呂先亮 楊恩寧 羊朝輝 李會波

摘要：位于撒哈拉沙漠腹部的某油田采用濟柴16V190ZLT2型燃氣發(fā)電機為油田集中處理站提供電力，在機組啟動過程中時常出現(xiàn)啟動失敗的故障，影響油田的正常生產(chǎn)?，F(xiàn)結合燃氣發(fā)電機的日常維護經(jīng)驗，綜合分析了油田集中處理站燃氣發(fā)電機啟動失敗的原因，并提出了相應的處理措施與方法。

關鍵詞：燃氣發(fā)電機;啟動失敗;啟動馬達;電磁閥;燃氣控制閥;轉(zhuǎn)速傳感器

1 概述

燃氣發(fā)電機是將天然氣燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為內(nèi)燃機的機械能的一種動力機械，被廣泛應用于油田的長輸管道輸氣場站、注水泵站和集輸泵站等場所，燃氣可以直接由油田伴生氣通過管道供應。燃氣發(fā)電機具有熱效率高、操作簡單、維護方便，可充分利用油田伴生天然氣，生產(chǎn)過程有害物排放低，運行成本低等優(yōu)點。位于撒哈拉沙漠腹部的某油田采用了濟柴燃氣發(fā)電機為整個油田集中處理站提供電能，作為油田的電力生產(chǎn)中心，燃氣發(fā)電機是否安全可靠直接影響著油田能否正常生產(chǎn)，所以在機組出現(xiàn)啟動失敗的故障時，運行維護人員應快速診斷故障原因，及時排除故障，以保證燃氣發(fā)電機組能正常啟動發(fā)電。

2 機組啟動失敗的原因分析與處理

本文以某油田采用的濟柴16V190ZLT2型燃氣發(fā)電機啟動失敗為例，從發(fā)電機組配套的啟動柜、啟動馬達、點火控制器、燃氣控制閥、電磁閥、轉(zhuǎn)速傳感器等方面，分析啟動失敗的原因，并提出有效的處理措施與方法。

2.1? ? 硅整流啟動電源柜故障

燃氣發(fā)電機啟動電源采用硅整流啟動電源柜，通過三相變壓器隔離降壓及硅整流橋式整流電路轉(zhuǎn)換輸出24 V的直流電源，給發(fā)電機直流啟動馬達提供啟動電源。如果機組發(fā)生啟動故障，首先應該在馬達轉(zhuǎn)動的過程中，仔細觀察啟動柜電壓表顯示情況，觀察其電壓降是否在合理范圍內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)電壓波動過大，應檢查啟動柜內(nèi)的整流電路，并檢查線路中是否有虛接的地方[1]。

2.2? ? 啟動馬達故障

濟柴16V190ZLT2型燃氣發(fā)電機采用2臺啟動馬達配合啟動，當啟動發(fā)電機時，先將啟動開關打開，實現(xiàn)搭鐵連接，然后按下啟動按鈕，接通啟動柜電源，此時電流通過啟動繼電器內(nèi)的磁鐵線圈使磁鐵動作，便接通了啟動馬達電路，驅(qū)動2臺啟動馬達同時運轉(zhuǎn)。同時，通過馬達內(nèi)部機構，將2臺馬達外伸端的小齒輪推出，使其與發(fā)電機齒圈有效嚙合，從而驅(qū)動發(fā)電機完成啟動過程[2]。如果啟動時發(fā)電機轉(zhuǎn)速達不到點火要求的200 r/min，應檢查2臺馬達動作是否同步，2臺馬達之間、馬達與發(fā)電機之間的齒輪嚙合是否有效，若嚙合不緊密，應相應調(diào)整馬達位置，直至符合安裝要求。另外，撒哈拉沙漠天氣炎熱，若馬達啟動時間過長，其線圈容易燒壞。因此，在馬達啟動時，可用手試探啟動馬達的外殼溫度，若其外殼冰冷，說明馬達未動作，需檢查啟動馬達的電路是否有松動。若外殼嚴重發(fā)燙，有刺鼻的燒焦味，說明啟動馬達線圈燒壞，此時可直接更換規(guī)格型號相同的啟動馬達，更換完后再啟機[3]。

2.3? ? 電磁閥故障

當啟動系統(tǒng)的各部位檢查完畢未發(fā)現(xiàn)異常時，需檢查燃氣供給系統(tǒng)。若燃氣壓力正常，首先檢查進氣主管線上的電磁閥。濟柴燃氣發(fā)電機采用防爆型間接接觸式電磁閥來控制氣源的通斷，電磁閥的驅(qū)動電壓為直流24 V，當電源接通后，電磁閥吸起內(nèi)部鐵芯，隨后活塞開啟，閥門打開;當外部電源斷開后，內(nèi)部的活塞及鐵芯會因為自重而下落，從而完成閥門關閉過程。電磁閥的接線端子在啟動盒內(nèi)，在檢查電磁閥時可以測試其電壓是否在18～24 V，否則無法正常打開電磁閥，此時需檢查回路接線并對其進行緊固;也可以借助工具聽電磁閥動作的聲音是否正常，電磁閥只有開和關兩種狀態(tài)，只要判斷其已經(jīng)開啟就行。通常情況下，電磁閥開啟后，其前端的壓力表指針會來回擺動，若指針靜止不動，多半說明電磁閥開啟失敗。

