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摘要：从一次备用柴油机启动失败故障出发，简单的分析了此次备用柴油机组启动失败的原因和相应的改进措施，通过改进措施的执行使得柴油机组的一次性启动成功率得到了极大的提高。
关键词：备用柴油机；磁吸开关；启动马达；启动电压
前言
某电厂一期工程3X390MW燃气轮机发电机组，每台机组各设置一段保安电源，每段保安电源单独配置l台卡特彼勒3512型柴油发电机，容量为1000kW。自2006年投入运行以来，电厂按照机组保养手册规定进行维护保养，主要项目包括：定期更换空气滤、滑油滤和燃油滤、滑油和冷却液等，运行情况一直较好。但至2011年后开始出现柴油机组启动失败故障，对电厂安全运行产生了不良的影响，针对此种情况电厂提出了相应的改进措施，但是在2015年后又有类似情况出现。
事件经过
2015年7月31日运行值班人员试启#1柴油机，在控制臺按下远方启动按钮后，柴油机未能正常启动。柴油机机头控制柜“0VERCRANK”和“FAULT SHUTDOWN”两红灯闪烁，DCS系统报“柴油机组启动失败”，该故障信号为柴油机组连续3次启动失败后发出。就地查看蓄电池组浮充电压为26.7伏，燃油液位、滑油液位、冷却水液位等均正常。在机头复位报警后，要求运行再次启动柴油机组，此时使用万用表查看启动瞬间柴油机蓄电池组电压降至14.7伏。对磁吸开关外部行程螺母进行了检查，未见明显异常，考虑到#1柴油机组启动马达吸磁开关在2015年5月1#柴油机组维保时进行过更换，故首先决定对蓄电池组进行更换。
第二日夜问，#1柴油机组更换了新的蓄电池组。更换蓄电池后，试启柴油机组，电压在启动时降至22伏左右，柴油机组试启两次，每次空载运行了10分钟，试启过程中未发现其他异常。
2015年8月16日，运行值班人员告知在试启#1柴油机组时，再次出现启动失败，故障情况与7月31日情况相同。结合上次检修情况，故障点初步确认在启动马达磁吸开关，随后更换了启动马达磁吸开关，再次起机后机组恢复正常。
磁吸开关的动作过程
启动马达磁吸开关是启动马达的一个重要部件，它有两个作用：一个是把传动齿轮推出去与飞轮连接，使启动马达齿轮与柴油机组齿轮啮合；二是接通启动马达电源的正极，使启动马达能够启动。柴油机启动时，先让磁吸开关通电，传动齿轮被推出去与飞轮连接。在传动齿轮被推出后接通启动马达电源正极，启动马达转动，带动柴油机转动。柴油机启动成功后，磁吸开关断电，传动齿轮由于弹簧的作用弹回启动前位置，启动马达停止工作。
原因分析
该型号柴油机组按厂家维护手册要求柴油机启动时蓄电池的启动电压需大于等于18V，在第一次启动时电压降至14.7V，明显低于厂家要求值，使得磁吸开关的吸力不足，可能使得传动齿轮无法将飞轮推到正常的工作位置，造成启动失败。所以在第一次故障更换蓄电池组后，柴油机可以正常启动，但是当时磁吸开关可能也已经出现了烧损，但仍能够勉強工作。
而第二次启动失败的原因则是由磁吸开关故障造成。磁吸开关的工作状况受到蓄电池电压的影响比较大。如果蓄电池在启动瞬间电压降至较低的水平，会导致磁吸开关的吸力无法克服弹簧本身的弹力，使得接触部分来回分和，产生电弧烧损磁吸开关的触头。当触头烧损后导致接触部分的电阻增大，进一步导致磁吸开关吸力下降，这是一个恶性的循环。图1为磁吸开关解体后触点烧损情况。
由于该磁吸开关更换时间不到3个月，但是烧损情况却比较严重，表明在蓄电池启动电压较低的情况下运行，对磁吸开关的危害是比较大的。
措施及改进建议
