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气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因 导读：发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外，还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注，尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化，气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。 一般说来，高速、轻型大功率柴油发电机，不论是开式冷却还是闭式冷却，气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔，甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废，此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。 1．穴蚀部位：缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上，一般集中在柴油发电机的左右侧方向，特别是承受侧推力 一侧的偏上方；冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外，不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外，冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。 2.气缸套穴蚀机理 1）一般穴蚀机理：迄今为止，关于穴蚀机理的论述很多，其中较为普遍接受的一种理论认为：机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中，并与液体有相对运动，或机件在液体中受到某种能量的传递作用，形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区，液体汽化形成气泡，或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来；在另一瞬间形成高压时，空泡、气泡被压缩，泡内气体迅速液化而使气泡溃灭，这时周围液体急速冲向溃灭处，产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击，使机件表面金属逐渐剥落。与此同时，金属表面还产生微观电化学腐蚀，两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。 2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间，在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时，由于缸套和活塞之间的间隙，活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧，使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小，冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压，被压缩时形成瞬时高压。此外，冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化，也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡，瞬时高压时气泡溃灭，缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。 3．影响缸套穴蚀的因素：生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏，即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因，缸套振动强度与以下各点有关：（1）活塞与气缸套之间的配合间隙：活塞在气缸中运动时，活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变，但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以，活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大，活塞横摆加速度大，冲击前壁能量大，则缸套振动增强。（2）缸套刚度：缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大，受活塞冲击时缸套变形小，振动小，可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外，还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关，缸壁厚度增加，支承跨距缩短，缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体，缸套刚度增大，可有效地防止穴蚀。（3）冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄，水流速度增高，容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s，水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm，各处均匀一致，水流畅通不形成死水区和涡流区，有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蚀。 2）冷却水温度与压力：冷却水温度过高将加速腐蚀的进程，但也不宜长期水温过低。实验表明，钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50～60oC时穴蚀严重，随着水温的升高，穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发，冷却水腔淡水温度在80～90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成，减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。 4．防止缸套穴蚀的措施 除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外，对柴油发电机气缸套穴蚀，还可采用以下措施： （1）缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开，或使缸套外圆表面强化，可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。 （2）在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀；例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。 （3）在冷却水中加入缓蚀剂；例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂，使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀，而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用，从而减轻穴蚀。 结论：在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多，选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定，以取得良好效果。
维曼云南丽江发电机出租讲述对失磁事故分析及解决 维曼发电机租赁讲述对失磁事故分析及解决,发电机组出口电压为15.75 kV,采用单元制接线,经升压变与220 kV系统相联.1995年对该发电机组保护和励磁系统进行了国产化改造,将原保护改为微机保护,将原励磁系统调节器更换为微机调节器,而励磁方式仍沿用前苏联设计,为两极同轴励磁,励磁机采用自励恒压方式作为发电机组的他励电源. 一.事故经过 2004-01-24T11:00,5号发电机组运行工况为:有功190 MW,无功30 Mvar,发电机组转子电压210 V,发电机组转子电流1 620 A,励磁机定子电压520 V,励磁机定子电流1 600 A. 11:13,控制室内发出警报,发电机组灭磁MK开关跳闸,励磁机灭磁LMK开关、6 kV A段分支6501开关、B段分支6502开关和发变组高压侧2205开关未跳闸,机组没有解列.发电机组有功负荷在155 MW至175 MW之间摆动,无功负荷降至-180 Mvar,发电机组转子电流为0,发电机组定子电压降至11 kV左右, 5号炉1,2号排粉机跳闸,锅炉灭火. 二.故障查找 在5号发电机组停运后,作如下检查和试验. (1) 传动5号发电机组励磁机差动保护回路正确,定值无误.检验励磁机CT变比及伏安特性均正常. (2) 拆开励磁机中性点母排,且将励磁机调节PT、整流变与励磁机出口母线解开,测量励磁机定子线圈绝缘和直流电阻均合格. (5) 检查发现非线性电阻柜放电痕迹处的电阻组件与柜体近距离只有1 cm,小于规定间隙.试验非线性电阻技术参数（非静音封闭式下所得数据）,部分非线性电阻已经烧损.
