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。