天然氣發動機缸溫溫差大故障分析及處理

李耀產

（吐哈油田公司機械廠，新疆 哈密 839009）

天然氣發動機缸溫溫差大故障分析及處理

李耀產

（吐哈油田公司機械廠，新疆 哈密 839009）

對油田公司16SGT/W74壓縮機組動力端缸溫溫差大的原因進行了分析，使用故障排除法解決了問題。

天然氣發動機；16SGT/W74；缸溫溫差大；故障診斷；排除法

鄯善采油廠丘陵聯合站5臺原料氣增壓裝置采用美國庫伯公司生產的16SGT/W74壓縮機組，壓縮端為W74型4缸整體對置往復式2級壓縮機組，動力端為V型16缸帶渦輪增壓器和中冷器的天然氣發動機，機組額定功率為1976kW，轉速范圍600～900r /min，單臺機組日產25萬m3天然氣。該機組通過兩級壓縮將集輸天然氣壓力由0.1MPa提高到3.2MPa，高壓天然氣為下游制冷機膨脹機工藝提壓。

一、故障現象

自2014年11月以來3#機組在正常加載運行過程中出現缸溫溫差大報警，并伴有偶發性轉速波動大及個別缸爆震現象，計算空氣蝶閥輸出波動大，輸出值為0%～8%，機組已無法正常運行。

二、故障診斷

1.故障可能原因

（1）CPU90點火系統故障。若CPU90損壞或者線路虛接、接地會導致斷火、點火順序和點火時間紊亂，部分缸不工作或工作不正常，造成缸溫溫差大。

（2）進排氣門損壞。

（3）進排氣門間隙不當。

（4）燃氣門間隙調節不當。

（5）空燃比控制系統故障。

（6）其他系統故障。如排溫熱電偶虛報參數；空氣管線堵塞導致左右排空氣流量不一致，都有可能導致發動機缸溫溫差大。

2.故障分析

通過觀察FT50控制盤參數顯示模塊后發現，發動機缸溫分布為左排缸缸溫高，右排缸缸溫低，屬于整體溫差大故障?？梢耘懦M排氣門、燃氣門間隙調節不當、熱電偶虛報缸溫及CPU90故障造成的個別缸溫溫差大故障。

將撥碼盤撥到81發現FT50計算的空氣蝶閥開度輸出值變化較大，變化范圍為0%～8%，變化大可能空燃比系統出現故障。

空燃比控制系統是閉環PID控制系統，系統如圖1所示。當負載、轉速和空氣匯管壓力變化時，PID調節器根據程序設定的K2值和壓力值，輸出定空燃比的空氣蝶閥開度值，從而保證進入燃燒室的空氣壓力和流量恒定。

圖1 空燃比控制系統結構及控制圖

若儀表風壓力過低、調壓閥調壓過低，FT50控制系統PID模塊根據工況會增大蝶閥開度，撥碼盤80開度會變大，而現場計算開度卻很小。通過此排除儀表風和調壓閥的故障。

撥動FT50撥碼盤54、55、30及31后發現左右排空氣匯管壓力和溫度偏差較大，偏差如表1所示。通過表1可以看出右排空氣匯管壓力先對左排壓力高，在發動機負載一定，燃氣需求一定的情況下，右排空氣壓力小，進入左排缸的空氣流量小，左排溫會變高，同時左排空燃比降低，過低的空燃比會導致燃燒室發生爆震現象。若壓力變送器出現故障，則FT50檢測到的壓力只能是0PSI，此時PID調節器輸出的蝶閥開度只可能是100%，所以排除壓力變送器故障。根據排除法，故障部件可能為I/P轉換器、比例閥、蝶閥或者蝶閥執行器。

表1 左右排參數偏差對比表

三、故障處理

機組停機后，正常情況下FT50控制系統輸出蝶閥開度為100%,檢查空氣蝶閥和蝶閥執行器，發現左排空氣匯管蝶閥開度為100%，右排空氣蝶閥開度為80%，若I/P轉換器和比例閥出現故障，則左空氣匯管蝶閥開度不可能是100%，所以排除I/P轉換器和比例閥故障。機組停機后，正常情況下可以用力推動蝶閥執行器連桿，但用力推動右排蝶閥執行器連桿時，連桿沒有動作，說明蝶閥失去調節空氣流量的作用，拆解右空氣碟閥后發現空氣碟閥的活塞卡死并損壞，已無法繼續使用。

更換右排蝶閥執行器和調整好蝶閥執行器連桿尺寸，機組加載0.5h后，發動機左右排缸溫溫差變小，控制面板溫差大故障燈不再閃爍。

撥動FT50撥碼盤顯示左右排空氣壓差和溫度進一步縮小，FT50空氣蝶閥開度在40%左右，爆震現象消失，機組實現了平穩運行。

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1671-0711（2015）03-0060-02

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