某船柴油發電機組振動故障分析和處理

摘要：基于某工程船柴油發電機組振動故障問題，通過現場勘驗分析和查閱相關資料，在圖紙缺失和成本費用限制的前提下，根據豐富的技術經驗來鎖定導致振動故障的原因，確定設計出了具體的優化方案，具體實施優化方案后，對優化效果進行了運行試驗，證明了振動故障問題得到有效解決，為船舶安全作業提供可靠保障，為船東解決了困擾多年的船舶頑疾，同時大大降低了修理檢測費用，節省了高額的修理成本，也為船舶動力設備的設計和船舶振動故障的診斷提供了寶貴的實際經驗，具有較好的借鑒意義。

關鍵詞：柴油發電機組;振動故障;底座結構加強;設備安裝

中圖分類號：U665.12 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0137-02

0 ?引言

柴油機具有經濟性好、熱效率高以及起動容易、對各類船舶適應性強等優點，因此自其問世以來便被作為船舶主要的動力源之一。通常情況下，我們根據船用柴油機在船舶中的作用將其分為主機和輔機，主機主要用作船舶行進的動力，而輔機則用來帶動發電機等從而提供電力來作為動力源。船用柴油發電機組的振動直接影響著機器設備的使用性能。柴油發電機組的振動不僅破壞柴油機的結構強度，引起結構噪聲，而且惡化各類儀表及敏感器件的工作條件，降低儀表及敏感器件的測量精度，同時還影響船舶航行的舒適性。由于船舶柴油機動力裝置的振動對船體機構安全有著直接的影響，還會對相關的設備與儀表等正常運行的可靠性產生影響，與此同時，還會對環境造成嚴重的污染和危害。

造成船用柴油機發電機組振動的原因有很多種，主要原因可以歸結為轉動不平衡、機械故障和電磁故障三種。某船500kW柴油發電機機組（淄柴5210ZLC-5柴油機/西門子IFC6502-8SA42），該機組投入試運行時，就存在振動嚴重現象，發電機組運行發電過程中船舶結構存在嚴重振動，生活區船員間寫字桌上的東西會抖動下去，已不能滿足正常使用狀態，曾有過幾次返修均沒有消除振動問題。通過現場勘驗機組狀況，排除了設備自身零部件松動和電磁故障，測量軸線和彈性聯軸器均滿足精度要求。但在檢查機組底座時，發現其公共底座（用400工字鋼作縱向承重梁中心間距1460mm）與原船體底座（縱向腹板間距1000mm）不配套，船體增加了一段過渡連接的飄體結構（高度200mm、縱向中心間距1460mm），經過現場檢測和查閱歷史資料，研究分析振動主要原因是發電機組公共底座強度不夠，確定采取對現有公共底座底板和連接工字鋼、船體底座飄體割除降低高度，割除后的底座直接與原船體底座進行焊接，并在相應位置進行加強，底座改造完成后通過使用調整鋼墊塊的辦法調整柴油機和發電機的軸線，使其滿足安裝技術要求。

1 ?柴油發電機組底座改造加固

1.1 公共底座改造加固 ?底座改造的難點在于在船上沒有找到任何公共底座和過渡漂體結構的圖紙，需現場進行測量繪制?，F場拆除發電機組的連接電纜、管路、附件等并做好標識，拆解柴油機、發電機及彈性連接，經過現場測量勘驗后，需要在預留出柴油機油底殼安裝空間的前提下來改造公共底座，避免底座改造后高度降低過多導致油底殼與船底板或者設備底座發生沖突。最終方案確定割除原機座底部工字鋼結構、側面護板，為避免變形割除前對底座進行加固處理。底座上的附屬構件底座根據實際情況安裝到改造后的底座上。因現場發現發電機底座面板與腹部焊接未熔透，對焊道進行碳刨處理后重新焊接，保證焊接質量。改造后的公共底座具體圖紙見圖1。

1.2 原船體底座改造 ?發電機組原船底座上部結構過于薄弱，故將原船體底座連接結構飄體整體割除，高度約200mm，保留原船體機座的結構，這樣能夠保證船體底座的結構強度，降低振動的影響，底座改造后機組整體降低近400mm（包括公共底座改造降低高度）。

飄體割除后，為了保證公共底座的受力能夠均衡有效的傳遞到船底底座上，將船體柴油機底座部分面板加寬200mm，并在內外側相應位置加肘板加強，具體布置如圖2。

1.3 改造后的公共底座與船體底座焊接

將改造后的原機組公共底座安裝到船體底座面板上，兩個底座由原來的螺栓連接改為直接焊接，船體機座新加肘板位置與公共機座肘板位置上下一致，保證力的有效傳遞（見圖3）。

2 ?柴油機與發電機組上船安裝

公共底座和船體底座焊接完后，使用？準0.7mm鋼絲拉中心線、機座面板前后中線（檢測底座平整度差值），并使用研磨平板先把公共底座螺絲孔周圍120mm×120mm范圍內研磨平整，通過使用調整鋼墊塊辦法安裝柴油機和發電機。

軸線初次檢測無問題后，將柴油機、發電機分別回裝，然后在船舶出塢下水后按照校中數據再次進行軸線校中，按彈性連接型式要求，連接端面偏移值應小于0.10mm，曲折值應小于0.30mm/m連接法蘭平面的間隙應在0.12～0.27mm之間。在校中復測合格后，開始測量柴油機、發電機與底座間隙，加工鋼性調整墊塊直至滿足要求后，安裝墊塊固定螺栓上緊后，重新測量對中情況，滿足要求后、調整鋼墊塊焊接固定，并安裝定位銷。

設備固定完成后，管路、冷卻器，排煙管、電纜等附件回裝后，重新檢查軸線，滿足要求后，安裝定位銷、聯軸節。

3 ?運行驗收

柴油發電機組所有設備和附件安裝固定完成檢驗合格無問題后，開始啟動發電機組，逐步增加負荷，發電機組的整體振動問題明顯降低，已在可接受范圍內，發電機組的振動故障問題得到解決，船東驗收通過。

4 ?結論

通過對該船柴油發電機組的振動故障的勘測、分析和處理，可得出以下結論。①在考慮時間、質量、費用等限制時，技術經驗也是極其重要和有效的手段，本文就是針對在特定條件下，利用豐富的技術經驗解決了設備的故障問題，大大節省了修理周期和修理成本，保證了修理質量。②基座和結構強度的問題往往是導致設備振動的主要原因，在檢測手段和成本有限的前提下，排除了機械故障后，可以多從這方面進行檢查分析。③在條件允許的情況下，避免設備底座的多重性，盡量減少結構疊加和連接疊加，降低重心。

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作者簡介：李曉武（1987-），男，湖北黃岡人，本科，工程師，研究方向為船舶修造。