关于某船发电机的故障分析与处理

柴油发电机组以其较高的可靠性、经济性、可维性在船舶上已得到广泛应用。近年来，因在安静性、操纵性等方面的独特优点，舰船采用电力推进系统也已成为发展趋势。本文主要阐述了某船柴油发电机作为供电设备在修理过程中遇见的问题以及处理和解决的方法。本文针对某船2#发电机在排除负荷试验手尾（过载预警故障）过程中发生的故障进行分析，经拆检，故障导致了2#发电机的活塞、活塞气环、连杆螺栓、进排气挺杆、排气阀、气阀导管、排气门座等零部件损伤。下面分别从现场勘察、原因分析、处理方法等几个方面进行了详细说明。一、现场描述及拆检情况1、系泊试验出现的问题2019年10月某日，某船发电机单机负荷报验顺利完成，但由于报验过程中，发现2#发电机及4#发电机90％负荷时配电板没有预报警，于是施工部门在发电机负荷报验完后按项目组安排继续使用专用设备测试发电机过流预报警。在测试过程中发现不能对过流保护模块进行模拟测试，于是启动发电机加负荷进行测试。轮机钳工负责柴油机运转过程监控，电器调试人员负责发电机负荷的加载和卸载工作。在做完2号发电机过流报警测试后，施工人员开始降负荷，直至负荷为0，主开关分闸。然后转机旁控制箱并通知轮机可以停机。在机旁控制过程中，操作人员把转速从1000转调到最低转速（600转左右），等待发电机空车运转了5分钟左右，把机旁控制箱上的开关扭到停车位置上，当发电机转速降到100-200转之间时，机旁控制箱的电源指示灯突然不亮了，而且听到了柴油机加速的声音，看到飞轮转速很快。操作人员意识到柴油机出现故障，马上按下机旁控制箱的紧急停机按钮，但并无反应，同时在集控室发现配电板上电压表和频率表都达到了最大值。集控室先后按下配电板应急停车按钮，未停车；设备操作人员跑到机旁拉手动紧急停车操作杆，但是拉不动；再次按机旁紧急停车按钮无动作。施工人员迅速一起操作拉动机械紧急停车拉杆后防爆装置动作停机。停机后进行手动盘车，开启机旁控制箱操滑油预供泵给油，发现机旁控制箱电源指示灯又亮了,机旁检查220V和24V两路电源均正常。2、发电机现场拆检情况故障发生后，马上组织施工人员于当天晚上对2#发电机进行拆检，发现挺杆、活塞、进排气阀、排气门座、连杆螺丝、缸头排气垫片、弹簧组合式油环分部件、活塞环、相关密封件等有损伤。二、发电机“飞车”的原因分析和解决方法1、发电机电气控制原理（1）发电机电气控制原理，如图1所示。图1发电机电气控制原理示意图（2）查阅发电机机旁控制箱供电/失电原理，发现发电机控制箱由主配电负载屏220V和机舱充放电板24V供电，以及2#发电机通过380V分电箱供电给UPS，经UPS转换成24V向机旁控制箱供电，用于控制箱控制用电以及发电机安保系统用电。控制箱供电可通过控制箱上的“电源按钮”接通或切断。（3）调速器供电/失电原理，调速器380V电源经UPS整流24V后并经机旁配电箱上“UPS旋钮”接通和切断。2、发电机控制系统失电情况排查根据发生的故障，组织了多次原因排查并召开故障分析会。检查所有控制线路，机旁控制箱供电方式为两路，一路由主配电板220伏正常供电、另一路由机舱充放电板24伏供电，经查主电源及应急电源开关良好，UPS(380V)输入电源是由主配电板1#380V负载屏供给，UPS24V电源经机旁控制箱“UPS旋钮”控制，UPS电池供电不足但不影响正常开机使用。机旁控制箱有一个电源按钮开关，可以同时切断220伏、24伏两路电源，另控制箱上还有一个“UPS旋钮”控制调速器供电，经现场检查和对可能发生问题的设备情况及故障原因分析，存在因误操作或误碰按钮而导致机旁控制箱断电的可能。3、调速器以及油门控制机构情况排查发电机的调速器经专业维修公司进行过检查并测试，结果正常，并且装机后，并与2#柴油发电机一起进行过负荷运转试验及突加突卸试验的考验，工作正常，即是说因调速器本身的电器元件及机械零件发生故障导致调速器失效的可能性很小。现场检查了油门拉杆、喷油泵、超速保护等部件情况，未发现异常。但发现喷油器齿杆连接杆上的定位档块位置装反（装在拨叉右侧），不仅使油压低自动停车装置失去作用，而且还可造成严重问题。4、原因分析（1）从现场描述机旁控制箱指示灯曾熄灭的现象分析，机旁控制箱、调速器曾出现失电故障，后经检查控制箱220V和24V控制线路、调速器供电线路，未发现异常，测试电源按钮未发现卡阻现象，可以排除因控制线路故障或电源按钮故障导致控制箱失电的可能性。除机旁控制箱外，该三路电路的其它控制开关设在不同位置，正常情况下无法在短时间内同时停止供电，正如前述，在机旁控制箱处可能存在误操作或误碰按钮而导致机旁控制箱断电的情况。由于机旁控制箱、调速器失电，2#柴油发电机在未完全停机的情况下处于失控状态，机旁控制箱上的停车按钮、紧急停车装置都处于失效状态。（2）超速安全装置启动后未执行减油动作，发电机发生该故障时，经现场检查超速安全装置已经启动，但执行机构未执行减油动作，原因是油门齿杆连接杆上的定位块位置装反（装在拨叉右侧），拨叉无法带动连接杆减油。5、综上所述，确定结论发生故障的2#柴油机在未完全停止的情况下出现误操作或误碰按钮而导致机旁控制箱发生断电，致使：①无法实现对柴油机的监控、保护功能；②无法通过控制箱上的相关按钮进行操作，使“停车和紧急停车按钮”操作失效；③由于操纵与安全保护装置定位档块装反，导致尽管超速安全装置已有动作但起不到作用，造成柴油机转速不受控。6、解决和处理的方案（1）已对本次故障发生造成2#发电机的活塞、活塞气环、连杆螺栓、进排气挺杆、排气阀、气阀导管、排气门座等损伤零部件进行了更换。（2）对操纵与安全保护装置定位档块原装在拨叉的左边已移到拨叉右边，并待实效试验进一步准确定位。三、结