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发电机的种类和功能特点,值得收藏!
   发电机是指受到机械动力的作用时产生电的设备。在这种转换过程中,机械动力来自于各种各样的其他形式的能源,如风能、水能、热能、太阳能等。

  根据产生电的类型不同,发电机主要分为直流发电机和交流发电机两大类。

  1、直流发电机的功能特点

  直流发电机是指受外部机械力作用产生直流电的发电机。

  直流发电机具有使用方便、运行可靠等特点,可以直接为各种需要直流电源的用电设备提供电能。但是直流发电机内部有换向器,易产生电火花,发电效率较低。直流发电机一般可作为直流电动机、电解、电镀、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电源。

  2、交流发电机的功能特点

  交流发电机是指受外部机械力作用产生交流电的发电机,该类发电机又可分为同步交流发电机和异步交流发电机。

  在交流发电机中同步发电机最为常见,该类发电机由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可用于为各种需要交流电源的负载设备供电。另外,同步发电机按所用原动机的不同又可分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、风力发电机4种。

  交流发电机的应用十分广泛,例如各种发电站、企业、商铺及家庭备用电源、汽车等均使用发电机供电。

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发电机管理中的3个有用细节
 故障背景:2017年5月20日该轮靠泊印度洋留尼旺岛,锅炉发生点火故障,于是发电机换用轻柴油。换油后不久,发现发电机上的燃油管有滴漏,当时忙于处理锅炉问题,为减少柴油损失,当即关闭了停车状态的一号和三号发电机燃油进出管路的相关阀门。

  故障现象:第二天船舶离港时,当班轮机员凌晨4点打电话给我,说一号发电机不能并车,三号发电机能并车但只能承担150 KW,再加负荷就加不上去。我立即下机舱,检查发电机相关情况,滑油、冷却水各项参数未见明显异常。我尝试向三号发电机手动转移负载,多次手动调节调速器以增加燃油供油量,但负荷没有变化。尝试一号发电机并车,自动与手动并车都未成功,一号发电机显示频率过高。

  打开三号发电机保护盖检查高压油泵,油泵齿条拉杆均能自由活动,油尺刻度指示在较大值,排除了油泵的问题,再检查相关管路,发现有个进油阀处于关闭状态,当即慢慢全开燃油阀,三号发电机立即加载到500KW,负荷转移正常。

  注意力再转向一号发电机,发现一号发电机类似的进油阀也未打开,当即打开进油阀,并再次尝试并车,但还是并车失败。到港时一号发电机是正常使用的,频率、转速,负荷的转移各项指标都正常,怎么突然就转速过高了呢?

  故障措施:三号发电机正常之后,我全部精力集中在一号发电机不能并车的问题上,之前发电机转速感应器出现过速度显示的问题,所以首先还是考虑转速感应器故障,怀疑有可能是感应器脏了或者跟飞轮的间隙超标。该发电机有两个pick-up(转速感应器),一个用于机旁控制屏显示,一个用于发电机安全控制系统。当即取出两个感应器,其中一个确实脏了,擦拭干净后,检查了速度感应器的阻值,确认正常,重新装回,调整好间隙,重新启动发电机,转速还是过高--950RPM。

  排除了转速感应器的问题,那么故障就应该在机械部分。检查高压油泵,调节拉杆活动正常;检查调速器,该调速器品牌是Regulateurs Europa,型号1102V-4G-25R。发现调速器上的手动速度调节旋钮卡住了,很难转动,联想到二管轮的交接班记录,提示该调速器的同步马达(下图中的021)不是原装备件,当时由于缺少原装备件,用的是上个管理公司遗留下来的其他制造商备件。拆下同步马达,与近期在新加坡刚接收到的原装备件对比,发现两个同步马达参数不一致:非原装备件,制造商Woodward,电压24V,转速2000 RPM,功率5瓦;原装备件,制造商Groschopp,电压24V 转速2700RPM,功率2瓦电流0.25A。进一步拆开非原装同步马达,发现马达的塑料齿轮磨损,不能转动。

  换上新的同步马达,启动发电机,调节手动转速旋钮,使转速达到916RPM 待发电机转速稳定后尝试并车,发电机可以成功并车。但是又出现个新问题,并车后一号发电机功率并未提高,相反地,出现逆功率跳闸的现象,几次尝试都是如此。我决定让三管轮在并车屏上尝试并车,我与电机员在发电机旁观察,双方用对讲机联系,发现当发电机并车成功后,调速器速度控制旋钮被同步马达向逆时针方向旋转导致柴油机减速,这与并车后调速器的正确动作恰恰相反,正常情况下,调速器速度控制旋钮应该顺时针方向旋转使柴油机加速从而增加本机承载负荷能力,维持转速稳定。查找到问题症结后,我们再对比同步发电机马达的电压与电流情况、查找相关发电机电线接线图纸,发现一号发电机相关接线控制板亦与原厂图纸一致,这说明接线未曾改动过。于是我们改变同步马达背后的接线,将其对调,再次启动发电机,并车成功,负荷转移顺畅,问题解决。

  经过该事件,发现以下几点在未来的轮机管理工作中值得引起注意:

  启动发电机之前,一定要检查相关管路系统,之前做出过状态改变的相关阀门,一定要及时设置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遗漏;

