天然氣發動機爆燃故障排查與分析

李耀產李小彥楊春社張海娟

（1.吐哈油田機械廠；2.吐哈油田丘東采油廠；3.吐哈油田供水供電處，新疆 哈密 839009）

天然氣發動機爆燃故障排查與分析

李耀產1李小彥1楊春社2張海娟3

（1.吐哈油田機械廠；2.吐哈油田丘東采油廠；3.吐哈油田供水供電處，新疆 哈密 839009）

針對天然氣發動機故障，采用排除法，并借助狀態監測等手段，對故障點進行確認排查。

天然氣發動機；爆燃；缸蓋；氣門

F3524GSI天然氣發動機是美國瓦克夏公司生產的帶渦輪增壓的天然氣發動機組，用于帶動2RDSB-1型壓縮機運行，四沖程，帶渦輪增壓，直列6缸，步進電機調速，IPM-D模塊點火控制，ESM過程控制。額定轉速1000r/min，功率522kW。在運行過程中，出現了排氣管爆燃、帶載困難的現象。

一、故障現象

停機時發動機轉速大幅度波動，無故障原因顯示。再次啟機成功，但在準備加載（關閉壓縮機回流閥）時出現發動機放炮，爆燃，轉速大幅度波動，直至最終故障停機。停機后檢查點火系統時還發現有火花塞斷裂現象。

二、故障分析與排查

1.排查過程

（1）檢查并吹掃空氣過濾器濾芯。

（2）檢查渦輪增壓器。

（3）檢查并更換廢氣旁通閥。

（4）檢查ESM發動機管理控制系統，并跟同機型機組互換檢查。

（5）檢查并更換步進電機。

（6）檢查控制燃氣的步進電機及管線。

（7）檢查并更換混合氣節氣門。

（8）檢查燃氣壓力和空氣壓力。

（9）開機空載運行過程中檢查并用紅外線測溫槍測量發動機各個汽缸的進出口溫度，發現6#缸進氣溫度比其它缸溫高了10℃，排氣溫度比其它缸溫低了40℃左右，認為發動機6#缸缸蓋可能有問題，進氣門可能存在泄漏，但需要進一步核實。

（10）為了核實前面的分析，對汽缸壓力進行測量檢查（表1）。

表1

通過汽缸壓力對比，發現3#缸和6#缸的汽缸壓力偏低，尤其是6#發動缸，只有600kPa，比其它汽缸的壓力低了150kPa左右。基本確定6#發動機缸蓋有問題。

（11）進行狀態診斷，圖1為發動機6#缸的故障診斷分析圖。結合故障診斷分析圖，完全確定6#缸氣門存在嚴重泄漏問題。于是立即檢查6#缸的汽缸蓋。

圖1

（12）吊下6#缸的汽缸蓋，發現一個進氣門有燒傷痕跡，試漏檢查，發現滲漏十分嚴重（圖2），于是立即更換汽缸蓋，缸蓋更換后開機，故障消失。

2.故障分析

圖2

此次故障是由于發動機一個汽缸蓋的氣門、氣門座磨損和腐蝕，造成氣門、氣門座密封不嚴，泄漏所引起的，屬于典型的機械類故障。

TK438

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1671-0711（2015）04-0073-02

2015-01-04）