柴油发电机高水温报警停机因由、危害和避免

柴油发电机是生产用电的可靠保证，其安全高效的运转对**平台生产至关重要。柴油发电机高水温是较常见的损坏之一，如不及时排除会延伸成重大设备故障，危害生产，造成不可估量的经济损失。柴油发电机运行时的温度，无论是机油温度还是冷却液温度，都必须在一个正常范围内，对于柴油发电机而言，机油温度较佳运转范围该当在90°至105°，防锈水的较佳温度应该在85°至90°范围内。如果柴油发电机在运转程序中温度超出上述范围甚至更高，就属于高温运转。发热运行对柴油发电机危害较大，应及时解除。否则，水温偏高通常会造成散热器内冷却液沸腾、功率不足、润滑油黏度减轻柴油发电机型号及规格、零部件间摩擦加剧康明斯发电机图片，甚至会引起拉缸、气缸垫烧毁等严重损坏。

      在柴油发电机中燃油燃烧放出的热量约为30%～33％要经过气缸、汽缸盖和活塞等部件散向外界。为了能散出这些热量，需要有足够数量的冷却介质强制连续流经受热件，通过冷却保证这些受热部件的正常稳定温度。因而在多数柴油发电机中均设置冷却系统，保证足够而连续的冷却介质流量以及适当的冷却介质温度。

      从能量利用观点来看，柴油发电机的冷却是一项应予避免的能量损失，但从保证柴油发电机正常作业考虑它又是必需的。柴油发电机冷却有以下功能：首先，冷却可以保持受热件的作业温度不超过材料所允许的限值，从而可保证在发烫状态下受热部件的足够强度；其次，冷却可以保证受热件内外壁面适当的温差，减小受热件的热应力；此外，冷却还可以保证运动部件如活塞与缸套的适当间隙、缸壁工作面滑油膜的正常作业状态。冷却的这些功用通过冷却装置来实现。在管理中应兼顾柴油发电机冷却的两方面要求，既不使柴油发电机因过分冷却而过冷，也不使柴油发电机因缺乏冷却而过热。近代，从尽量减轻冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内外正在进行绝热发电机的讨论，相应发展了一批耐发烫的材料，如陶瓷材料等。

      目前，柴油发电机的冷却方式分强制液体冷却和风冷两种。绝大多数柴油发电机使用前者。

      在柴油发电机强制液体冷却系统中的冷却剂通常有淡水、防冻液、滑油等三种。淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水解除排除其腐蚀和结垢的短处，因而它是目前操作广泛的一种理想冷却介质。柴油发电机对淡水水质的要求通常为不含杂质的淡水或蒸馏水。若为淡水要求其总硬度不超10（德国度）、pH值为6.5～8、氯化物含量不超过50×10-6。当使用蒸馏水或离子交换器发生的完全脱离子水作为冷却淡水时，必须特别注意对淡水进行水处理，并按期化验，确保水解决剂的浓度达到规定范围。否则由浓度不够而发生的腐蚀比操作通常硬水还严重（因无一般硬水所形成的石灰薄膜沉淀物保护）。防锈水的水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为降低腐蚀和结垢应限制冷却水的出口温度不宜超过45℃，因而目前很少使用防锈水直接对柴油发电机进行冷却；滑油的比热小，传热效果较差，发热状态易在冷却腔内出现结焦，但它不存在因漏泄而污染机油盘油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。

      由于受热件作业要素不一样，所要求的冷却水温度、压力和基础构造也各不相同。因而各受热件的冷却装置一般由几个单独的系统构造。通常分为缸套和气缸盖、活塞、喷油器三个闭式淡水冷却装置。

      缸套水箱宝泵出口的淡水由缸套水进口总管进入各缸套下部，沿缸套→汽缸盖→增压器路线进行冷却。各缸出水管全集后，一路经造水机和淡水冷却器冷却，重新进入缸套冷却液泵进口；另一路进入淡水膨胀水箱。在淡水膨胀水箱和缸套防锈水泵之间设有平衡管用于给系统补水并保持防冻液泵吸入压头。