针对此次出现的故障情况对柴油机的维护保养，尤其是定期更换制度，进行了以下几点改进：
5.1加强蓄电池电压监测
柴油机蓄电池原定每3年更换一次，但是未能对其启动电压进行监测，考虑到蓄电池长期处于浮充状态，蓄电池的真实容量未做校核。按电厂规定每月会试启两次柴油机，且均为空载运行，对蓄电池寿命存在不利影响。后建议在试启柴油机组时建议测量蓄电池的启动电压，并将数据保存记录，以此作为柴油机蓄电池组更换的重要依据。且如有条件可对柴油机组蓄电池定期进行核容，确保蓄电池处于可靠的工作状态。
5.2加强磁吸开关监测
柴油机组磁吸马达开关原定为每6年进行一次更换，但根据目前磁吸开关的工作情况综合判断，建议在每次柴油机组进行维护保养时（一般根据机组检修周期每2年进行一次保养），解体吸磁开关，对其内部触点情况进行检查，并记录触点烧损情况，依据触点烧损情况确定是否需要更换磁吸开关，而不应固定周期进行更换。
5.3磁吸开关购买渠道需正规
此次故障时柴油机的吸磁开关为2015年5月更换，使用时间仅为3个月，原有的吸磁开关使用寿命均可到3年以上。寿命缩短的原因可能是由于蓄电池电压低导致吸磁开关吸合面不牢固，接触电阻偏大导致。但是也不能排除该吸磁开关本身制造质量问题，故建议以后备件采购需指定卡特彼勒原厂备件。
5.4启动马达升级改造
此外建议将原四极启动马达更新改造为六极启动马达。根据相关资料显示，目前新出厂的同型号柴油机组大部分已使用六极启动马达。六极起动马达电极导电能力强，通流能力大，并能提供更大的启动扭矩。此外六极马达的吸拉线圈及触点进行了密封处理，能够有效应对潮湿的环境，以及海边盐雾的腐蚀。
结论
电厂备用柴油机作为电厂备用电源的最后一道防线，其可靠启动和运行意义重大。随着对柴油机蓄电池和磁吸开关更加科学的维护和保养，能够大大的降低柴油机启动失败的概率。随着上述改进措施的实施，使得柴油机的维护保养更加科学化，也能大大的避免同类故障的再次出现。
关键词：备用柴油机；磁吸开关；启动马达；启动电压
前言
某电厂一期工程3X390MW燃气轮机发电机组，每台机组各设置一段保安电源，每段保安电源单独配置l台卡特彼勒3512型柴油发电机，容量为1000kW。自2006年投入运行以来，电厂按照机组保养手册规定进行维护保养，主要项目包括：定期更换空气滤、滑油滤和燃油滤、滑油和冷却液等，运行情况一直较好。但至2011年后开始出现柴油机组启动失败故障，对电厂安全运行产生了不良的影响，针对此种情况电厂提出了相应的改进措施，但是在2015年后又有类似情况出现。
事件经过
2015年7月31日运行值班人员试启#1柴油机，在控制臺按下远方启动按钮后，柴油机未能正常启动。柴油机机头控制柜“0VERCRANK”和“FAULT SHUTDOWN”两红灯闪烁，DCS系统报“柴油机组启动失败”，该故障信号为柴油机组连续3次启动失败后发出。就地查看蓄电池组浮充电压为26.7伏，燃油液位、滑油液位、冷却水液位等均正常。在机头复位报警后，要求运行再次启动柴油机组，此时使用万用表查看启动瞬间柴油机蓄电池组电压降至14.7伏。对磁吸开关外部行程螺母进行了检查，未见明显异常，考虑到#1柴油机组启动马达吸磁开关在2015年5月1#柴油机组维保时进行过更换，故首先决定对蓄电池组进行更换。
第二日夜问，#1柴油机组更换了新的蓄电池组。更换蓄电池后，试启柴油机组，电压在启动时降至22伏左右，柴油机组试启两次，每次空载运行了10分钟，试启过程中未发现其他异常。
