延長固定柴油發電機組使用壽命的實踐應用探討

何秀強，韓 雷，翁敦武

（中國移動通信集團海南有限公司，海南 ?？?570000）

0 引 言

本次機樓柴油發電機組延長壽命改造涉及某個核心局樓2臺威爾信P2000E固定柴油發電機組，一主一備供電方式，發電機組單臺最大功率：1 600 kW,額定電流：3 200 A；發電機組的相電壓：230 VAC，線電壓：400 VAC；頻率：50 Hz；接線方式：Y接三相四線。柴油發電機組于2000年入網，2016年達到設備更新時間，經檢測性能，發現單臺機組帶載能力分別僅為1 150 kW和1 250 kW，帶載率為72%和78%，性能下降嚴重，機組供電能力已經不能滿足一主一備的供電方式，為充分發揮設備投資的效益，結合機組使用情況，對機組進行整體評估后，針對機組發動機部分連接處密封墊老化、控制系統老舊等易損件于2017年4月進行改造，以提高機組的整體性能，滿足運行質量要求，延長其使用年限[1]。

1 機組大修及控制系統升級改造實施方案

1.1 局樓固定柴油發電機組大修

局樓固定柴油發電機組大修內容如下：

對發動機排氣系統、燃油系統、潤滑系統、冷卻系統進行全方位的檢修、檢測；

對渦輪增壓器、水泵、機油泵、燃油泵、調壓調速等部件檢修；

清除缸內積碳，測試發電機的絕緣；

易損件如風扇和充電機皮帶、老化膠墊更換等工作；

重新裝配發動機后對機組進行啟動、運行、并機、帶載測試，確保大修后的機組性能符合運行質量要求[2]。優化整治內容明細如表1所示。

表1 優化整治內容明細

續表1

局樓固定柴油發電機組雖然已超期服役3年（更新周期15年），但考慮機組使用頻次低，機組按時保養，性能相對穩定且更換成本較高的原因，本次通過機組大修改造，解決了機組密封部件和控制系統易損件及老化問題，同時通過清除機組缸內積碳，排除機組潛在的故障隱患，進一步提高了機組運行穩定性，有效延長了機組使用壽命[3]。油機機組發動機部分大修如圖1所示。

圖1 油機機組發動機部分大修圖

1.2 控制系統升級改造

對控制系統的控制元件、線路及并機系統進行更換升級改造，原機組開關柜、輸出開關、母排等電器件不做更改。具體如下文所述。

（1）將新版的數字化并機控制系統臨時并行接入到原來的模擬化控制系統進行試運行，并通過新版的控制系統對機組進行運行、并機、帶載等控制調測，確保新版的控制系統工作正常；

（2）將原來的模擬控制系統元器件、線路逐臺拆除后安裝新版的數字化并機控制系統，以代替原來的模擬控制系統[4]?？刂葡到y升級改造項目如表2所示。

表2 控制系統升級改造項目

本次油機控制系統升級改造主要是將原加拿大湯姆遜并機柜系統GCS2000S的指針式儀表更換成數字式液晶顯示屏,將模擬控制方式的同步器SYC6714、負荷分配器LSM672、介面卡、PLC等控制模塊更換為數字化并機控制器，具體如圖2所示[5]。

圖2 油機控制系統升級改造圖

1.3 改造周期

改造周期：15天 /2臺。

1.4 費用估算

費用估算：48萬元 /2臺。

2 改造后整機系統測試

1#油機突加突減特性曲線如圖3所示，測試數據如表3所示。

圖3 1#油機突加突減特性曲線

表3 1#油機突加突減特性測試數據

2#油機突加突減特性曲線如圖4所示，測試數據如表4所示。

圖4 2#油機突加突減特性曲線

表4 1#油機突加突減特性測試數據

3 測試結果

該機樓1#、2#機組大修后輸出功率達到額定功率的80%且連續運行70 min,水溫正常；當機組輸出功率提升到機組額定功率的85%，連續運行50 min，水溫正常；當機組輸出功率提升到機組額定功率的90%，連續運行20 min，水溫達到95 ℃高溫告警?；诟脑旌蟮墓r測試結果，省公司網絡部組織技術人員進行技術鑒定，1#、2#機組最大輸出功率為機組額定功率的85%，較改造前1#、2#機組最大輸出功率為機組額定率72%和78%，帶載能力提升了13%和7%，機組于2017年4月改造完成，至今機組運行正常，機組帶載能力穩定。

4 結 論

機組大修和其控制系統改造需要24萬元/臺，若機組整體報廢替換費用將高達300萬元/臺，且機組更換周期長，保障難度大。本次機組大修及控制系統升級改造，解決了機組密封部件和控制系統老化問題，機組運行參數、指標、性能狀況等均符合要求，機組使用壽命延長了6.5年，同時，通過清除機組缸內積碳，排除機組潛在的故障隱患，進一步提高了機組運行穩定性。核心機樓外電均采用2路市電+1路油機供電模式，油機屬于后備應急電源，省級市電相對穩定，機組使用周期內，機組應急發電次數少且供電時長較短，機組整體性能相對穩定，當柴油發電機組應急發電服役超期時，建議通過整體評估，采取相應的維修措施，節省改造成本，降低應急保障周期長風險，實現小改造大收益。