海上多功能平臺柴油發電機水電阻負荷試驗方法淺析

張純朋

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海上多功能平臺柴油發電機水電阻負荷試驗方法淺析

張純朋

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司, 天津 300452）

本文主要論述了海上多功能平臺靠泊期間，柴油發電機組大修后所做的一次水電阻負荷試驗的試驗方法及相關注意事項。

海上 多功能平臺 柴油發電機組 水電阻 試驗

0 引言

海上石油生產因其巨大的風險性和特殊性給海上生產的設備提出了較高的要求，可靠的設備保障了海上石油生產的順利、安全進行。相對于海上固定的生產平臺，海上多功能移動平臺則可以為海上生產、施工提供工程支持、海上吊裝、電力外輸以及生活支持等“后勤”服務，而平臺電站則相當于海上多功能移動平臺的“心臟”，是一切動力的來源。發電機組始終保持良好的運行狀態是海上平臺生產、安全的重要保證。加強設備預防性維修和狀態監測是保障設備正常運行的主要手段，而水電阻負荷試驗則是為了檢驗設備性能，測試其是否具備標稱能力的主要方法，因此對于海上多功能平臺的生產具有重要的指導意義。

1 水電阻負荷試驗的原理

水電阻試驗是為了測試原動機的負荷能力，在多種工況下的各項參數表現，從而分析原動機的性能狀態，此試驗一般在原動機大修后進行。

水電阻負荷試驗利用水導電性不好的特點，通過調節進入水槽刀閘組合體的深度，進而調節原動機的終端負載。通過監視測量設備記錄、分析原動機參數，進而達到分析其性能的目的。

2 水電阻負荷試驗前的主要工作

水電阻負荷試驗是一項系統的工作，需要多部門共同協作，因此試驗前和試驗過程中需要參加試驗的人員密切配合，聽從指揮方能完成。

2.1水電阻試驗設備檢查

水電阻負荷試驗前，首先應協調相關資源，包括人力、物力。根據試驗的進程做好人員分工，涉及到的各專業應設置聯絡人，統一向試驗總指揮報告。水電阻設備及配套設施應進場準備，柴油發電機組處于良好待用狀態。技術人員應對水電阻試驗設備進行檢查，并記錄檢查數據。

試驗前還應召開試驗風險分析會，由試驗總指揮向參與試驗的各方交代試驗風險及規避風險的措施。同時各方應就試驗的步驟、人員分工等相關細節進行討論，確認每個人的職責和分工，使整個試驗過程有條不紊，順利進行。

2.2水電阻試驗設備安裝后檢查

水電阻設備由專業施工隊伍進行安裝，水電阻安裝人員須對水電阻進行檢查，確保水電阻狀態良好，功能可用。

電纜應從水電阻設備到主配電盤之間進行鋪設，避免與尖銳物和潮濕地面相接觸。電纜鋪設連接完畢，應對電纜外觀及絕緣進行檢查，并記錄絕緣數據。

2.3柴油機啟動前檢查

按照“柴油機啟動前檢查表”對柴油機啟車前檢查和發電機組的絕緣檢查，測量后要求準確填寫各測量值及檢查結果。

2.4柴油機組運轉報警功能試驗

一般的大型柴油發電機組設有潤滑油低壓、冷卻水低壓、冷卻水高溫及超速等安全報警裝置。試驗前應檢驗低壓、高溫、超速等安全報警裝置的報警功能。當上述安全報警裝置實測值達到設定的停機閾值時，柴油機應能發出報警直至自動停機。

2.5運轉檢查

當機組經過外觀檢查、絕緣檢查及報警實驗后，認為機組狀態正常時，可按柴油機使用說明書的規定程序啟動柴油機，經低怠速適當暖機后提升轉速至額定轉速，觀察柴油機有無異常聲響，熱工參數是否在規定范圍內，有無漏水、漏油，初步觀察一下電壓可調范圍。

如以上試驗各項參數均在正常范圍內，即可進行負荷試驗。

3 水電阻負荷試驗

帶載試驗時，須檢驗負荷狀態下柴油機的各缸熱工參數（渦輪后排氣溫度）和各油、水系統壓力及溫度是否在規定范圍內，并記錄發電機在試驗中穩態調整率，注意柴油機在帶載運轉時應平穩，無異常發熱。

