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柴油發(fā)電機散熱器風(fēng)扇的檢驗與修理 |
摘要:發(fā)電機組運行過(guò)程中柴油機的運轉會(huì )產(chǎn)生大量的熱量,只有通過(guò)水箱散熱器及時(shí)進(jìn)行散熱才能保證柴油發(fā)電機的性能與正常運轉。如果水箱散熱器出現故障,將會(huì )導致柴油發(fā)電機損壞影響發(fā)電機組的運行??得魉拱l(fā)電機廠(chǎng)家在本文中論述了柴油發(fā)電機水箱散熱器常見(jiàn)的故障,并且對故障檢測維修提出了自己的觀(guān)點(diǎn),希望可以有效的保證柴油發(fā)電機組的運行安全。
一、冷卻系統常見(jiàn)故障分析
冷卻系統是柴油機的重要組成部分,它的主要作用是保持柴油機的正常工作溫度,防止柴油機過(guò)熱而損壞,結構如圖1所示。其中,水箱散熱器是柴油機冷卻系統的儲水器,它通常位于柴油機的前部或側面。水箱的大小和形狀根據柴油機的大小和形狀而定,一般來(lái)說(shuō),水箱的容積越大,冷卻效果越好。
1、柴油機過(guò)熱
柴油發(fā)電機運行過(guò)程中,水溫表經(jīng)常出現超過(guò)紅線(xiàn),冷卻液溫度報警燈閃爍,水溫表指針長(cháng)時(shí)間指向紅區并且伴隨著(zhù)冷卻液沸騰的現象。導致柴油發(fā)電機過(guò)熱的原因有,冷卻液不足或出現泄漏現象、冷卻泵損壞或堵塞、散熱器堵塞或出現沉淀現象以及節溫器故障導致無(wú)法打開(kāi)或打開(kāi)不及時(shí)等,都能造成柴油發(fā)電機過(guò)熱。柴油機過(guò)熱現象診斷流程如圖2所示。
2、散熱器漏水
水箱散熱器漏水現象主要表現為冷卻水短時(shí)間內減少,漏水嚴重時(shí)停車(chē)后地面會(huì )出現水跡,有些情況下排氣管也會(huì )出現冒白煙的現象。產(chǎn)生這種現象的原因可能是缸蓋或者缸體出現變形、裂縫,水箱散熱器內部出現水垢以及水銹堵塞水箱散熱器接頭,同時(shí)水封失效、螺栓松動(dòng)等。
3、冷卻液溫度過(guò)低
柴油發(fā)電機在運行時(shí)冷卻液溫度過(guò)低,會(huì )伴隨著(zhù)柴油發(fā)電機動(dòng)力降低,水溫表低于正常溫度,排氣管有爆鳴聲。導致冷卻液溫度過(guò)低的原因可能是水溫傳感器故障,節溫器閥門(mén)長(cháng)時(shí)間開(kāi)啟,溫控開(kāi)關(guān)、風(fēng)扇電機故障等。
圖1 柴油機冷卻系構造組成 |
圖2 柴油機過(guò)熱現象診斷流程圖 |
二、水箱散熱器故障檢測與維修
1、柴油機過(guò)熱故障檢測與維修
(1)檢查方法:
使用紅外測溫計測量水箱散熱器溫度,通過(guò)與水溫計顯示溫度以及檢測儀檢測的溫度數值比較,如果相差很大,表明水溫計工作異常;如果測溫儀測量的溫度數據與兩者都相差很大,則表明水箱散熱器散熱性能下降。
(2)故障檢修:
