船舶發(fā)電機(jī)常見故障與智能故障診斷方法

張躍年

（大連希云自動(dòng)化有限公司，遼寧大連116001）

船舶發(fā)電機(jī)常見故障與智能故障診斷方法

張躍年

（大連希云自動(dòng)化有限公司，遼寧大連116001）

結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)分析船舶發(fā)電機(jī)故障產(chǎn)生原因，并給出相應(yīng)的解決措施，促進(jìn)發(fā)電機(jī)故障維修技術(shù)水平的提高。

船舶發(fā)電機(jī)；故障診斷；應(yīng)對(duì)措施

引言

目前船舶發(fā)電機(jī)組設(shè)備正朝著智能化的方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜、功能更為全面，加上發(fā)電機(jī)長時(shí)間高頻率的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，造成其故障發(fā)生幾率不斷提高。基于此本文在分析智能故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，以具體故障為案例，分析診斷方法及預(yù)防措施，促進(jìn)船舶發(fā)電機(jī)故障維修技術(shù)提高，推動(dòng)水運(yùn)事業(yè)發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

1　船舶發(fā)電機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

船舶發(fā)電機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以從軟件及硬件設(shè)計(jì)兩方面入手。筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的同時(shí)，給出相關(guān)的解決措施。

1.1軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1.1信號(hào)的采集

船舶發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測中采用傳感器設(shè)備，后者將發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，接著對(duì)電信號(hào)采用預(yù)處理與A/D轉(zhuǎn)換。發(fā)電機(jī)傳感器設(shè)備監(jiān)測所得數(shù)據(jù)是故障診斷過程中的主要依據(jù)，故障診斷中需要參考的數(shù)據(jù)包括靜/動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)等［2］。

1.1.2信號(hào)處理分析

這個(gè)環(huán)節(jié)主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行篩選，在分析信號(hào)中提取出有用的特征數(shù)據(jù)，常見的有抑制干擾、頻譜分析等，確保故障診斷過程中有詳細(xì)全面的數(shù)據(jù)可以參考。數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)完成后，需要將這些數(shù)據(jù)傳送到機(jī)艙的控制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析［2］。

1.1.3診斷單元

診斷單元主要是對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并對(duì)比歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定船舶發(fā)電機(jī)故障部位及運(yùn)行狀態(tài)，方便后續(xù)維修工作的順利進(jìn)行。發(fā)電機(jī)故障診斷過程中不但需要有完善的診斷策略，還需要了解故障產(chǎn)生的原因，這樣才能從源頭上預(yù)防故障的再次發(fā)生。

1.2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

船舶發(fā)電機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要包括計(jì)算機(jī)、監(jiān)控節(jié)點(diǎn)以及以太網(wǎng)傳感器等。這些設(shè)備中傳感器主要采集發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，利用以太網(wǎng)或CAN總線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，通過相關(guān)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，最終診斷出發(fā)電機(jī)故障結(jié)果，為后期維修做好相關(guān)數(shù)據(jù)鋪墊。

2　某輪船舶發(fā)電機(jī)故障案例診斷分析

本文以某型號(hào)船舶發(fā)電機(jī)為例，分析故障診斷技術(shù)在其中的應(yīng)用。

2.1船舶概況

該船舶用于運(yùn)送貨物，相關(guān)數(shù)據(jù)信息如下：副機(jī)型號(hào)N6160ZLCD2，235.3 kW，兩臺(tái)，1 000 r/min；主發(fā)電機(jī)型號(hào)為1FC5356-6TA42-Z。2016年4月底該貨運(yùn)船舶在等待裝貨的過程中副機(jī)突然出現(xiàn)跳電，事前沒有什么征兆，跳電發(fā)生時(shí)副機(jī)彈性聯(lián)軸器出現(xiàn)少量磨損情況，同時(shí)還伴隨著少許焦味，盤車功能正常。第一時(shí)間診斷后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)軸承及柴油機(jī)溫度高于正常情況，通過直觀觀察發(fā)現(xiàn)彈性聯(lián)軸器外部有少量磨損出現(xiàn)，軸承也有下沉，通過檢測發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)釘子繞組絕緣為零。