1）分工況試驗：

柴油機達到穩態運轉后，將發電機功率因數調整在0.8，試驗各種工況下柴油機組的參數變化。由低負荷逐步增加負荷（負荷由0-25%-50%-75%-100%，每個工況運轉15-30分鐘）。機組空載運轉5min，在25%、50%額定負載分別運轉15min，在75%額定負載下運轉30分鐘后，將負載加到額定功率，轉速調到額定值連續運轉2小時，每15分鐘記錄一次機組各運行狀態參數：燃油壓力、高溫冷卻水溫度、機組潤滑油溫度、排氣歧管溫度、發電機輸出電功率、發電機輸出電壓、電流、頻率和機組功率因數。在各負荷狀態時測量發電機組各運行參數，按要求記錄所有儀表上的示值。試驗過程中，安排專人時刻監測發動機組運轉狀態是否平穩，有無異常響聲。試驗時，各參數一般都采用設備上的儀表進行測量，溫度測量可使用工業級高精度紅外測溫儀。

2）過載試驗

在機組負載試驗后，隨即進行110%額定負載過載試驗，試驗時間為30分鐘,以考核機組的超負荷運轉能力。

3）瞬態調速率和穩定時間測定

柴油機調速靈敏度試驗應在發電機組全負荷試驗結束后隨之進行，試驗前應預先調整好發電機組的分階段負載，以便按階段加負載時使用。

柴油發電機負荷突然變化時，柴油機的轉速將隨之而發生變動，此事調速器應能在規定時間內將轉速控制在規定范圍內，并能穩定地運轉。調速器靈敏度實驗的步驟：機組在額定有功負載工況下（即100%負荷時）運轉5～10 min，突卸全部負載，然后突加50%額定負載，穩定后再加上余下的50%額定負載，記錄轉速變化和穩定時間。瞬時調速率不超過±10%，穩態調速率不大于5%，穩定時間應不大于5s（即從轉速發生波動開始到轉速穩定波動率為±1%的時間）為合格。

①瞬時調速率：也叫動態調速率，系指突加（或突卸）全負荷時，瞬時轉速的最大變動范圍與額定轉速比值的百分數，用1表示。

計算方法：

突加負荷瞬時調速率：

1=(0-1)÷e×100%

突卸負荷瞬時調速率：

1=(3-1)÷e×100%

式中：-0--柴油機空負荷時的平均轉速；

1--柴油機突加負荷后的平均轉速；

2--柴油機突加負荷時的最小瞬時轉速；

3--柴油機突卸負荷時的最大瞬時轉速；

e--柴油機銘牌上標定的額定轉速。

②穩態調速率：也叫靜態調速率，系指當外部負荷改變后，由于機械調速器不能使柴油機恢復原來的轉速，所以再調節過程穩定之后，還存在著轉速差。柴油機從空車到全負荷運轉的轉速差與額定轉速比值的百分數成為穩定調速率，用2表示。

計算方法：

2=(0-1)÷e×100%

式中：0--柴油機空負荷時的平均轉速；

1--柴油機突加負荷后的平均轉速；

e--柴油機銘牌上標定的額定轉速。

水電阻試驗完畢后，應盡快拆除水電阻連接電纜，并回收水電阻設備，拆除電纜前應對電纜進行充分放電，確保放電后方可進行拆除回收。

4 總結

目前我國海上多功能平臺發電機組仍以柴油發電機組為主，因此水電阻負荷試驗是比較常用的試驗主機性能的方法，應于主機大修后就進行。通過試驗，可以了解主機性能狀態，為今后的作業提供依據，為海上多功能平臺安全、平穩運行提供動力保障。

[1] 趙龍慶, 黃英, 伍錦. 發動機—發電機組水電阻吸能裝置電阻計算研究. 兵工學報，2005, 26,(6): 721-724.

[2] 路永坤. 大型移動式發電機負荷試驗站監控系統的研制. 大連:大連海事大學, 2002.

Analysis of Test Method of Water-Resistance Load for Diesel Generator on Multi-purpose Offshore Platform

Zhang Chunpeng

( CNOOC Enertech-Drilling&Production Co. , Tianjin 300452, China )

This paper introduces a method of water-resistance test of diesel generator on movable offshore platform after it is overhauled during the berthing , and presents the relative points for attention.

offshore; multi-purpose offshore platform ; diesel generator; water-resistance; test

TM311

A

1003-4862（2016）03-0006-02

2015-11-18

張純朋(1979-), 男，工程師。研究方向：油田電儀設備應用及維修。