維曼發(fā)電機(jī)租賃為您分析氣缸套高頻振動是柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生穴蝕的根本原因
導(dǎo)讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了柴油發(fā)電機(jī)氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機(jī)件穴蝕破壞問題日益引起人們的關(guān)注，尤其是缸套穴蝕已是柴油發(fā)電機(jī)的重要問題，引起國內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問題。隨著柴油發(fā)電機(jī)的功率增加、強(qiáng)載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問題，嚴(yán)重地影響柴油發(fā)電機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。
一般說來，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機(jī)，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的柴油發(fā)電機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí))就會在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)缸套就因穴蝕穿孔而報(bào)廢，此時(shí)缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油發(fā)電機(jī)氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。
1．穴蝕部位：缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在柴油發(fā)電機(jī)的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力 一側(cè)的偏上方；冷卻水進(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對應(yīng)的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應(yīng)忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電化學(xué)不均勻性導(dǎo)致的宏觀和微觀電化學(xué)腐蝕。這兩種腐蝕同時(shí)存在或交替進(jìn)行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。
2.氣缸套穴蝕機(jī)理
1）一般穴蝕機(jī)理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機(jī)理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為：機(jī)件發(fā)生穴蝕的先決條件是機(jī)件浸于液體中，并與液體有相對運(yùn)動，或機(jī)件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時(shí)高壓或瞬時(shí)高真空。在瞬時(shí)高真空區(qū)，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時(shí)，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時(shí)周圍液體急速沖向潰滅處，產(chǎn)生極強(qiáng)的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機(jī)件表面金屬逐漸剝落。與此同時(shí)，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進(jìn)行共同作用致使機(jī)件穴蝕破壞。
2) 柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外圓表面與氣缸體(或機(jī)體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側(cè)推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側(cè)，使氣缸套產(chǎn)生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應(yīng)交替地膨脹與被壓縮。膨脹時(shí)受拉伸作用形成瞬時(shí)低壓，被壓縮時(shí)形成瞬時(shí)高壓。此外，冷卻水進(jìn)口和流動時(shí)產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會形成瞬時(shí)高壓或低壓。在瞬時(shí)低壓時(shí)產(chǎn)生氣泡，瞬時(shí)高壓時(shí)氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學(xué)腐蝕作用而破壞。
3．影響缸套穴蝕的因素：生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式柴油發(fā)電機(jī)氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油發(fā)電機(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。
1）缸套振動。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動強(qiáng)度與以下各點(diǎn)有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運(yùn)動時(shí)，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質(zhì)量和活塞在氣缸中橫擺時(shí)的速度?；钊|(zhì)量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強(qiáng)。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時(shí)缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關(guān)外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關(guān)，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機(jī)體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機(jī)缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結(jié)構(gòu) 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產(chǎn)生空泡。柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應(yīng)小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內(nèi)徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)，有利于降低缸套穴蝕。柴油發(fā)電機(jī)把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。