      系统中有温度传感器检测冷却液出口温度的变化，并通发烫力控制阀控制其进口温度。水温较高温度一般不得超过90~95℃（如图1所示），否则水温感应器会将信号传达给控制模块，引起柴油发电机发热报警并指令装置停机（如图2所示）。

      柴油发电机冷却方式有一体和分体的两种。特别注意的是，康明斯分体式中冷装置中，有部分机型中冷器热交换器的冷却面积有可能大于缸套水的热交换器，销售中心服务工程师也经常搞错。由于感觉上缸套水需交换的热量要大得多，但因为中冷冷却温差较小，热交换效率低，故而所需冷却面积较大。新机装配时一定要工厂确认好，以免返工危害进度。冷却器出水温度一般不要超过54度，过高的温度会生成一种化合物吸附在冷却器的表面，影响热交换器冷却效果。

      较先较容易查验的就是水箱宝液位。不要迷信低液位报警开关，有时液位开关的细水管堵塞会误导检验人员。而且高水温停机后必须等水温降下后再补水，不然可能会造成缸头裂开等重大装备故障。

      康明斯发电机专用冷却水实物如图3所示。定期查看散热器及膨胀水箱内防冻液存量，液位低时应及时补充。由于柴油发电机冷却装置中若缺少冷却液，则会影响柴油发电机散热效果，造成柴油发电机发热。

      散热器堵塞有可能是灰尘或其他脏物造成，也可能是有弯曲或折断的散热翅，限制空气流动。用高压空气或水清洁时需注意不要打弯散热翅，特别是中冷器散热片。有时冷却器操作时间太久，会有一层化合物吸附在冷却器表面，危害热交换效果，造成高水温，判定冷却器效果，可用测温枪检测热交换器进出水温差和发电机进出水温差，根据康明斯公司供应的数据就能判定出是冷却器效果不好还是冷却循环有问题。

      风冷柴油发电机还要检查导风板和护罩有没有损坏，损坏会造成热风循环至进风口，危害冷却效果。出风口一般要为冷却器面积的1.1-1.2倍，根据风道的长短和格栅形状而定，但不得小于冷却器面积。风扇叶出风方向不同，护罩装配也有差别，新机安装时需注意。

      按期查验柴油发电机风扇皮带是否松弛及风扇形状是否不正常。由于风扇皮带过松，容易造成风扇速度减轻，造成散热器无法发挥应有的散热能力，致使柴油发电机温度较高。

      皮带张紧度要调整合适，松了固然不良，但太紧会减小支带和轴承的使用年限，如在运转中皮带断离可能会缠绕在风扇上，伤害冷却器，操作程序中有客户发生过类似损坏。此外，风扇变形也会致使散热器的散热能力无法充分发挥。

      节温器外观实物如图4所示。节温器失效可利用测温枪测量水箱进水、水泵进水热交换器进出水温差，做出初步判定。进一步查看需拆出节温器，用水煮，测量开启温度、全开温度以及全开的开度，确定节温器的好坏。康明斯要求6000H检查一次，但一般是顶部或上下大修时直接换掉，中间无损坏不做检验。但如操作中出现节温器损坏故障，需查看防冻液泵风叶是否损坏，检验水箱内是否有节温器残余物，防止对水泵造成进一步伤害。

      这种可能比较小。可能叶轮故障，也可能叶轮脱开，可以通过测温枪、压力表综合预判后再确定是否拆开查验，而且需与系统进空气的现状区别开来。水泵下部有一泄水口，此处滴水表明水封失效，有的机器会由此进入空气至装置危害循环，造成高水温。但如新替换水泵此处有一分钟几滴滴漏现象，可暂不处理，观察使用，部分磨合一段时间就不再滴漏。

      系统有空气会影响水的流动，严重时会造成水泵失效，系统停止流动。甚至有发电机曾产生过运行时水箱水不停溢出，停机时低位报警，公司服务站误判，以为是某缸燃烧气体漏进冷却装置，更换了所有16缸的气缸垫，但是运转时损坏依旧。康明斯发电机公司到现场后，从发电机较高点排气，排气结束后，发电机运转正常。因此在消除损坏时必须确信已清除类似状况再做大的维修作业。