柴油发电机容量应该如何选择？ 1 设置原则 一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16—92 3.1条规定：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏；二级负荷条件允许时，也宜采用二路电源来供电，特别是消防用的二级负荷，更应该按两个回路要求供电；一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。根据这些规定，笔者总结了自备柴油发电机组的设置原则： （1）当民用建筑需按一级负荷要求供电时，若城市电网能提供二路独立电源（一用一备或相互备用），则可不设柴油发电机组；但当一级负荷中有特别重要的负荷时，则一般应设柴油发电机组作为应急电源。 （2）当电网只能提供一路电源时，为满足对一、二级负荷的供电要求，一般应设置柴油发电机组，此时柴油发电机组将作备用电源及应急电源使用。 （3）大、中型商业建筑中为确保市电中断时不造成较大的经济损失，也宜设柴油发电机组。由于城市电网不可能完全独立，有时一个电源故障或检修时，另一电源有可能同时故障，因此，即使有两路或以上电源供电，为确保民用建筑中消防及其他重要设备（如智能化设备、通讯设备等）的可靠供电，一般都设置柴油发电机组。 2 容量选择 自备柴油发电机组容量的选择，目前 尚无统一的计算公式：有的简单地按电力变压器容量的10％-20％确定；有的按消防设备的容量相加；有的则根据投资者的意愿选择，造成了自备发电机组容量选择的不准确性，若容量选择太大造成一次投资浪费，选择太小则在事故时满足不了使用要求。那么，如何选择自备发电机组的容量呢？ （一）方案或初步设计阶段 自备发电机的容量按供电变压器总容量的10％-20％计算。 （二）施工图阶段 （1）建筑物的用电负荷可分为三类： 类为保安型负荷，即保证大楼内人身及设备和可靠运行的负荷，如消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明、通讯设备、重要的计算机及相关设备等；第二类为保障型负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，主要是工作区照明、部分电梯、通道照明；第三类为一般负荷，即除了上述负荷以外的其它负荷，例如：空调、水泵及其他一般照明、动力设备。计算自备发电机组的容量时， 类负荷必须考虑在内，即必须采用柴油发电机组：第二类负荷则根据大楼功能及电网情况来定，若大楼功能要求较高或城市电网供电不稳定，则应将第二类负荷考虑在内，但若将 类、第二类负荷简单相加来选择柴油发电机容量，则所选容量偏大，因为在消防状态时，只需保证消防设备的运行，第二类负荷不使用；而在非消防状态下电网停电时，消防设备不使用。可以选择两者中较大者作为柴油发电机组的容量。 设备容量统计出来后，根据实际情况选择需要系数Kx（一般取0.85-0.95），计算出计算容量Pj=KxP∑，自备柴油发电机组的功率按下式计算P=kPj／η式中： P—自备柴油发电机组的功率kw； Pj—负荷设备的计算容量kw； P∑—总负荷kw； η—发电机并联运行不均匀系数一般取0.9，单台取1； k—可靠系数，一般取1.1。 （2）按 的单台电动机或成组电动机起动的需要，计算发电机容量P=（P∑-Pm）／η∑+ PmKCcosψm（KW） Pm—起动容量 的电动机或成组电动机的容量（kw）； η∑一总负荷的计算效率，一般取0.85； cosΨm —电动机的起动功率因数，一般取0.4； K—电动机的起动倍数； C—全压起动C=l.0，Y—△起动C=0.67，自耦变压器起动50％抽头C=0.25，65％抽头C==0.42，80％抽头C=0.64。 （3）按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量P=PnKCXd″（1／△E-1）（kw） Pn一造成母线压降 的电动机或成组起动电动机组的容量（kw） K—电动机的起动电流倍数； Xd″—发电机的暂态电抗，一般取0.25； E—母线允许的瞬时电压降，有电梯时取0.20，无电梯时取0.25.在实际工作中，也可用系数法估算柴油发电机组的起动能力 工程实例：以某工程为例，该工程建筑面积10000m2，12层，为二类高层，保安性负荷主要为消防负荷，其容量为191kw， 一台电动机为喷淋泵37kw，采用自耦80％抽头起动。 （1）按计算负荷计算P=kPj／η=1.1×191／1kw=210.1 kw （2） 的单台电动机起动的需要计算P=（P∑-Pm）／η∑ +PmKCcosΨm =（191—37）／0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw （3）按起动电动机时发电机母线允许电压降计算P=PnKCXd″（1／△E-1） =37×6×0.64×0.25（1／0.20-1） =142.08 kw 根据以上计算，应选择≥238.0 kw的柴油发电机组一台，因此可选一台250kw机组。
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柴油发电机组的气缸套内表面的检查 1）检查缸套内表面的拉伤划痕情况，看拉伤深度是否能被手指甲感觉出来。如果手指甲能感觉有拉伤、划痕就必须更换。 2）检查气缸套内孔的磨亮情况。 轻微的磨亮--在磨损的区域处产生出一种光亮的镜面，并留有磷化镀层的痕迹和原始珩磨加工的迹线。 中等程度的磨亮--在磨损的区域处产生出一种光亮的镜面，并有非常轻的原始珩磨痕迹，或某种蚀刻形状的明显斑痕。 严重程度的磨亮--在磨损的区域内产生一种光亮的镜面，不再有珩磨加工的痕迹或某种蚀刻形状的斑痕。 缸套内孔若有以下情况就必须予以更换： ①在活塞环移动的区域内，有超过20%的一种磨亮部分。 ②在活塞环移动的区域内有种等程度和严重程度的磨亮面达30%，其中一半（15%）属严重磨亮部分，如图2-33b所示。 3）气缸套内孔测量：用内径千分表（量缸表）在上、中、下部位置测量缸套内径。在每个测量部位互相长90°的两个位置。 用内径千分表测量气缸套内孔的圆度：在离气缸顶平面25.4mm处，测量缸套内孔圆度，不应超过0.08mm，测量下部缸套内孔圆度，不应超过0.05mm。 4）用内径千分表检查气缸套的磨损：对于6BT行柴油机，如果缸套磨损超过气缸套 直径0.1016mm，应更换气缸套或扩磨到下一级加大尺寸。对加大尺寸的气缸套，活塞相应地有三级加大尺寸，即0.50mm、0.75mm和1.00mm。通常换用新的标准尺寸的气缸套要比镗磨到加大尺寸的气缸套来的经济，并可继续使用标准的活塞和活塞环。 如果气缸套磨损没有超过使用限度，在重新镗磨仟气缸套不应再次使用。气缸套搪磨方法如下： ①用镗缸机将缸套磨损的上边缘凸起除去。 ②件气缸套镗磨到下一级加大尺寸。 ③精磨气缸套到规定的表面粗糙度。 3.测量气缸套法兰的厚度 使用千分尺测量气缸套法兰的厚度。利用该测量值可以预估气缸套的突出量。
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