发电柴油机组冷却水温度升高原因与柴油机市场需求现状分析王世强

发电柴油机组冷却水温度升高原因与柴油机市场需求现状分析王世强

王世强

广西玉柴动力股份有限公司537005

摘要：针对某轮发电柴油机组出现冷却水温度异常升高的故障，基于柴油发电机组冷却水系统的工作原理，对引起故障的可能因素进行了逐一分析排查。结果表明：故障原因系调温阀发生故障，高温淡水未经中央冷却器冷却就再次进入柴油机冷却水系统，致使柴油机组冷却水温度急剧升高。

关键词：发电柴油机组；冷却水系统；市场需求

前言：柴油发动机组应用广泛，处在所属产业链的相对核心的位置。在过去十多年的发展中，柴油发动机生产业形成了一系列的配套企业，很多的柴油发动机组企业更多充当了总承装配者的角色，而柴油发动机组的一些关键的零部件，曲柄连杆、活塞、气缸套、凸轮已交由专业公司生产。专业化分工使得柴油发动机组厂商能更加集中自身的优势，专注于柴油发动机组的设计和制造。

1发电柴油机组冷却水系统特点

1.1冷却水系统基本原理：发电柴油机冷却水系统主要包括两部分，一部分通过中央冷却器用于冷却五台发电柴油机，五台发电柴油机组各自机带高低温淡水泵，打出的水进入滑油冷却器、空冷器、气缸套、喷油器衬托等部位。系统中另设有两台电动低温淡水泵（互为备用）。电动低温淡水泵打出的水用于主空压机、辅空压机、大气冷凝器、主机集控室柜式空调、主配电室柜式空调等的冷却，然后汇总进入机中央冷却器冷却后，再分别进入电动低温淡水泵循环。发电柴油机中央冷却器出口设有自动气动调温阀，以控制进入辅机及其它设备的低温淡水温度。通过阀件的控制，上述五台发电柴油机组、主空压机、辅空压机、大气冷凝器、主机集控室柜式空调、主配电室柜式空调等的冷却也可通过一具辅机中央冷却器完成。

1.2自动气动调温阀基本原理：淡水自动气动调温阀由测温元件（温包）、PID调节器、气缸式定位器和三通调节阀等基本元件构成。自动气动调温阀的原理是：把测温元件装在柴油机的冷却水进机管路上，测温元件的输出信号与冷却水进口温度成正比变化。测温元件输出信号送至调节器，调节器将冷却水温度给定值与测量值相比较得到偏差，然后按某种作用规律输出一个控制信号至执行机构，从而改变三通阀的开度，将冷却水的温度控制在给定值。

2冷却水温度升高原因分析与处理

2.1故障描述：某轮组织码头换电，采用两台发电柴油机并网运行为船舶供电，运行约15min，两台发电柴油机同时出现冷却水温度高报警（达到设定温度90℃），随后温度继续上升至95℃，继而，两台发电柴油机因冷却水温过高安保停车。备用柴油机自动起机并网（电站为自动模式），为船舶供电，机组淡水温度仍呈持续增高态势。

2.2原因分析：一般情况下造成发电柴油机组冷却水温度偏高的原因主要有：（1）淡水水量不足，淡水系统中有空气，管路漏水，膨胀水箱水量不足，膨胀水箱的系统补水阀关关闭。（2）中央冷却器热交换不充分，中央冷却器积垢过多，海水泵损坏，海水滤器堵塞，海水系统管路漏水，系统不畅，阀门关闭等。（3）淡水气动调温阀故障，调温阀本体故障（如机构卡滞、元件损坏等），调温阀供气不足，气路不畅（如滤器堵塞、气孔堵塞等）。而同时出现多台发电柴油机淡水温度偏高，说明是共性问题，是由外围系统所致，按照由易到难原则对故障原因进行逐步分析排查。

2.3故障处理与预防措施：该轮使用的气动调温阀为NAKAKITA型气动调节器，该调节器按照位移平衡原理工作，实现PID控制，从而达到调节控制温度的目的。由于故障情况紧急，而调温阀内部结构复杂精密，对调温阀故障做进一步定位须花费一定时间。因此选择转换使用中央冷却器对发电柴油机组进行冷却，缸套水温度逐渐恢复正常。