2.4? ? 燃氣控制閥故障

濟柴燃氣發(fā)電機的燃氣控制閥是一種針對單點噴射的電子式氣體流量計量閥，閥內(nèi)部有壓力和溫度傳感器以及相關處理電路，它通過專用通信口接收EGS02控制器的流量命令信號，并根據(jù)燃氣壓力或溫度的變化自動進行燃氣流量的控制補償。若啟動機組時，轉(zhuǎn)速和點火均正常，電磁閥也正常開啟，但仍無法啟動機組，此時需檢查燃氣控制閥。燃氣控制閥有一個位置指示器，檢查時可以將直流電源關閉后重新開啟，在開啟電源的同時，觀察該位置指示器是否會動作（動作量很小，需要仔細觀察），如果沒有動作，證明燃氣控制閥有可能存在故障，需要檢查燃氣控制閥的接頭連線，大部分情況是接頭內(nèi)部的線頭松脫。若接線沒問題，需拆下燃氣控制器，對燃氣控制器內(nèi)部進行清洗，防止執(zhí)行機構因污漬的存在造成卡塞。因燃氣控制閥位置指示器屬于精密器件，需要專業(yè)標定，在檢查過程中不能手動撥動其位置，以免閥門標定錯亂，影響燃氣控制閥性能。

2.5? ? 點火控制器故障

濟柴燃氣發(fā)電機的點火控制器采用德國MOTORTECH公司生產(chǎn)的IC500型控制器，機組的點火原理：點火控制器按照程序中設置好的點火順序，依次將點火信號通過專用的低壓線、點火線圈、高壓線送至火花塞，實現(xiàn)各缸內(nèi)的點火。

如果發(fā)電機啟動速度達到了點火速度，但還是沒有點火的爆破聲音，應觀察點火控制器的指示燈，通過點火控制器的指示燈狀態(tài)來確認故障原因，如表1所示[3]。

若點火控制器出現(xiàn)故障，將點火控制器連接到PC電腦或手提編程器上，通過顯示屏上提示的點火系統(tǒng)的故障情況，參考說明書對點火控制器進行調(diào)整。

2.6? ? 火花塞、點火線圈及接線故障

當點火控制器指示燈顯示正在點火，但用點火探照燈進行點火檢查時發(fā)現(xiàn)，缸內(nèi)未正常點火，這時需檢查火花塞、點火線圈及接線狀態(tài)。濟柴燃氣發(fā)電機使用的是德國MOTORTECH型火花塞，火花塞規(guī)定的間隙值大約為0.89 mm，若使用塞尺檢查火花塞間隙超過最大運行間隙值時，則會出現(xiàn)點火失敗現(xiàn)象。另外，運行人員還需拆下火花塞，檢查其端部的積碳情況[3]。如果火花塞間隙過大，則將其調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi);若火花塞端部積碳過多，則需有效清除積碳。運行人員檢查點火線圈和接線時，主要檢查點火線圈與高低壓線、火花塞與點火線圈插接是否有松動或脫落現(xiàn)象，若有松動，及時對其進行緊固。

2.7? ? 轉(zhuǎn)速傳感器故障

燃氣發(fā)電機采用WOODWARD公司的EGS燃氣控制系統(tǒng)，控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器測量發(fā)電機的實際速度，結合內(nèi)部設定速度及空燃比的影響因素，調(diào)節(jié)控制閥節(jié)氣門的開度，從而控制混合氣的進氣量，最終實現(xiàn)速度控制。因此，轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速采集尤為重要，當轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生故障時，會引起發(fā)電機啟動失敗。該轉(zhuǎn)速傳感器的電阻值應在200 Ω左右，如果測試阻值不在此范圍，則傳感器發(fā)生故障的概率很大，需要更換傳感器，同時還需檢查傳感器的接線以及插頭，保證其連接緊固。

3 結語

本文結合濟柴16V190ZLT2型燃氣發(fā)電機組的日常故障處理經(jīng)驗，分別從啟動柜、啟動馬達、點火控制器、燃氣控制閥、電磁閥、轉(zhuǎn)速傳感器等方面，對發(fā)電機啟動失敗的原因進行了詳細分析，并提出了有效的解決措施，從而盡可能避免出現(xiàn)發(fā)電機啟動失敗的問題，以滿足油田集中處理站的正常生產(chǎn)需求。

[參考文獻]

[1] 王軍.燃氣發(fā)電機組故障分析及防范措施[J].機電信息，2014（3）：41-42.

[2] 鄭路.海洋石油161天然氣機啟動回路改造[J].科技創(chuàng)新與應用，2020（4）：104-105.

[3] 呂傳品，楊海英，王鵬.天然氣發(fā)電機組起動故障原因分析[J].電氣技術，2016（3）：141-142.

收稿日期：2020-07-02

作者簡介：呂先亮（1991—），男，湖北荊州人，助理工程師，從事油田地面建設機電專業(yè)安裝與調(diào)試、油田電氣專業(yè)維護工作。