  该事件的起因在于启动发电机之前没有将关闭的燃油阀打开,该轮经过几任管理公司管理,燃油管路的阀门老化,在全关时仍然存在些许燃油泄漏,造成一号发电机启动时,能正常启动,调速器在燃油量不足的情况下加大油门以保持额定转速,但同步马达因为调速器不正常动作导致里面的齿轮损坏,造成了同步马达卡死,以至于发电机转速达到950RPM 后不能减速。这一点在发电机的管理工作中一定要考虑到;

  不同管理公司的备件采购途径不一样,存在大量第三方生产的备件,与原厂备件相比,有些参数都不一致,有些即使铭牌上参数一致,但物理尺寸却不一致。这给轮机员维护保养时带来了诸多不便。主管轮机员在接受备件时一定要仔细核对,避免到使用时陷入被动;即使是原装件,电器要考虑正负极性,机械要考虑左旋右旋。

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只有正确的操作和保养才能减少柴油发电机气缸套的异常磨损
柴油发电机气缸套磨损的形式多样而复杂,主要有:磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损和穴蚀等,通常是几种磨损形式同时存在,互相影响,相互作用,从而加剧了气缸套的磨损。柴油发电机气缸套异常磨损与操作、保养方法有很大关系,只有保持正确的操作和保养方法,才能有效减少和消除柴油发电机气缸套的异常磨损,延长使用寿命和大修间隔期,降低使用成本,提高企业的经济效益。
  气缸套异常磨损的原因分析:气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损,一般分3个阶段,即:初始磨合期、稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低,一般为0.01~0.08mm/1000h;异常磨损率则达到10~15mm/1000h。根据维修经验分析,在灰尘多的环境下工作的柴油发电机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关:
  1.操作不正确造成的气缸套异常磨损分为以下几类:
  超速超负荷作业:柴油发电机超速运转时,活塞运动速度加快,缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高,当缸套表面温度升高至200℃左右时,缸套表面润滑油膜遭到破坏,摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样,超负荷作业时,进油量增多,燃烧室内空气充量相对较为不足,造成燃料燃烧不完全,导致排气温度高,缸套表面温度随之上升,润滑油膜被烧蚀、破坏,使摩擦面间润滑不良,产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀,使缸套表面积炭增多,产生了磨粒磨损;同时润滑油的高温扩散性差,易产生高温腐蚀。因此,长期超速超负荷作业,缸套异常磨损特别严重。
  频繁变换工况:当发电机在变换工况下运行时,如启动、停机、变负荷等,缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化,容易使缸套磨损。
 为以下几类:
  (1)“三滤”未清洁或失效而没能及时更换:烟尘主要含有石英砂等,柴油发电机在含尘量较多的环境中作业时,灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时,灰尘就较易进入发电机,这些尘埃进入摩擦面后,由于硬度比摩擦面高,引起磨粒磨损。有试验表明,当磨粒直径在30m左右时,所造成的磨粒磨损最为剧烈,而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在弗列加滤清器过滤效果良好的情况下,弗列加滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒,因此经常清洁弗列加滤清器和及时更换失效的弗列加滤清器,对减少磨粒磨损有很大作用。
  (2)冷却水温度太低或太高:冷却水温度过低,则因燃烧生成的二氧化碳、硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、硫酸和亚硫酸,对缸壁造成严重的酸腐蚀;同时温度低,燃料不能完全燃烧,一部分成为废气排出,一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油,导致摩擦面间润滑不良,磨损加剧。冷却水温度太高,则使润滑油养化严重。有试验表明,温度每增加10℃,氧化速度将增加一倍,因此,缸套壁温度过高,润滑油膜氧化速度进行得很快,此时润滑油粘度降低,油膜容易破坏,加剧磨损,根据对许多柴油机的试验表明,冷却水温度在75~80℃为宜,此时磨损量较低;另外,润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损,使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有:发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少,水泵风扇皮带太松致风扇风力不足;冷却水道堵塞水流不畅,水箱冷却片污物多致散热差;冷却水道渗入高温气体;润滑油变质缸套积碳散热差、磨损严重等,均会造成水温偏高。
  (3)燃烧室内积炭多:柴油发电机运转一段时间后,就会在活塞顶、进排气门、气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭,若没有及时清理,这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒,使摩擦面产生磨粒磨损;同时因积炭造成表面散热差,导致磨擦面间表面温度升高,降低润滑油的润滑性能,也同样加剧了气缸套的磨损。
  (4)润滑油变质:润滑油变质后对金属表面的吸附力和分散力下降,从而使有腐蚀磨损表面更加严重,表面摩擦状态也由于润滑油的变质而粘度下降,容易破坏润滑油膜,使表面磨损加大,对此,应定期更换润滑油,确保表面处于良好润滑状态。
为防止气缸套发生类似上面的异常磨损,应做好以下几点预防措施:
  1)柴油发电机启动后,应适当地慢转一段较短时间,待温度升高后,再带负荷工作;柴油发电机在带负荷工作时转速应均匀,不应在超负荷情况下工作,工作温度要保持在规定的范围内,不可过高或过低;
  2)按时清洁更换失效的空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器;按不同季节更换不同的润滑油,定期添加或更换油底壳的润滑油;定期清洁活塞顶、气门及气缸盖上的积炭;经常清洗水箱,清通冷却水道,检查、调整风扇皮带,检查节温器性能,失效应及时更换。
  3)发现柴油发电机有故障时要及时排除,避免因小故障而造成大的损失;维曼发电机租赁

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