后对气动调温阀检修发现，调温阀PID调节器内的放大器气孔堵塞，气压信号和输出信号不同步；波纹管出现损伤，导致调温阀调节失灵。由于暂时没有备件，疏通放大器气孔后，调温阀功能暂时满足使用要求。后续检修对调温阀控制器进行了更换，彻底解决了该问题。针对由于气动调温阀故障，造成多台发电柴油机同时发生冷却水温度升高的问题，作为管理人员。在平时的维护管理中须注意以下几点：（1）定期手动调节设定温度，检验调温阀是否正常动作，尤其在船舶备航、换电等重要工作前；（2）经常检查并清洁气动调压阀滤器，定期放残，避免杂质堵塞气孔；（3）平时尽量启用空气干燥装置，确保调温阀气源干燥清洁。

3柴油发电机组的市场需求现状

我国电力工业的发展进入到一个新的阶段。2001年以来，电力消费总量持续上升，每年以接近15%的速度增长，仅2006年一年全社会用电量就达到28，248亿kWh。其中第一产业用电量占2.9%，第二产业用电量占75%，第三产业用电量占9.9%。城乡居民生活用电量占11.4%。由此可见，城镇地区对电力资源的需求量较大。目前，能源消费存在很大的问题，煤炭消费比重大，能源资源转换率低，非可再生能源与经济和环境的矛盾日益突出，为了解决这一矛盾，政府提出建设一个持续，稳定、经济、清洁的能源供应体系，提倡使用风力发电、水力发电等，但是风力、水力、太阳能都受特定资源所限，不能从根本上解决城镇对电能的持续稳定的需求。风能、太阳能等不稳定电源的使用需要强大的智能电网的支持。集中式的电力供应和单向的电力传输已经不适应新能源的发展。而柴油发电机组具有机动灵活的优势，又具有良好的使用性能，使之成为新能源发展利用的基本保障。柴油发电机组不仅能配合风力、水力发电，还能解决城镇工业、居民用电情况，缓解了资源紧缺与经济快速发展之间的矛盾，也符合国家可持续发展的战略。可见，随着社会水平的提高，用电量也会持续上升，柴油发电机组的需求量更会与日俱增，具有良好的市场前景。

4柴油发电机组的发展趋势

4.1发电机是柴油发电机组的重要组成部分，它将柴油发动机输出的机械能转换为电能输出给工矿企业或个人使用。发电机的性能至关重要，它直接影响输出电能的质量和稳定性。随着社会的进步，各行各业都在使用一些高端的电子设备，这些设备对电力的质量提出了更高的要求，国内很多普通的发电机已远远满足不了它们。目前国内市场的高端发电机都是进口品牌，研发、生产具有自主知识产权的高端发电机是自动化柴油发电机组发展的必然要求。

4.2柴油发电机内置散热系统，散热系统中最主要的构成元件就是散热器，目前市场上的散热器主要是采用铜作为原材料。随着矿产资源的紧缺，铜的供应会越来越紧张，并且价格也在飞速上涨，这就迫使我们寻找新的替代产品，使用新型材料作为散热器芯。铝具有重量轻、散热效果好，资源丰富、价格便宜等特点，铝质材料容易被高温水腐蚀的技术问题已有重大突破，铝质散热器芯将是散热器今后的主要发展方向，生产铝质散热器芯的散热器市场前景广阔。

结束语：柴油机的应用，给我们的生活带来了很多方便，极大的方便了我们的生活方式和工作效率，也逐渐成为我们生活中不可缺少的一部分，供应着很多电器的正常运行。但是，目前创新技术发展慢，传统的柴油发电机组已经满足不了发展的需求，销量也有下降的趋势。所以，今后我们要做的重点是加强创新技术的发展，提高生产效率和使用范围，减少误差，使得柴油发电机组的能够得到更广泛的应用。

参考文献：

[1]郑凤阁.轮机自动化{J}.大连海事大学出版社，1999.

[2]周双喜.电力系统稳定性及其控制{J}.京中国电力出版社，2004.

[3]李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用{J}.北极：中国电力出版社，2002.