2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進(jìn)程，但也不宜長期水溫過低。實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時(shí)穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油發(fā)電機(jī)的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。
4．防止缸套穴蝕的措施
除從材料和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)來防止和降低缸套穴蝕外，對柴油發(fā)電機(jī)氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：
（1）缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強(qiáng)化，可有效地防止電化學(xué)腐蝕與穴蝕。
（2）在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕；例如柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外表面安裝鋅帶并堅(jiān)持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。
（3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續(xù)保護(hù)膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。
結(jié)論：在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時(shí)依具體機(jī)型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。
烏東德水電站12號水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子成功吊裝
3月13日上午9點(diǎn)48分，中國第四大水電站——烏東德水電站12號水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子成功吊裝，這標(biāo)志著烏東德水電站 一臺機(jī)組進(jìn)入總裝階段。
金沙江烏東德水電站是實(shí)施“西電東送”的 重大工程，開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧防洪、航運(yùn)和促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。電站共安裝12臺單機(jī)容量85萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，是目前世界上已投產(chǎn) 的水輪發(fā)電機(jī)組。
據(jù)了解，烏東德水電站機(jī)組尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用多項(xiàng)新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，電站建設(shè)既推動了高強(qiáng)鋼板材料、高壓電氣設(shè)備的國產(chǎn)化，又推進(jìn)了工程施工工藝、工法的革新。
在工程建設(shè)中，三峽集團(tuán)秉持創(chuàng)“精品機(jī)組”、“美麗機(jī)電”的管理目標(biāo)，通過質(zhì)量管控和技術(shù)革新，機(jī)組質(zhì)量得到。“已投產(chǎn)發(fā)電的8臺機(jī)組運(yùn)行指標(biāo)均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，此次吊裝的12號機(jī)組轉(zhuǎn)子直徑接近18米，重量達(dá)2100噸，終圓柱度達(dá)到0.38毫米的水平。”三峽集團(tuán)烏東德機(jī)電項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王獻(xiàn)奇說。
“發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子吊裝是工程建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)，隨著 一臺轉(zhuǎn)子成功吊裝，烏東德工程將從高強(qiáng)度安裝向機(jī)組總裝轉(zhuǎn)序，向全部機(jī)組按計(jì)劃投產(chǎn)發(fā)電邁出了堅(jiān)實(shí)的一步?！蓖醌I(xiàn)奇說。
烏東德水電站位于四川省會東縣和云南省祿勸縣交界的金沙江干流河道上，是金沙江水電基地下游河段四個(gè)水電梯級的 梯級。工程于2015年底開工建設(shè)，2020年6月29日首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，計(jì)劃于2021年7月1日前全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。
維曼發(fā)電機(jī)租賃
維曼機(jī)電設(shè)備(黔南市分公司)成立以來，一直秉承“做好自己、做好 出租600KW發(fā)電機(jī)產(chǎn)品、同心同德共創(chuàng)美好生活 ”的經(jīng)營理念，持續(xù)關(guān)注技術(shù)研發(fā)和制造技術(shù)，向社會提供創(chuàng)新優(yōu)質(zhì) 出租600KW發(fā)電機(jī)產(chǎn)品，為人類創(chuàng)造、便捷、舒適的生活。
在柴油發(fā)電機(jī)長期使用過程中會出現(xiàn)積碳，這種問題主要是在燃油、潤滑油燃燒不充分的情況下產(chǎn)生的一種沉積物，嚴(yán)重時(shí)會對柴油發(fā)電機(jī)功率、油耗帶來一定的影響，還會影響柴油發(fā)電機(jī)氧傳感器的靈敏性，影響輸出信號的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)燒惡化，出現(xiàn)嚴(yán)重的尾氣排放超標(biāo)問題。在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，社會各界越來越注重環(huán)境保護(hù)問題，相關(guān)政府部門出臺了相應(yīng)的排放法律法規(guī)，這就需要加強(qiáng)對柴油發(fā)電機(jī)積碳的措施進(jìn)行具體分析。
柴油發(fā)電機(jī)積碳的措施：
