油路及调速板故障是导致康明斯发电机频率不稳的关键所在

导读：怠速不平稳指柴油发电机在怠速运转时忽快忽慢，但规律性不强，并有抖动，且柴油发电机在急减速或带负荷时易熄火。柴油发电机频率不稳故障，从油路、调速方面对康明斯柴油发电机组进行分析，提出了油路检修解决方案和故障应急处理办法。针对康明斯柴油机组在运行过程当中所出现的典型故障进行研究和分析，是全面的改进存在问题和不足之处的关键点所在。

故障发生的现象：燃油系统形式为康明斯PT直喷系统。2019年上半年，康明斯柴油发电机组先后出现两次频率不稳故障，其中第二次导致突然停机。巡检人员从控制面板上显示的运行数据发现频率波动范围较大（47.5～51.5Hz），瞬间波动有剧烈跳动现象。此外，发电机排气声音不匀，有“游车”现象。
康明斯柴油发电机组供电频率不稳，主要表现在机器转速不稳，这与多种因素有关，比如燃油中有空气或水分、喷嘴总成失效、油门调整不当或油路阻塞、周率转换器或周率表失效、电子调速器故障、柴油发电机组运转震动太大、负载波动大、燃油弗列加滤清器失效、燃油泵故障等。根据现象分析，发电机组撬块是焊接在比较平坦的平台甲板面上，而且机组和安装底座的螺栓没有松动现象，巡检人员现场感觉机组无明显振动，可以排除振动大的因素。油田生产比较稳定，突然加载和卸载的情况不多，平时所需功率一般稳定在400kW左右，因此机组几乎不存在负载波动范围大的问题。由于是刚调试完投入使用的新机组，喷油器和燃油泵本体故障的可能性很小，事实上，拆开PT泵进口燃油滤网时，发现滤网的确不脏。结合以往操作使用与维修保养历史，重点锁定两个方面的原因。
1.油路问题：机组油路主要由柴油箱、油箱出油低压管、一级油水分离器4套、二级柴油弗列加过滤器两组（每组两个）、PT燃油泵、高压油管、回油管、开关阀门及其他管件接头组成。正常运转期间，只使用一组二级柴油弗列加过滤器，另外一组备用。根据维修人员反映，当发生频率不稳现象后，只要及时将在役柴油弗列加过滤器切换到备用组，就会稳定很多。最近从拖轮上补给的柴油质量不好，直接从取样口排放观察，发现柴油有浑浊现象。这些现象说明柴油因素引起油路进水、脏堵或者柴油滤油器的滤芯质量不合格。停机后，维修工更换一级油水分离器滤芯时，发现有一个滤器压盖很难拆掉。经检查，该滤器外壳发生变形，而且O形密封圈有不同程度的磨损、老化现象。另外厂家技术人员告知，机组油路的连接球阀质量不佳，可能会漏气。此外，现场调研还发现油箱直接固定在机组橇块底座甲板上，柴油液位总高度低于一级油水分离器顶部位置，一旦油路不畅或者滤器脏堵时会增大低压油管的负压，如此一来，即使管路密封不好也看不到柴油泄漏现象，但是很可能导致进空气。
2.调速板（EFC3044196）性能不稳定：机组专用调速板（EFC3044196）其中DROOP为有差调整，调节下垂，调整范围：额定速度的0～10%，GAIN是速度控制的增益调整，影响动态过程的调速率幅度，RUN SPD是在机组运转中调整转速，IDLESPD是调整怠速。以上调整都是顺时针方向旋转为增大。在以往发生频率不稳故障时，曾经调过增益，但是稳定性较差，运转一段时间后又会出现频率波动。期间更换过调速板（EFC3044196），因此怀疑调速板（EFC3044196）工作性能不稳，但是更新调速板（EFC3044196）后，仍然有频率波动现象，因此可以排除调速板（EFC3044196）问题。

康明斯柴油发电机频率不稳故障的解决办法：
1.加高柴油箱为了减小油路负压及油管线进气对频率波动的影响，决定适当加高油箱。
2.频率不稳故障应急处理办法当一台柴油发电机发生频率不稳故障，而另外一台备用机也有其他故障不能在线及时切换投运时，可采用应急措施来保证采油生产不间断，即先打开另外一组二级柴油弗列加过滤器进口的三通阀，再依次关闭在用弗列加过滤器出口、进口阀，尤其要注意的是，关闭出口阀时要缓慢，防止开关太快造成PT泵供油量瞬时波动较大而突然停机。如此，通过二级柴油滤器的在线切换可以赢得检修本机或备机故障的宝贵时间。

3.改进低压油路管线原柴油机进、回油管路绕弯较多，布局欠佳。测量好尺寸，根据现场实际空间重新布线、优化配置，并将原质量较差的简易开关球阀更换为耐压、密封较好的仪表阀，排除球阀阀杆密封不严的影响。检查、紧固管线所有连接部位，并在接头处涂抹黄油防止漏气，确保密封良好。

4.检修一级柴油弗列加过滤器所用康明斯柴油发电机共有两级柴油弗列加过滤器，其中有一级粗滤器4套，二级细滤器两组各两套。一级粗滤器中外壳变形的弗列加过滤器必须修理，而且弗列加过滤器所有密封也要重新更换。需要注意的是，由于弗列加过滤器外壳薄，不能用大力敲打修整。先用铜棒轻轻捶打鼓包变形处，再用双手慢慢用力圆整，同时试戴密封盖，最后感觉刚好盖严方可。一级滤器共有3道密封，都是O形橡胶圈密封。为保证密封良好，每次保养弗列加过滤器时，最好把3道密封圈都换掉。同时，密封压盖周边最好涂硅胶密封。
根据对康明斯柴油发电机组在运行和工作当中的一些常见的典型性故障进行研究和分析，从实际的角度出发，深入并且细致的对故障发生的原因，故障的解决途径方式以及使用操作过程当中需要注意的几点事项进行探讨，力求以此为基础，通过这样的方式更进一步的为有关工作的开展与进行，奠定坚实的理论基础，并且全面的保证柴油发电机组的正常运行，减少使用和操作过程当中的故障。