩臺機(jī)組同時(shí)出現(xiàn)燒糊現(xiàn)象，導(dǎo)線與斷路器連接位置有燒熔、斷路器熔斷現(xiàn)象。機(jī)組1的導(dǎo)線與斷路器有燒糊現(xiàn)象，熔斷器燒斷。

在額定值下，電加熱器正常運(yùn)行過程中，每相繞組電力局，至少是電加熱器額定電流的一倍[2]。在A相斷開時(shí)，A相與C相繞組串聯(lián)之后，方可與B相繞組并聯(lián)，于B相和C相電源中運(yùn)行。若額定負(fù)載不發(fā)生變化，B相繞組的相電流最大，是正常運(yùn)行時(shí)的兩倍。選擇科學(xué)的熔斷器座，在對熔斷器座進(jìn)行選擇時(shí)，以RT28-36為主，熔斷器芯額定電流，設(shè)為50A，電加熱器額定的功率，設(shè)為24kW，運(yùn)行時(shí)會測出運(yùn)行電流，為32A左右。缺項(xiàng)時(shí)，運(yùn)行B相電流，約61A，與熔斷器設(shè)定電流相比更高。為此，通過分析能夠明確，電加熱器缺項(xiàng)運(yùn)行可能是熔斷器燒毀的主要原因。現(xiàn)場更換出現(xiàn)斷路器、熔斷器和導(dǎo)線后，重新投入電加熱器使用。在巡檢期間，發(fā)現(xiàn)斷路器與導(dǎo)線的溫度有一場，平均溫度達(dá)到52℃，熔斷器、導(dǎo)線的接口部位溫度，最高時(shí)達(dá)到90℃左右。深入分析發(fā)現(xiàn)，斷路器連接處燒糊，主要是導(dǎo)線溫度過高。導(dǎo)線與斷路器連接處，在高溫熔化的影響下，導(dǎo)致導(dǎo)線、斷路器斷開，只是電加熱器缺項(xiàng)運(yùn)行。不過，在將斷路器、熔斷器和導(dǎo)線更換后，現(xiàn)場溫度過高現(xiàn)象并未得到有效解決[3]。長期運(yùn)行后，熔斷器、斷路器的平均溫度，最低溫度為55℃，最高溫度為60℃。從柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)控制柜原理分析，能夠明確的是電加熱器工作方式，以間斷工作為主，加熱高溫冷卻水，將水溫增加至65℃，電加熱器將會停止工作。調(diào)查高溫冷卻水的溫度，若水溫不超過55℃，將自動啟動加熱，以現(xiàn)場巡視的方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫冷卻水溫度保持恒定狀態(tài)，溫度最低為40℃，溫度最高 為45℃。

此后，預(yù)熱溫度始終沒有能夠達(dá)到最低的設(shè)定溫度。從整個(gè)加熱回路來看，預(yù)熱系統(tǒng)中的高溫水電加熱器，在該系統(tǒng)中屬于唯一熱源，其功率是24kW，柴油發(fā)電機(jī)組和高溫膨脹水箱，可作為系統(tǒng)中的主要兩個(gè)熱用戶，通過測量的方式，以溫差方式計(jì)算熱好。機(jī)組的熱耗中，高溫水、潤滑油預(yù)熱的泵流量均是5m3/h，對高溫冷卻水和潤滑油的進(jìn)出機(jī)組溫差進(jìn)行測量，測量間隔為4h。

3.2 柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)故障處理

針對柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)中存在的故障問題，可提出如下兩種方案：方案一，更換大功率電加熱器。通過對電加熱器的更換，使電加熱器能夠在一定程度上滿足設(shè)計(jì)運(yùn)行模式。方案二，加強(qiáng)與應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)廠家的溝通。通過溝通，提高資源共享性，及時(shí)了解應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組針對潤滑油溫度的啟動要求。通常情況下，潤滑油的溫度要超過40℃，若潤滑油的溫度滿足要去，可適當(dāng)降低冷卻水溫度。在此基礎(chǔ)上，改變預(yù)熱系統(tǒng)配電原理，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)線溫升問題的解決。與柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，電加熱器的布置，與應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的位置不同，電加熱器的體積偏大，拆卸、更換的難度較大，因而并不考慮對電加熱器更換。通過分析損壞斷路器紅外溫感的分析，可明確導(dǎo)線、熔斷器連接位置，是溫度最高的位置。溫度由線、熔斷器連接處傳值。在電路中，熔斷器能夠起到過流保護(hù)的作用，可更換熔斷器的型號，選擇型號為IC65N-C50的斷路器。更換后，損壞斷路器紅外溫感有所降低。更換熔斷器后，機(jī)組預(yù)熱期間的電加熱器將會持續(xù)運(yùn)行。在柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中，以巡檢的方式及時(shí)了解斷路器、導(dǎo)線連接位置的溫度。測得的斷路器和導(dǎo)線電路溫度，最低為20℃，最高為25℃，該溫度處于正常溫度范圍。以此，柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱問題的故障問題及處理，得到驗(yàn)證。

4 結(jié)語

現(xiàn)代社會發(fā)展進(jìn)程中，柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)普遍存在故障問題。而出現(xiàn)的多種故障問題，會在一定程度上影響電力系統(tǒng)的有序運(yùn)行。通過本次研究的分析，能夠從比較全面的角度上掌握柴油發(fā)電機(jī)組的加熱原理、冷卻水預(yù)熱工藝。預(yù)熱過程電加熱器的持續(xù)不間斷運(yùn)行，能夠使熔斷器、斷路器的導(dǎo)線溫度持續(xù)升高，而導(dǎo)線與熔斷器、斷路器連接處溫度的一場升高，會致使導(dǎo)線與斷路器連接位置燒熔，損壞熔斷器。更換熔斷器后，對柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱并巡檢，巡檢的結(jié)果可滿足預(yù)熱要求，實(shí)現(xiàn)了對柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)熱系統(tǒng)故障問題的有效處理。