孙章勇
成都市兴蓉环境股份有限公司 610041
摘要：本文针对成都某自来水厂柴油发电机组出现的高温保护跳闸故障，通过对专项实验测试的分析，深入剖析故障原因，提出解决发电机房通风量不足的办法，并探寻在发电机运行管理方面的需要重点关注的问题。
关键词：柴油发电机组；通风量
1背景
成都某自来水厂厂区柴油发电机散热系统为一体式散热系统，散热水箱安装在发动机前，通过发动机驱动的风扇将热空气吹过散热器芯，带走热量。系统主要部件包括发动机驱动的风扇、循环水泵、散热水箱和节温器。机房的通风采用带百叶窗的自然式进出风口设计，机组自投入运行，在两年时间内，有个多次连续带负载超过8小时的运行情况，运行状态均正常。但在2015年8月底，在一次连续运行3小时之后，出现了高温保护跳闸的故障，虽然现场经过一系列检查处理后，再次恢复运行，但查找故障原因仍然刻不容缓。
.png)
2故障原因分析
根据控制器历史数据反馈，故障停机原因为冷却液高温保护动作，实时数据显示，当时冷却液温度为99℃，超过了高温保护停机设定温度值（98℃）。现场对发电机组进行降温处理，并对各关键部分检查后，再次将发电机组投入运行。根据现场处置情况，并结合发电机组的实际工况，初步推断导致冷却液温度异常上升的主要原因可能为：发电机房通风量不足、节温器损坏。
为进一步找到故障原因，在环境温度、负荷等于故障出现时相一致的条件下，开展了对发电机组的测试运行，并不间断监测了发电机组水温、频率、转速、电流等关键参数，数据如表1所示，具体分析如下。
.png)
2.1节温器故障
节温器作为发电机冷却循环系统中的一个重要部件，其主要工作原理为：通过其中的金属弹簧热胀冷缩的物理性质，在冷却液温度达到一定程度后随着温度升高，节温器逐渐打开，让内循环冷却液进入风冷管道，通过风扇对冷却液降温后继续循环冷却发电机组。节温器的动作温度范围为76℃-80℃，如节温器出现故障，在温度上升到上述温度区间时，节温器不能及时打开，会导致带有大量热量的冷却液不能通过散热器散发热量，造成柴油发电机组冷却液温度的快速上升，直至机组高温保护停机。
根据对8月25日当天的故障处置分析，在对发电机组降温处理并重新运行后，在持续带负荷工作3小时以上并未出现温度积聚上升的情况，冷却液温度能稳定在80℃左右。另外在9月1日发电机测试过程中，就水温随时间变化的曲线（见附表2）显示，在连续5小时的运行过程中并未出现水温的持续性上升及升温速度的快速提高。由以上情况综合判断，节温器动作正常，即造成柴油发电机组高温保护停机的原因不是节温器故障。
2.2发电机房通风量不足
发电机热量的散发，是依靠热交换的原理，通过空气流动源源不断的将热量散发到机房外，从而确保发电机组的运行安全。
在实验过程中，分别设置了发电机房打开和关闭两种状态，对冷却液温度进行记录观察发现。由图3中曲线3-1、3-2可看出，在发电机房封闭状态下水温在运行中呈持续上升趋势，而根据曲线3-3、3-4，在开门通风后水温有明显的下降并且能维持在一个稳定水平上（80℃以下）。进一步分析，当机房门处于关闭状态时，进风量主要有机房进风口的通风量决定，由于风量不够，造成机组散发的热量不能及时带走，进而造成冷却液温度持续升高，而当机房门处于打开状态时，冷却液温度急剧下降。
综上分析，可以判断，造成发电机组高温保护跳闸故障的主要原因就是进风量不够。
3通风量设置存在的问题
通过实验测试分析，发电机组高温保护故障停机的原因为机房通风量不足，通过对发电机房通风系统设置情况进一步分析
3.1通风系统设置
（1）发电机组散热器芯为正方形，面积S1为3.24平方米。
（2）进风口为长方形，安装有固定式百叶窗，面积S2为4.5平方米，在进风口通道内设置有过滤网及吸音棉。
（3）出风口为长方形设置，并安装有固定式百叶窗，面积S3为4.2平方米。
3.2存在的问题
（1）根据发电机组排风量的要求，机房排风口面积应不小于散热器芯面积，在使用固定式百叶窗时，排风口尺寸应增加25%-50%，由3.1描述，排风口尺寸S3满足要求。
（2）根据发电机组排风量的要求，机房进风口面积应不小于散热器芯面积，在使用固定式百叶窗时，进风口面积应增加25%-50%，由3.1描述，进风口尺寸不能满足。
（3）由于固定式百叶窗在使用过程中老化变形等因素，间接缩小了进出风口的通风面积，随着使用时间的延长，造成发电机组实际进风量无法满足要求。
4解决方案
针对这个原因，从两个方面入手，提出问题的解决方案，发电机房进出风口进行改造，考虑到增加进风口通风面积难以实现，主要围绕增加实际进风量进行改造。改造后的进风口如图2所示。
（1）将进风口及出风口固定式百叶窗改造为镀锌钢丝网。在进出风口安装固定式百叶窗，主要作用是防止异物通过进出风通道进入发电机房，影响机房运行安全。但是受现有通风口尺寸的影响，在安装百叶窗之后，特别是百叶窗老化变形后，大大降低通风量。本次改造，拆除原有固定式百叶窗，改为孔径为10mm的镀锌钢丝网，在增加通风量的同时，发挥了比百叶窗更好的保护作用。
（2）拆除进风井内的吸音棉。安装吸音棉是降噪措施的一部分，但是在进风井内安装吸音棉，必然造成风阻，大大影响进风量。根据发电机房的设计图，在进风井内设置有隔离墙，而隔离墙对减低噪声非常有效，根据声波的传播特性，当声音传导是通过90°角的管道或障碍物时，高频噪声就会大大减小。根据这一原理，对拆除吸音棉的后进行了发电机组运行测试，噪声均低于80分贝，满足安全要求。
为了验证改造效果，对发电机组开展了连续8小时的运行测试，测试运行温度情况如表3所示。
.png)
从表3数据可以看出，改造后，发电机组在连续运行过程中，运行温度都比较稳定，在随后的多次运行过程中，运行情况都比较稳定。
.png)
附表3：冷却液温度随负荷的变化曲线
.png)