1.按照 氣溫選擇柴油牌號：柴油發(fā)電機(jī)在工作的過程中，受到各種因素的影響，生成積碳的現(xiàn)象是不可避免的。工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合柴油發(fā)電機(jī)積碳生成的原因來采取相應(yīng)的措施，從而減少積碳的生成。在選擇柴油牌號的時(shí)候，工作人員要結(jié)合 的氣溫來選擇。一般情況下柴油的零點(diǎn)要比當(dāng)?shù)禺?dāng)月的 氣溫低4℃～6℃，所選擇的柴油要保證在 氣溫的時(shí)候小能出現(xiàn)凝固或者結(jié)蠟的現(xiàn)象。當(dāng)?shù)貐^(qū) 溫度在4℃以上，一般選用零號柴油。當(dāng) 溫度是處于－5℃以上的地區(qū)，一般選用－10號柴油。當(dāng)?shù)貐^(qū) 溫度位于－5℃～－14℃，所適用的柴油是－20號柴油。當(dāng)?shù)貐^(qū)的 溫度處于－14℃～－29℃，所選用的柴油是－35號。一般情況下，在選擇合適的柴油牌號時(shí)，應(yīng)當(dāng)是從該年的十月份到次年的五月份期間選用－35號柴油，其他的時(shí)間段可以使用零號柴油。
2.提高柴油的清潔度：經(jīng)常對油箱內(nèi)的沉淀物以及水分進(jìn)行排放，提高柴油的清潔度，工作人員可以在柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)加注燃油或者清潔柴油。從而對油箱內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行，經(jīng)過30d，油箱內(nèi)的雜能以及水分可以進(jìn)行沉淀，然后再進(jìn)行排放。新加的柴油在沉淀48h之后進(jìn)行排放，從面減少柴油中的雜質(zhì)和水分的含量。提高柴油的清潔程度，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生。
3.正確使用柴油發(fā)電機(jī)：在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要加強(qiáng)對機(jī)油壓力以及溫度變化的監(jiān)控，避免柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過熱工作的現(xiàn)象，保證柴油發(fā)電機(jī)不處于超負(fù)荷的工作狀態(tài)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)停機(jī)的情況時(shí)，工作人員要先卸除負(fù)荷，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)兩分鐘后再停止柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)處于低溫的情況下，避免柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過冷工作的狀態(tài)，工作人員每天在首次使用柴油發(fā)電機(jī)的時(shí)候，一定要保證柴油發(fā)電機(jī)處于怠速。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)啟動正常之后，要先對柴機(jī)油壓力進(jìn)行檢查，等機(jī)油壓力顯示正常后才能對機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行，從而保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，工作人員可以用中等的轉(zhuǎn)速來對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行頇熱，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)的溫度升高到40℃之后才能進(jìn)行負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.選用恰當(dāng)牌號的機(jī)油：一般情況下，柴油發(fā)電機(jī)內(nèi)所使用的機(jī)油黏度都會隨著溫度的變化而產(chǎn)生變化。所選擇機(jī)油的黏度等級應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臏囟?，一般情況下，夏季的時(shí)候可以選用CD15w－40機(jī)油，冬季的時(shí)候可以選用CD15w－30機(jī)油。
5.做好康明斯柴油發(fā)電機(jī)的檢查和保養(yǎng)：為了保證柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員要定期對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查和保養(yǎng)。
1）工作人員要對進(jìn)氣系統(tǒng)的配置進(jìn)行檢查，保存配置處于確的狀態(tài)。要對空氣增壓器以及進(jìn)氣管系統(tǒng)各個(gè)連接部分卡箍進(jìn)行檢查，保障卡箍緊固，避免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象要及時(shí)上報(bào)處理，每年定期進(jìn)行檢查，要對配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查。調(diào)整好進(jìn)氣間隙，保證間隙控制在0.2mm,排氣的氣門間隙控制在0.3mm。工作人員要對緊固缸蓋螺栓進(jìn)行檢查，要將緊固力矩控制在200mm。此外，工作人員還需要對柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣管路進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有積碳現(xiàn)象，必須對進(jìn)氣門漏氣以及配氣相位等進(jìn)行重新檢查。
2）工作人員要及時(shí)對窄氣濾清器的濾芯進(jìn)行清；先或者更換。工作人員要結(jié)合柴泔機(jī)的工作環(huán)境來調(diào)整空氣濾清器清理或者更換的周期，如果發(fā)現(xiàn)濾清器出現(xiàn)臟污的情況要及時(shí)進(jìn)行更換或者清理，然后每次施工作業(yè)之后要對空氣清器內(nèi)的塵上進(jìn)行排出，避免濾清器出現(xiàn)過早污染的現(xiàn)象，或者吸入過多的粉塵。
3）工作人員要對冷卻風(fēng)扇進(jìn)氣通道進(jìn)行暢通檢查，保證吹風(fēng)扇傳動系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)，保證冷卻室密封性能好。此外還要定期清理機(jī)油散熱器、液壓油散熱器等，保證柴油發(fā)電機(jī)的正常散熱。
4）工作人員要定期檢查柴油發(fā)電機(jī)的燃油系統(tǒng)，排出燃油系統(tǒng)中的空氣，定期更換柴油濾芯，如果發(fā)現(xiàn)滲油的現(xiàn)象要及時(shí)處理，特別是噴油器高壓油泵的連接處。
5）在更換機(jī)油或者濾清器濾芯的時(shí)候，工作人員要考慮季節(jié)的變化以及柴油發(fā)電機(jī)的工作時(shí)間，避免機(jī)油出現(xiàn)變質(zhì)的情況，從而導(dǎo)致積碳現(xiàn)象。在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中工作人員要做好對機(jī)油壓力變化的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)壓力出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，要及時(shí)處理，避免燃燒室進(jìn)入過多機(jī)油。
