卡特彼勒G3616 型天然氣發動機維保探討

徐太貴，折 明，翁官銳，宋 雨

（中油國際管道有限公司，北京 100028）

0 引言

為解決卡特彼勒G3616 型天然氣發動機維保項目繁瑣復雜等問題，某輸油站場詳細記錄該站卡特彼勒G3616 型天然氣發動機日常維保及中小型維保所做的項目內容，重點剖析8000 h的維保項目內容，通過維保經驗的積累，詳細梳理相關部件的數據，根據維保手冊進行部件的調整及更換。提供該型天然氣發動機的維保經驗參考。

1 某輸油站場天然氣發動機簡介

1.1 G3616 型天然氣發動機簡介

G3616 型天然氣發動機是美國卡特彼勒（Caterpillar）公司生產制造[1]，為G3600 系列16 缸V 形發動機。發動機的旋轉方向從飛輪端看過去是逆時針，氣缸編號1 號缸為發動機右側前端第一個缸，2 號缸為發動機左側前端第一個缸。燃料氣進氣閥1 個，缸徑300 mm，沖程300 mm，排量339.3 L，壓縮比為9.2∶1，額定轉速為1000 r/min，點火方式為火花塞點火，采用渦輪增壓進氣方式[2]。某輸油站場地處緬甸若開邦，為中緬原油管道中間泵站。中緬原油管道和中緬天然氣管道雙線并行敷設，故在設計之初就選用3 臺卡特彼勒G3616 型天然氣發動機作為原動機驅動五級魯爾泵進行原油的加壓外輸。

1.2 天然氣發動機組運轉時間

某輸油站場于2014 年9 月建成運營，3 臺卡特彼勒G3616型天然氣發動機組于2016 年10 月正式投入使用。截止2020年11 月13 日，3 臺天然氣發動機組運轉時間見表1。

表1 某輸油站場3 臺天然氣發動機組運轉時間

某輸油站場的3 臺卡特彼勒G3616 型天然氣發動機組從正式投產截至目前，均已按照廠商提供的維保手冊規定的維保級別分別進行500 h 首保、1000 h 維 保、2000 h 維 保、4000 h 維保以及8000 h 維保。該文具體通過該輸油站場N1222 卡特彼勒G3616 型天然氣發動機8000 h 的維保項目進行分析探討。

2 G3616 型天然氣發動機8000 h 維保項目與檢查情況

根據《卡特彼勒G3616 型天然氣發動機維護保養手冊》，針對G3616 型天然氣發動機的8000 h 維保，具體進行八大系統的維保項目。

2.1 潤滑系統

（1）更換曲軸箱潤滑油，清潔發動機曲軸箱，待潤滑油更換完畢，液位應處于2/3 處。同時采樣油品，采用試紙擴散實驗，比對前期2000 h 維保和4000 h 維保的潤滑油樣品，經過比對發現，此次8000 h 維保的潤滑油樣品并無雜質含量的明顯增加。

（2）檢查并清潔發動機潤滑油粗濾。檢查油濾器差壓，如差壓大于0.084 MPa 時應更換潤滑油濾芯。

（3）調整液位開關，檢查測試潤滑油節溫器，必要時進行更換。

（4）檢查發動機潤滑油油泵，轉動無異常。同時，檢查發動機曲軸箱安全閥，檢查密封圈應正常可靠，必要時可進行更換。最后，檢查并清潔呼吸閥，如匯管存在液體，應及時排出[3]。

2.2 液壓系統

（1）檢查空氣進氣和廢氣旁通蝶閥及其液壓執行機構，并注入適量潤滑脂。

（2）排放液壓油，檢查并清潔油箱，更換液壓油，保持液壓油油位處于2/3 處。

2.3 進排氣系統

（1）檢查并清潔空氣過濾器，更換過濾器濾芯。可對濾芯進行分析，發現濾芯比較臟，可對空氣過濾器結構進行改造，預先過濾空氣。

（2）檢查空氣過濾器和渦輪增壓器之間的連接線，無破損漏氣現象。

（3）檢查并清潔渦輪增壓器軸承間隙，軸向間隙應在0.12～0.16 mm，徑向間隙應在0.44～0.87 mm。采用百分表對軸承間隙進行檢測，發現軸承間隙檢測值均在正常范圍內，無需進行調整。

（4）檢查并記錄發動機氣缸壓力。參考標準值應在125 r/min時缸壓為13.36～17.58 kg/cm2，在壓力過低時檢查活塞組件的配合以及氣門密封情況[4]。此次發動機缸壓檢測數據見表2。

表2 發動機各氣缸缸壓檢測及調整數據（壓力）psi

（5）采用先端可動式內窺鏡對16 個氣缸內部進行檢查，重點查看缸套壁劃痕及活塞表面的積碳情況[5]，檢查發現缸套整體完好，缸壁光滑。部分氣缸活塞頂部存在少許積碳，屬于正常現象，可以正常投用。