2.2發(fā)電機(jī)故障診斷

對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行解體后發(fā)現(xiàn)，輸入端軸承滾珠架已經(jīng)碎裂，造成軸承滾珠的分布零散不均勻，滾珠向兩側(cè)擠壓，造成轉(zhuǎn)子與定子之間間隙消失，發(fā)電機(jī)運(yùn)行中轉(zhuǎn)子與定子之間出現(xiàn)摩擦，造成定子繞組損壞，這也是其絕緣為零的原因所在。整個(gè)故障在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，所以產(chǎn)生的焦糊味值班技術(shù)人員還沒察覺到，船舶發(fā)電機(jī)就已經(jīng)進(jìn)入跳閘保護(hù)狀態(tài)了。

2.3發(fā)電機(jī)故障排除

發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生原理后，發(fā)電機(jī)定子送到修理廠進(jìn)行維修，更換部件后發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)符合相關(guān)要求。本次維修總共近3萬元，給企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此實(shí)際中需要做好發(fā)電機(jī)日常維護(hù)工作。

2.4預(yù)防類似故障的措施

產(chǎn)生此次故障與發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)存在關(guān)聯(lián)，因此實(shí)際中如果條件許可應(yīng)及時(shí)改造發(fā)電機(jī)軸承，用滑動(dòng)軸承替代原有的滾珠軸承。該船舶發(fā)電機(jī)由中船重工按照西門子許可證生產(chǎn)，原裝發(fā)電機(jī)皆是滑動(dòng)軸承，因此改造難度不大，具有可操縱性。按照相關(guān)規(guī)定做好發(fā)電機(jī)日常維修保養(yǎng)工作，發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中需要做好軸承溫度測量與記錄，可使用聽診棒法傾聽軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否正常。除此之外，還需要及時(shí)加油及更換軸承，通常情況下每隔兩萬小時(shí)就需要進(jìn)行此種操作，防止軸承長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)疲勞，造成可靠性下降。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該不斷提高自身技術(shù)水平，確保維護(hù)過程中可以發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行完善。

3　結(jié)語

發(fā)電機(jī)是船舶發(fā)電系統(tǒng)中的重要核心部件，隨著新技術(shù)及新材料被應(yīng)用其中，發(fā)電機(jī)技術(shù)含量不斷提高，其維修難度也在增加。這種形勢下船舶發(fā)電機(jī)中應(yīng)用智能故障診斷系統(tǒng)已成了一種趨勢。智能故障診斷系統(tǒng)不但可以提高維修效率，還能有效提高維修質(zhì)量，將發(fā)電機(jī)故障造成的損失降到最低。所以實(shí)際中做好船舶發(fā)電機(jī)智能故障診斷系統(tǒng)研究工作有助于促進(jìn)船舶事業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而對(duì)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。

［1］張迪，朱發(fā)新，談亮，等.船舶造水機(jī)故障樹構(gòu)建及其應(yīng)用研究［J］.中國水運(yùn)（下半月），2012（11）:67.

［2］邊信黔，牟春暉，嚴(yán)浙平，等.基于故障樹的無人潛航器可靠性研究［J］.中國造船，2011（1）:89.

［3］張志清，袁建斌.船用離心泵故障樹分析［J］.欽州學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（3）:24.

［4］吳汪洋，劉瑜，李曉晨.船艇設(shè)備監(jiān)測中的故障樹分析［J］.液壓與氣動(dòng)，2013（10）:10-11.

（編輯：王紅霖）

Marine Generator Common Faults and Intelligent Fault Diagnosis Methods

Zhang Yuenian
（Dalian Cloud Automation Co.，Ltd.，Dalian Liaoning 116001）

Combined with work experience，this paepr analyzes the causes of marine generator，and gives the corresponding solution measures to promote the improvement of generator fault maintenance technology.

marine generator；fault diagnosis；response

TP277

A

2095-0748（2016）13-0060-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.21

2016-05-16

張躍年（1963—），男，遼寧大連人，本科，工程師，研究方向：船舶電氣。