      某单位一台康明斯发电机组，开机前查看时发现有水从润滑油量油尺孔边缘不断地向外滴，散热器中的水箱宝已所剩无几。

      经领会可知，康明斯发电机组发生该损坏前，在工地上施工，一直没有发现异常状况。说明冷却水是在柴油发电机停机后泄漏到曲轴箱中的。而致使该故障的起因具体有机油冷却器泄漏或者气缸套封水阁损坏。所以首先对机油冷却器进行加压试验，即拆掉机油冷却器的防冻液以及润滑油的进口和出口连接管，然后堵住防锈水出口，在水箱宝进口处通以一定压力的水，结果发现润滑油口有水流出，说明渗水的故障出在机油冷却器内。冷却水泄漏故障是冷却器芯焊接处开焊造成的，而且可能是在柴油发电机停机过程中产生的，于是柴油发电机组作业结束时，没有发生异样现象。但是当柴油发电机熄火后，润滑油压力接近零，而散热器有一定高度，这时防锈水压力大于润滑油压力，防锈水就会从冷却器芯开焊处流入油底壳，从而造成水从机油量尺孔边缘向外滴的情形康明斯低噪音柴油发电机组。

      拆解机油冷却器（外观如图5所示），找到了开焊处的位置，重新焊好后故障即被解决。

      一台康明斯B系列柴油发电机。该机在修理厂进行大修时，更换了活塞、活塞环、轴瓦等零部件，磨削了汽缸盖平面，替换了气缸套。大修完毕后，在厂内进行磨合时未见异常，但交付机主操作后，出现冷却水温度偏高的故障。据操作人员反映，该机在达到正常工作温度后，再运转3～5km，冷却水温度便会达到100℃。若停放一段时间，待水温降低后继续运转时，在很短的时间内又会升高到100℃。柴油发电机没有异响，也未见有水从气缸体渗出。

      柴油发电机没有异响，排气管冒烟也基础正常，可以预判气门、气门与导杆等配合间隙基本正常。首先用压缩压力表对气缸气压进行测定（如图6所示），然后再对冷却系统进行基本检验，未发现漏水、渗水的情形，散热器里的防锈水位也符合规定。起动后检查水泵的运行状况时，也没有发现异常，而且散热器上、下水室没有明显的温差，但是发现有少量气泡，于是怀疑是气缸垫冲坏了。因此，拆下汽缸盖后检查气缸垫，却没有发现明显的烧蚀现状。经过仔细观察发现，气缸套顶部高出气缸体上平面的部位有一个破损，装上汽缸垫时，其活塞孔正好套在破损处的外圆上，且气缸垫与破损口的上平面平齐。由此可以预判是因为气缸垫密封不严引起高压燃气窜入水道，造成冷却水温度较高。

      更替汽缸套，并且按规定扭力拧紧缸盖螺栓后，再没有产生冷却液温度偏高的情形。

      柴油发电机长时间超负荷工作，会使其油耗增加、热负载升高，从而发生水温过高现象。为此，应避免柴油发电机长时间超负载工作。

      发电机拉缸会产生大量热量，使机油温度、缸套水温升高。拉缸严重时油底壳透气口会排白烟，但轻微拉缸只能看到水温偏高，曲轴箱透气无明显变化，如再观察不到机油温的变化，很难预判。在水温不正常高时可作为一个可能，将油底壳道门打开，检查缸套表面，及时发现问题，避免严重拉缸故障发生。巡视时需每班检验油底壳透气口出气现状，发现有白烟或出气明显加大一定要停机查验，如缸套无不正常则须考虑是否有轴承润滑不良造成机油发热，同样会在油底壳透气口发现出气变大状况。一定要查明起因解决后再运转机器，预防重大装备损坏的产生。