首先檢查冷卻風(fēng)扇是否散熱良好,外觀(guān)如圖3所示。然后檢查水箱,如果冷卻液溫度過(guò)高,檢查冷卻液是否充足,對機油油量與粘度進(jìn)行測量。將節溫器拆下,對節溫器閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)的溫度進(jìn)行檢查。將水箱蓋打開(kāi)并加滿(mǎn)冷卻液,讓柴油發(fā)電機運行一段時(shí)間觀(guān)察是否有氣泡產(chǎn)生。
2、散熱器漏水故障檢測
(1)檢查方法:
首先應檢查漏水部位。如果油底殼中有水,可能是氣缸襯墊破損、缸蓋松動(dòng)或氣缸套水封損壞。如果水泵下部泄水孔漏水,說(shuō)明水封泄露。如果冒出藍色煙霧,說(shuō)明氣缸墊密封不好。
(2)故障檢修:
檢查散熱器、水泵、機體以及水管連接處是否滲水,用熒光檢測儀甚至可以加壓檢測,如果有漏水則要進(jìn)行維修更換;拔出機油尺,如果冷卻液滲漏進(jìn)機油,對整個(gè)柴油發(fā)電機進(jìn)行檢修,柴油發(fā)電機無(wú)力、排氣管冒白煙需要拆開(kāi)缸蓋、缸體與缸墊進(jìn)行檢測維修、更換。
3、冷卻液溫度過(guò)低故障檢測
(1)檢查方法:
柴油發(fā)電機冷卻液溫度過(guò)低,一般是節溫器工作異常導致。將節溫器放在一個(gè)充滿(mǎn)水容器內加熱,如圖4所示。用溫度表監測溫度。AJR發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度為85~87℃時(shí),節溫器閥門(mén)必須開(kāi)啟;冷卻液溫度約為105℃時(shí),應完全打開(kāi),閥門(mén)最小行程為8mm。若不符合技術(shù)要求應更換。
(2)故障檢修:
發(fā)電機組冷起動(dòng)后,打開(kāi)水箱蓋,如果水流速度快,表明節溫器或者閥門(mén)不能閉合,需要更換或者額外加裝節溫器。
圖3 散熱器冷卻風(fēng)扇外觀(guān)示意圖 |
圖4 柴油機節溫器的節溫器檢測方法 |
三、散熱器破裂的焊修方法
水箱散熱器一般分為標準散熱器和電動(dòng)散熱器,如圖5、圖6所示。水箱散熱器主要失效形式是漏水,其主要原因在于在工作中,風(fēng)扇葉片折斷或傾斜,打壞散熱器水管;散熱器在支架上固定不牢,工作中受較大振動(dòng),使散熱器受到損傷;在冬季,散熱器水管內因有存水而凍裂;冷卻水中的雜質(zhì)在散熱器水管中形成水垢,使管壁遭到腐蝕而破裂等。
1、漏水的檢查
一般來(lái)說(shuō),散熱器經(jīng)過(guò)清洗后,再進(jìn)行漏水檢查。檢查時(shí),可采用下面兩種方法。
(1)將散熱器進(jìn)、出水口堵塞,從溢水管或放水塞部分安裝一個(gè)接頭,打入15~30kPa(0.15~0.30kgf/cm2)的壓縮空氣,將散熱器放入水池中。若有冒氣泡的地方,即為破漏之處。
(2)用灌水的方法檢查。檢查時(shí),把散熱器的進(jìn)、出水口堵塞,從加水口灌滿(mǎn)水后,觀(guān)察是否漏水,為了便于發(fā)現細小裂縫,可以向散熱器內施加一定壓力或使散熱器稍加振動(dòng),然后仔細觀(guān)察,破漏處便有水滲出。
2、焊修散熱器
散熱器的焊修通常采用錫焊的方法。施焊前先將焊處的油污擦凈,再用刮刀刮出新的金屬層,然后適當加熱,烙鐵燒熱后在氧化鋅溶液中浸一下,再粘以焊錫。粘好后再把焊縫修平,用熱水將焊縫周?chē)难趸\洗凈,防止腐蝕。
