呂先亮 楊恩寧 羊朝輝 李會(huì)波

摘要：位于撒哈拉沙漠腹部的某油田采用濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)為油田集中處理站提供電力，在機(jī)組啟動(dòng)過程中時(shí)常出現(xiàn)啟動(dòng)失敗的故障，影響油田的正常生產(chǎn)?，F(xiàn)結(jié)合燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，綜合分析了油田集中處理站燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動(dòng)失敗的原因，并提出了相應(yīng)的處理措施與方法。

關(guān)鍵詞：燃?xì)獍l(fā)電機(jī);啟動(dòng)失敗;啟動(dòng)馬達(dá);電磁閥;燃?xì)饪刂崎y;轉(zhuǎn)速傳感器

1 概述

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是將天然氣燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械，被廣泛應(yīng)用于油田的長(zhǎng)輸管道輸氣場(chǎng)站、注水泵站和集輸泵站等場(chǎng)所，燃?xì)饪梢灾苯佑捎吞锇樯鷼馔ㄟ^管道供應(yīng)。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)具有熱效率高、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)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(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。位于撒哈拉沙漠腹部的某油田采用了濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)為整個(gè)油田集中處理站提供電能，作為油田的電力生產(chǎn)中心，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是否安全可靠直接影響著油田能否正常生產(chǎn)，所以在機(jī)組出現(xiàn)啟動(dòng)失敗的故障時(shí)，運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)快速診斷故障原因，及時(shí)排除故障，以保證燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組能正常啟動(dòng)發(fā)電。

2 機(jī)組啟動(dòng)失敗的原因分析與處理

本文以某油田采用的濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動(dòng)失敗為例，從發(fā)電機(jī)組配套的啟動(dòng)柜、啟動(dòng)馬達(dá)、點(diǎn)火控制器、燃?xì)饪刂崎y、電磁閥、轉(zhuǎn)速傳感器等方面，分析啟動(dòng)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(dòng)電源柜故障

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動(dòng)電源采用硅整流啟動(dòng)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(jī)直流啟動(dòng)馬達(dá)提供啟動(dòng)電源。如果機(jī)組發(fā)生啟動(dòng)故障，首先應(yīng)該在馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，仔細(xì)觀察啟動(dòng)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(dòng)過大，應(yīng)檢查啟動(dòng)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(dòng)馬達(dá)故障

濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)采用2臺(tái)啟動(dòng)馬達(dá)配合啟動(dòng)，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，先將啟動(dòng)開關(guān)打開，實(shí)現(xiàn)搭鐵連接，然后按下啟動(dòng)按鈕，接通啟動(dòng)柜電源，此時(shí)電流通過啟動(dòng)繼電器內(nèi)的磁鐵線圈使磁鐵動(dòng)作，便接通了啟動(dòng)馬達(dá)電路，驅(qū)動(dòng)2臺(tái)啟動(dòng)馬達(dá)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，通過馬達(dá)內(nèi)部機(jī)構(gòu)，將2臺(tái)馬達(dá)外伸端的小齒輪推出，使其與發(fā)電機(jī)齒圈有效嚙合，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)完成啟動(dòng)過程[2]。如果啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到點(diǎn)火要求的200 r/min，應(yīng)檢查2臺(tái)馬達(dá)動(dòng)作是否同步，2臺(tái)馬達(dá)之間、馬達(dá)與發(fā)電機(jī)之間的齒輪嚙合是否有效，若嚙合不緊密，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整馬達(dá)位置，直至符合安裝要求。另外，撒哈拉沙漠天氣炎熱，若馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，其線圈容易燒壞。因此，在馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)，可用手試探啟動(dòng)馬達(dá)的外殼溫度，若其外殼冰冷，說明馬達(dá)未動(dòng)作，需檢查啟動(dòng)馬達(dá)的電路是否有松動(dòng)。若外殼嚴(yán)重發(fā)燙，有刺鼻的燒焦味，說明啟動(dòng)馬達(dá)線圈燒壞，此時(shí)可直接更換規(guī)格型號(hào)相同的啟動(dòng)馬達(dá)，更換完后再啟機(jī)[3]。

2.3? ? 電磁閥故障

當(dāng)啟動(dòng)系統(tǒng)的各部位檢查完畢未發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，需檢查燃?xì)夤┙o系統(tǒng)。若燃?xì)鈮毫φ＃紫葯z查進(jìn)氣主管線上的電磁閥。濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)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(dòng)電壓為直流24 V，當(dāng)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(dāng)外部電源斷開后，內(nèi)部的活塞及鐵芯會(huì)因?yàn)樽灾囟侣洌瑥亩瓿砷y門關(guān)閉過程。電磁閥的接線端子在啟動(dòng)盒內(nèi)，在檢查電磁閥時(shí)可以測(cè)試其電壓是否在18～24 V，否則無法正常打開電磁閥，此時(shí)需檢查回路接線并對(duì)其進(jìn)行緊固;也可以借助工具聽電磁閥動(dòng)作的聲音是否正常，電磁閥只有開和關(guān)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(huì)來回?cái)[動(dòng)，若指針靜止不動(dòng)，多半說明電磁閥開啟失敗。