2015年8月16日，运行值班人员告知在试启#1柴油机组时，再次出现启动失败，故障情况与7月31日情况相同。结合上次检修情况，故障点初步确认在启动马达磁吸开关，随后更换了启动马达磁吸开关，再次起机后机组恢复正常。
磁吸开关的动作过程
启动马达磁吸开关是启动马达的一个重要部件，它有两个作用：一个是把传动齿轮推出去与飞轮连接，使启动马达齿轮与柴油机组齿轮啮合；二是接通启动马达电源的正极，使启动马达能够启动。柴油机启动时，先让磁吸开关通电，传动齿轮被推出去与飞轮连接。在传动齿轮被推出后接通启动马达电源正极，启动马达转动，带动柴油机转动。柴油机启动成功后，磁吸开关断电，传动齿轮由于弹簧的作用弹回启动前位置，启动马达停止工作。
原因分析
该型号柴油机组按厂家维护手册要求柴油机启动时蓄电池的启动电压需大于等于18V，在第一次启动时电压降至14.7V，明显低于厂家要求值，使得磁吸开关的吸力不足，可能使得传动齿轮无法将飞轮推到正常的工作位置，造成启动失败。所以在第一次故障更换蓄电池组后，柴油机可以正常启动，但是当时磁吸开关可能也已经出现了烧损，但仍能够勉強工作。
而第二次启动失败的原因则是由磁吸开关故障造成。磁吸开关的工作状况受到蓄电池电压的影响比较大。如果蓄电池在启动瞬间电压降至较低的水平，会导致磁吸开关的吸力无法克服弹簧本身的弹力，使得接触部分来回分和，产生电弧烧损磁吸开关的触头。当触头烧损后导致接触部分的电阻增大，进一步导致磁吸开关吸力下降，这是一个恶性的循环。图1为磁吸开关解体后触点烧损情况。
由于该磁吸开关更换时间不到3个月，但是烧损情况却比较严重，表明在蓄电池启动电压较低的情况下运行，对磁吸开关的危害是比较大的。
措施及改进建议
针对此次出现的故障情况对柴油机的维护保养，尤其是定期更换制度，进行了以下几点改进：
5.1加强蓄电池电压监测
柴油机蓄电池原定每3年更换一次，但是未能对其启动电压进行监测，考虑到蓄电池长期处于浮充状态，蓄电池的真实容量未做校核。按电厂规定每月会试启两次柴油机，且均为空载运行，对蓄电池寿命存在不利影响。后建议在试启柴油机组时建议测量蓄电池的启动电压，并将数据保存记录，以此作为柴油机蓄电池组更换的重要依据。且如有条件可对柴油机组蓄电池定期进行核容，确保蓄电池处于可靠的工作状态。
5.2加强磁吸开关监测
柴油机组磁吸马达开关原定为每6年进行一次更换，但根据目前磁吸开关的工作情况综合判断，建议在每次柴油机组进行维护保养时（一般根据机组检修周期每2年进行一次保养），解体吸磁开关，对其内部触点情况进行检查，并记录触点烧损情况，依据触点烧损情况确定是否需要更换磁吸开关，而不应固定周期进行更换。
5.3磁吸开关购买渠道需正规
此次故障时柴油机的吸磁开关为2015年5月更换，使用时间仅为3个月，原有的吸磁开关使用寿命均可到3年以上。寿命缩短的原因可能是由于蓄电池电压低导致吸磁开关吸合面不牢固，接触电阻偏大导致。但是也不能排除该吸磁开关本身制造质量问题，故建议以后备件采购需指定卡特彼勒原厂备件。
5.4启动马达升级改造
此外建议将原四极启动马达更新改造为六极启动马达。根据相关资料显示，目前新出厂的同型号柴油机组大部分已使用六极启动马达。六极起动马达电极导电能力强，通流能力大，并能提供更大的启动扭矩。此外六极马达的吸拉线圈及触点进行了密封处理，能够有效应对潮湿的环境，以及海边盐雾的腐蚀。
结论
电厂备用柴油机作为电厂备用电源的最后一道防线，其可靠启动和运行意义重大。随着对柴油机蓄电池和磁吸开关更加科学的维护和保养，能够大大的降低柴油机启动失败的概率。随着上述改进措施的实施，使得柴油机的维护保养更加科学化，也能大大的避免同类故障的再次出现。