(1)上、下水室的焊修
上、下水室破漏不大時(shí),可以直接用焊錫修,如破漏較大時(shí),用紫銅皮焊補。焊補時(shí)將銅皮的一面及破漏處先涂上一層焊錫,把銅皮放在漏水處,再用烙鐵于外部加熱,使焊錫熔化,將其周?chē)咐巍?/span>
(2)散熱器水管的焊修
若是散熱器外層水管破裂且破口不大時(shí),可將水管附近的散熱片用尖嘴鉗撕去少許,直接用焊錫補焊。如果破口很大或者中層水管漏水時(shí),則應根據具體情況,分別采用卡管、堵管、接管和換管的方法靈活處理。但是卡管和堵管的數量不得超過(guò)總管數的10%,以免影響散熱器的散熱效果。
① 卡管當散熱器的外層水管破口較大或者破漏在水管背面時(shí),可用卡管的方法焊修。其方法是:將破漏水管附近的散熱片撕去,剪去一段破漏水管,再將下端水管的斷口處和上端水管靠近上水室的位置焊死。
② 補管外水管的破口較大,用焊錫填焊不能修復時(shí),則用補管焊修。補管時(shí),將選好的薄銅皮一面和破漏處分別鍍一層薄焊錫,把薄銅皮緊貼在破漏處,用加熱的烙鐵將其邊緣焊牢。
③ 換管使上、下水室及破裂水管兩端脫焊,并將內部整形,用一根銅質(zhì)扁條(其截面稍小于水管孔徑而稍長(cháng)于水管)加熱至暗紅色插入破水管內,使水管與散熱片脫焊,用平口鉗夾住水管端部和銅條,順著(zhù)散熱片翻口的方向抽出,然后再將銅條插入新水管,將水管裝回散熱器中,抽出銅條,并用焊錫分別將新水管兩端及上、下水室焊牢。
如散熱器的中層水管破漏時(shí),則需將上、下水室用噴燈火焰加熱脫焊后拆除,將破漏水管兩端焊好后,再將上、下水室焊復。
3、注意事項
對于康明斯發(fā)電機一般使用維護人員來(lái)講,主要注意三個(gè)方面的問(wèn)題。
(1)查看風(fēng)扇梗部有無(wú)裂紋,如果有裂紋,應更換或焊修。焊修時(shí)應注意,要切實(shí)焊修牢固。
(2)查看葉片有無(wú)松動(dòng)現象,若有可用重鉚葉片的方法修復。
(3)檢查風(fēng)扇葉片的傾斜角,一般而言,風(fēng)扇葉片的傾斜角為40°~45°,而且每扇葉片的傾斜度應相等。否則,應進(jìn)行冷壓校正。
柴油發(fā)電機組的水箱散熱器冷卻風(fēng)扇修理后,為保證風(fēng)扇運轉平穩,須進(jìn)行靜平衡試驗。其方法是:將葉輪(葉片和架)固定在專(zhuān)用軸上,放在刀形鐵上進(jìn)行檢驗。檢查時(shí),用手輕撥葉片,使帶軸的葉輪在刀形鐵上轉動(dòng),待自動(dòng)停止后,將位于最下面的葉輪做上記號。這樣重復幾次,如果每次居于下部位置的是同一葉片,則說(shuō)明該葉片與其他葉片相比要重一些,可用砂輪將其端面或后側金屬磨去少許,使之達到靜平衡。風(fēng)扇葉片的質(zhì)量差,一般不超過(guò)5~10g,帶軸的葉輪在刀形鐵上轉動(dòng)時(shí),每次停止位于下部位置的葉片可為任意一片,則說(shuō)明風(fēng)扇葉片達到了靜平衡要求。
圖5 電動(dòng)型水箱散熱器示意圖 |
圖6 普通水箱散熱器示意圖 |
四、水箱散熱器泄漏故障案例