      以上所列是可能的几种缘由，预判时可从简到繁，结合其他可能的故障情形，找出缘由所在。新机组或大修试车时一定要检测记录好各负荷工况下冷却器进出口、机器进出口水温，各润滑点温度等数据，便于机器不正常时对比数据，及时查处不正常点。如简易排除不了，可以多测量几个温度点，利用以下理论简述，寻找故障因由。

      如果柴油发电机处于“干烧”的状态，也就是无冷却水状态下运转，这种状况采用任何防冻液浇散热器的步骤降温都基础无效，柴油发电机运转也不能散热。首先在着车状态下，应打开机油加注口，迅速加注润滑油，这是由于在彻底缺水状态下，柴油发电机润滑油会随之大量发烫蒸发，必须迅速补充。然后加完润滑油必须熄火，采取任意策略让柴油发电机熄火断油。同时运转启动机，被动运行柴油发电机，可连续10秒运转，间隔5秒停顿，保持此频率。宁可损坏一个起动机，也要保住柴油发电机，较大程度防止粘缸、拉缸等严重损坏。因此，需要给予冷却系统防止方案。

（1）防冻液泵出口压力应调整在正常工作范围。通常淡水压力应高于防锈水压力，避免冷却器泄漏时防冻液漏入淡水中，导致其变质。

（2）淡水温度应根据说明书的规定调整至正常工作范围。勿使淡水出口温度过低（造成热损失增加、热应力增大、低温腐蚀）或较高（使缸壁滑油膜蒸发、缸壁磨损加剧、冷却腔内产生汽化、缸套密封圈迅速老化）。对于中高速柴油发电机，通常出口温度可控制在70℃～80℃（不烧含硫重油时），低速机可控制在60℃～70℃；进出口温差不大于12℃。通常淡水出口温度以接近允许上限为宜。

（4）在运转中，调整淡水温度可以利用水箱宝管路上的旁通阀来调节进入淡水冷却器的冷却水量，或者利用淡水管路上的旁通阀来调整进入淡水冷却器的淡水量或调整冷却液温度。现代新建的发电机组多装设淡水和滑油温度自动调节装置，它们的调节阀多装在淡水和滑油的管路中，以控制进入冷却器的淡水量和滑油量。

（5）查看各缸冷却水的流动情形，如需调节冷却液流量，应调节冷却液泵的出口阀，同时注意调节转速应尽量缓慢。防冻液泵的进口阀应始终处于全开位置上。

（6）当发现汽缸冷却水压力波动而调整无效时，一般是由于系统中有气体存在造成，应尽快查明原因并排除。

（3）查看冷却水滤器和防锈水阀是否被杂物堵塞。在寒冷地区航行时，应加强对防锈水管系的管理，防止海底阀被冰块卡死，并应保证防冻液进入冷却器的温度（25℃）。

（4）较好每周一次查看防冻液质量，测量水解决添加剂（如缓蚀剂）的浓度应在其说明书规定范围内，pH值（在20℃时应为7～10）和氯化物浓度（不大于50ppm）。通过这些指标的变化可大致预判冷却装置的工作状态。如若氯化物浓度增加，则表示有防冻液漏入；pH值减少说明有排气漏入。

（5）在运转时，要检查通风装置是否顺畅，使柴油发电机得到充分的空气流动，极大地提高柴油发电机的散热能力，减小高温的风险。

      针对柴油发电机发烫现象，合理的防范步骤和清除措施是减小柴油发电机运转不顺畅的风险、**柴油发电机正常的生产效率及其使用年限的必要保证。可以通过多个方面改良柴油发电机的环境、增强柴油发电机的部件质量以及采取维护手段来降低其发热现象的风险程度，从而更好地保护和利用的柴油发电机组。柴油发电机高水温故障很易见，但只要及时发现一般不会对柴油发电机组造成重大伤害。发现后尽量不要紧急停机，不要急着补水，待负载卸掉后再停机。以上是结合康明斯发电机组服务站培训资料及现场服务的一点心得，希望以后与各位同事共勉，齐心协力维护好发电设备。