2.4? ? 燃?xì)饪刂崎y故障

濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的燃?xì)饪刂崎y是一種針對(duì)單點(diǎn)噴射的電子式氣體流量計(jì)量閥，閥內(nèi)部有壓力和溫度傳感器以及相關(guān)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(hào)，并根據(jù)燃?xì)鈮毫驕囟鹊淖兓詣?dòng)進(jìn)行燃?xì)饬髁康目刂蒲a(bǔ)償。若啟動(dòng)機(jī)組時(shí)，轉(zhuǎn)速和點(diǎn)火均正常，電磁閥也正常開啟，但仍無法啟動(dòng)機(jī)組，此時(shí)需檢查燃?xì)饪刂崎y。燃?xì)饪刂崎y有一個(gè)位置指示器，檢查時(shí)可以將直流電源關(guān)閉后重新開啟，在開啟電源的同時(shí)，觀察該位置指示器是否會(huì)動(dòng)作（動(dòng)作量很小，需要仔細(xì)觀察），如果沒有動(dòng)作，證明燃?xì)饪刂崎y有可能存在故障，需要檢查燃?xì)饪刂崎y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?xì)饪刂破?，?duì)燃?xì)饪刂破鲀?nèi)部進(jìn)行清洗，防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)因污漬的存在造成卡塞。因燃?xì)饪刂崎y位置指示器屬于精密器件，需要專業(yè)標(biāo)定，在檢查過程中不能手動(dòng)撥動(dòng)其位置，以免閥門標(biāo)定錯(cuò)亂，影響燃?xì)饪刂崎y性能。

2.5? ? 點(diǎn)火控制器故障

濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的點(diǎn)火控制器采用德國(guó)MOTORTECH公司生產(chǎn)的IC500型控制器，機(jī)組的點(diǎn)火原理：點(diǎn)火控制器按照程序中設(shè)置好的點(diǎn)火順序，依次將點(diǎn)火信號(hào)通過專用的低壓線、點(diǎn)火線圈、高壓線送至火花塞，實(shí)現(xiàn)各缸內(nèi)的點(diǎn)火。

如果發(fā)電機(jī)啟動(dòng)速度達(dá)到了點(diǎn)火速度，但還是沒有點(diǎn)火的爆破聲音，應(yīng)觀察點(diǎn)火控制器的指示燈，通過點(diǎn)火控制器的指示燈狀態(tài)來確認(rèn)故障原因，如表1所示[3]。

若點(diǎn)火控制器出現(xiàn)故障，將點(diǎn)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(diǎn)火系統(tǒng)的故障情況，參考說明書對(duì)點(diǎn)火控制器進(jìn)行調(diào)整。

2.6? ? 火花塞、點(diǎn)火線圈及接線故障

當(dāng)點(diǎn)火控制器指示燈顯示正在點(diǎn)火，但用點(diǎn)火探照燈進(jìn)行點(diǎn)火檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，缸內(nèi)未正常點(diǎn)火，這時(shí)需檢查火花塞、點(diǎn)火線圈及接線狀態(tài)。濟(jì)柴燃?xì)獍l(fā)電機(jī)使用的是德國(guó)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(yùn)行間隙值時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)火失敗現(xiàn)象。另外，運(yùn)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(yùn)行人員檢查點(diǎn)火線圈和接線時(shí)，主要檢查點(diǎn)火線圈與高低壓線、火花塞與點(diǎn)火線圈插接是否有松動(dòng)或脫落現(xiàn)象，若有松動(dòng)，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行緊固。

2.7? ? 轉(zhuǎn)速傳感器故障

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)采用WOODWARD公司的EGS燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)，控制器通過轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量發(fā)電機(jī)的實(shí)際速度，結(jié)合內(nèi)部設(shè)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(jìn)氣量，最終實(shí)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(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起發(fā)電機(jī)啟動(dòng)失敗。該轉(zhuǎn)速傳感器的電阻值應(yīng)在200 Ω左右，如果測(cè)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(shí)還需檢查傳感器的接線以及插頭，保證其連接緊固。

3 結(jié)語

本文結(jié)合濟(jì)柴16V190ZLT2型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的日常故障處理經(jīng)驗(yàn)，分別從啟動(dòng)柜、啟動(dòng)馬達(dá)、點(diǎn)火控制器、燃?xì)饪刂崎y、電磁閥、轉(zhuǎn)速傳感器等方面，對(duì)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)失敗的原因進(jìn)行了詳細(xì)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(jī)啟動(dòng)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(xiàn)]

[1] 王軍.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組故障分析及防范措施[J].機(jī)電信息，2014（3）：41-42.

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

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

收稿日期：2020-07-02

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