通常散熱器中防凍液里有柴油大部分是由于發(fā)動(dòng)機的冷卻系統出現滲漏問(wèn)題,或者是發(fā)動(dòng)機缸蓋及燃油系統密封性損壞導致的。而防凍液里面有機油可能出于缸墊失效引起的,缸墊中的油道和水道密封不好,另外就是缸體開(kāi)裂和機油冷卻器損壞致使機油和水道互通。
1、故障現象
一臺發(fā)電機組配備的是重慶康明斯生產(chǎn)的NTA855型柴油發(fā)電機,大修后進(jìn)行試車(chē),磨合初期運行比較正常,一段時(shí)間后,發(fā)現散熱器水位明顯上漲。經(jīng)檢查,散熱水箱中進(jìn)入大量柴油。檢查油底殼,潤滑油正常。
2、故障查找分析
通過(guò)分析,認為可能的主要原因有:
① 氣缸蓋的柴油道和水道之間有氣孔或裂紋。
② 氣缸蓋內的噴油器孔或銅套有破損、裂紋或變形,如圖7所示。
NTA855型康明斯柴油發(fā)電機采用PT燃油供給系統,PT燃油泵將柴油通過(guò)缸蓋中的柴油通道供向PT噴油器,缸蓋上既有油道和水道,又有柴油道。當工作時(shí),柴油壓力高過(guò)水的壓力(柴油中的柴油壓力為0.8~1.2MPa,水的壓力小于0.6MPa),一旦氣缸上出現氣孔或裂紋使水道和柴油道相通,柴油就會(huì )進(jìn)入水道中。另外噴油器銅套上下兩端與缸蓋接觸緊密,一般安裝銅套時(shí)都必須使用專(zhuān)用工具進(jìn)行擴張,使其與缸蓋密封。銅套中外圍與水道相通,如果銅套出現變形或破裂,O型密封圈損壞,也可能造成柴油道與水道相通,使柴油進(jìn)入散熱器。
3、故障修復
分析原因后,采用氣壓試驗進(jìn)行檢查,如圖8所示。。
(1)拆除進(jìn)油管和回油管,堵住回油管,從第6缸和第6缸缸蓋進(jìn)油口,用氣泵注入0.8MPa的氣體后發(fā)現散熱器的水明顯向外溢出。
(2)接下來(lái),自第3和第4缸缸蓋的進(jìn)油口注入0.8MPa的氣體,發(fā)現散熱器沒(méi)有水溢出。由此可以初步判斷第5和第6缸缸蓋可能存在故障。
(3)拆下第5和第6缸的噴油器銅套均出現嚴重變形和破裂,O型密封圈有損壞。更換銅套及O型密封圈,再進(jìn)行氣壓試驗,確定柴油道和水道不通,安裝試機后故障排除。
造成此類(lèi)故障的主要原因有是:銅套的安裝方法不正確或噴油器安裝時(shí),壓得過(guò)緊。柴油發(fā)電機維修人員在更換、安裝銅套時(shí),首先應使用專(zhuān)業(yè)的安裝工具進(jìn)行安裝,不能直接壓裝噴油器,這樣容易造成銅套安裝不到位、壓壞銅套。安裝噴油器時(shí),注意不要使噴油器固定螺栓的擰緊力矩太大,應根據要求的力矩大小進(jìn)行緊固。
圖7 柴油機氣缸蓋噴油器孔裂紋現象 |
圖8 缸蓋密封性檢測裝置 |
總結:
當柴油發(fā)電機長(cháng)時(shí)間或高負荷運行時(shí),從而導致發(fā)電機組水箱散熱器出現不同的問(wèn)題與故障。水箱散熱器作為柴油發(fā)電機的重要部分,如果出現故障會(huì )嚴重影響柴油發(fā)電機性能。在柴油發(fā)電機水箱散熱器出現問(wèn)題時(shí)要及時(shí)進(jìn)行維修,因此需要掌握一定的水箱散熱器故障現象、原因與維修方法,對其進(jìn)行正確、及時(shí)的維修,保證發(fā)電機組的安全性。
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