2.4 燃料氣系統

（1）檢查并清潔燃料氣過濾器，并更換濾芯。

（2）檢查燃料氣調壓閥，確保其處于正常壓力之間。

（3）檢查預燃室單向閥，必要時進行更換[6]。此次發現16 個缸的預燃室單向閥均有嚴重回火的現象，因此，全部進行更換。

2.5 點火系統

（1）拆卸高壓導棒和火花塞，清潔高壓導棒同時全部更換火花塞[7]。

（2）檢查高壓導線及點火線圈，確保其接觸點無腐蝕氧化現象。

（3）檢查點火系統各連接線無松動，觸點可靠并無腐蝕氧化現象。

（4）檢測發動機氣門間隙，對不符合參考值的氣門間隙進行調整[8]。標準參考值為進氣門0.50 mm±0.08 mm，排氣門為1.27 mm±0.08 mm，注氣門為0.64 mm±0.08 mm，各氣缸氣門間隙檢測數據見表3。

（5）檢查連桿及搖臂，并無發現明顯磨損現象。

2.6 啟動系統

（1）檢查啟動馬達，確保齒輪能夠正常伸縮彈出，無卡頓現象，且齒輪外觀狀況良好。

（2）檢查并清洗啟動器濾網，必要時進行更換。

（3）檢查啟動氣調壓閥，正常壓力范圍應在120～150 psi。

（4）檢查啟動系統管線連接情況，是否存在跑氣漏氣現象。

2.7 冷卻系統

（1）檢查發動機機組的2 個膨脹水箱液位，分別為EJW 和TAW，根據實際情況進行補充，液位應保持在2/3 處。

（2）檢查冷卻系統是否存在漏點。

（3）檢查冷卻液，累計運行2 a 或者累計運行20 000 h 以先到為標準進行更換。

（4）檢查發動機水泵，確保其運轉正常。

（5）檢查水加熱器工作情況，運轉正常。

（6）檢查LOC 冷卻風扇翅片變形情況，如發現變形，予以修復。

2.8 控制系統

（1）檢查電機控制中心（MCC）的各接線是否牢固可靠。

（2）檢查發動機轉速傳感器是否工作正常。

（3）檢查調速器和勵磁電機轉動是否正常。

2.9 其他

（1）檢查曲軸變形量，發動機曲軸變形量不能超過0.003 2"，采用百分表檢測曲軸變形量，數據符合要求，滿足運行要求。

（2）緊固地腳螺栓，發動機前端地腳螺栓頂推螺釘的扭矩值為17 lb·ft，后端地腳螺栓頂推螺釘的扭矩值為29 lb·ft，經過力矩扳手調整后符合運行要求。

（3）采用百分表檢測發動機進排氣門凸出量，16 個缸的氣門凸出量基本在1.64～1.82 mm，符合運行要求。

（4）測量空冷器風扇電機和LOC 潤滑油油泵電機和LOC冷卻風扇電機的絕緣電阻，均＞500 MΩ，符合要求。

（5）測量發動機16 個缸的排氣溫度，均＜600 ℃，符合要求。

（6）測量發動機16 個缸的燃燒時間，均＜15 ms，符合要求。

（7）對機組進行對中測試，檢測數據見表4。

（8）清潔整個發動機機體衛生，檢查各傳感器接線等是否牢固可靠。

3 G3616 型天然氣發動機8000 h 維保部分數據

3.1 發動機缸壓檢測

采用天然氣發動機專用缸壓表等工具，對發動機16 個缸的缸壓進行檢測，并參考標準值。參考條件為轉速達125 r/min時，缸壓標準值在190～250 psi，各氣缸的缸壓檢測數據見表2。

3.2 發動機氣門間隙檢測

采用百分表等工具，對發動機16 個缸的氣門進行檢測，并參考標準值進行調整。標準參考值為進氣門0.50 mm±0.08 mm，排氣門為1.27 mm±0.08 mm，注氣門為0.64mm±0.08 mm，各氣缸氣門間隙檢測數據見表3。

表3 發動機各氣缸氣門間隙檢測及調整數據（寬度） mm

3.3 機組對中檢測

采用激光對中儀檢查法對卡特彼勒G3616 型天然氣發動機進行對中檢查，參考值為角度偏差＜0.127 mm，平行偏差＜0.178 mm，檢查數據見表4。

表4 發動機機組對中數據（長度）

4 結束語

此次針對某輸油站場的卡特彼勒G3616 型天然氣發動機8000 h 維保進行剖析，詳細展示相關維保項目內容及部分重要檢測數據及標準，為相關的卡特彼勒G3600 系列天然氣發動機組維護保養提供豐富的過程參考及數據支持，避免過度維修，節約生產成本。同時，針對G3616 型天然氣發動機8000 h 的維保情況，相關人員可以有針對性地安排日常維保，合理安排備件更換，做到視情維修，能夠有效延長中修時間，從而達到降本增效的目的。