王德丰 曾林林

摘 要：文章分析了老旧船舶柴油发电机组在大负荷下存在油温、水温、转速高等问题，以及所存问题带来的危害性，通过引进柴油发电机组控制器，对柴油机油温、水温、转速进行监控，在油温、水温、转速突变的情况下，自动切断柴油机油门，对柴油发电机实行保护。

关键词：柴油发电机组 控制器 油温 水温 转速过高

1.引言

如何让柴油机安全可靠的运转，动力输出持续均衡应用于生产中，需要管理人员对柴油机运行规律科学合理的掌控， 对柴油机运行参数的有效控制，尤其是关键性运行参数转速、水温、油温的控制。

2.转速、油温、水温过高的危害

（1）柴油机转速过高。柴油机转速过高俗称柴油机“飞车”，当发生“飞车”后，随着柴油机转速的增高，气缸内温度不断升高，活塞的膨胀量增加，活塞连杆组各零件运动加剧，负荷增大，超过其强度极限后，发生打坏缸体、连杆折断、曲轴断裂等严重事故。“飞车”不仅造成柴油机零部件损坏，而且可能由于发电频率的飞增，对电网上机电设备造成严重的损害，更可能危及管理人员的人身安全，所以柴油发电机组一般严禁“飞车”。

（2）油温、水温过高的危害。油、水，作为柴油机的冷却介质，有些柴油机只有滑油冷却机器，有些柴油机通过水冷却滑油，滑油冷却机器的方式进行冷却。正常工作时，冷却水的温度一般应保持在75～90℃，机油温度一般控制在45～65℃。如果冷却介质的温度过高，就会使冷却系统的功能降低或丧失。柴油机在工作时，气缸内气体温度高达1800～2000℃，而燃烧产生的热能中只有30%～40%转变为机械能，约有20%～25%被冷却系统带走。冷却介质温度过高对柴油机的影响：①加速零件磨损。②零件配合间隙被破坏，强度下降。③充气量减少，功率降低。

3.海口航标处船舶柴油发电机组现状

目前，海口航标处海巡1750船、海巡17057船、海巡17056船3艘作业船舶，老旧柴油发电机组共7台，如下：

迄今，海巡17057船2004年6月建造，船龄11年，海巡17056船1999年1月，船龄16年， 海巡1750船11月建造，船龄18年。各船舶柴油发电机组设备老化严重，单台发电机组最大输出功率远低于额定功率，故障期处于浴盆曲线的耗损期，配件失效率随时间的的延长而急速增加，设备维护保养间隔时间大大缩短。具体情况如下：

（1）无保护装置，警报系统简陋。按照船舶规定：凡标定功率大于220kW的船用主机和船用柴油发电机组应装设超速保护装置，以防止船舶主机转速超过120%标定转速和柴油发电机组转速超过115%标定转速。我处最大的中标船海巡1750船的柴油发电机组的单台功率为90kW，按此规定，无需安装自动保护装置；另我处柴油发电机组船舶自动化程度较低，警报设施简陋，对运行参数的监控，仅仅只有油温、水温、转速，其他运行参数无法通过传感器获得，且报警设施仅仅传送到集控室这一级，无整船警报系统，人员一旦离开机舱，就无法听到警报声。

（2）海水泵皮带易断，张紧轮易松。柴油发电机组通过凸轮轴带动皮带驱动海水泵轉动供给海水，皮带通过张紧轮让海水泵转轮与柴油发电机凸轮轴紧密配合，发电机运行时，皮带因高速旋转摩擦，经常断带，张紧轮松动打滑等现象，导致海水泵供水量不足，冷却系统热量传递平衡破坏，淡水、滑油无法得到冷却，机器轴瓦、缸套无法得到冷却而烧坏原动机。

（3）突变大负荷，易引起转速、油温、水温升高。我处柴油发电机组设备老化比较严重，单台功率输出低于标定功率。以海巡1750船为例，单台发电机功率为90kW。一般情况下，负荷超过90kW*85%，发电机组才需要并电运行，现机器设备老化严重，一般超过50kW，就需增机并电运行。吊标作业、靠离码头情况，一般两台发电机并电运行。高负荷运行对发电柴油机的影响是巨大的，声音沉重，转速，排温，油温，水温急剧升高，机器磨损加剧。而当大负荷突增/突减时，老化的机械调速器将出现明显的滞后现象，即大负荷来临，转速增高，突然大负荷卸除，转速更高，甚至飞车。

4.柴油发电机组控制器的介绍

海口航标处针对上述柴油发电机组设备老化严重，无保护装置的，发电机设备全凭人力值守，负荷突变，来不及关油门停机保护机器这种现象，深感油温高、水温高、转数高带来危害的严重性，综合分析了各运行参数在大负荷时的变化情况，认识到抓住关键性运行参数的重要性，即柴油发电机的水温、油温、转速运行参数，将关键性运行参数实施适时的监控，就能达到停机保全，杜绝重大机械事故的发生。对此，海口航标处引进了陆地上柴油发电机组常用的控制器河南众智电子科技有限公司开发的HGM6100U 系列发电机组控制器，它把水温、油温、转速等被测量，通过模数转换，传输给CPU控制器，CPU控制器对监控量分析，当发现油温、水温、转速超过预设值时，通过执行机构关闭油门。

HGM6100U 系列发电机组控制器是集成了数字化、智能化、网络化技术，用于单台发电机组自动化及监控系统，实现发电机组的自动开机/停机、数据测量、报警保护及“三遥”功能。控制器所有参数可从控制器前面板液晶（LCD）调整，或使用PC 机通过编程接口调整，也可使用 PC 机通过 RS485接口调整及监测，操作简单，运行可靠。其原理图如下：

HGM6100U 系列发电机组控制器具有的功能：①控制保护功能：实现柴油发电机组自动开机/停机、合分闸（ATS 切换） 及完善的故障；②参数设置功能：允许用户对其参数进行更改设定，同时记忆在内部 FLASH 存储器内，在系统掉电时不会丢失，控制器所有参数可从控制器前面板调整，或使用 PC 机通过编程接口调整（使用SG72 适配器），也可使用 PC 机通过RS485 接口调整；③多种温度、压力、转速传感器等并可自定义参数；④所有参数均采用数字化调整，摒弃了常规电位器的模拟调整方法，提高了整机的可靠性和稳定性。

HGM6100U 系列发电机组控制器具有保护功能的警报分两个层次，警告，停机警告。警告为柴油机运行转数、水温、油温超过设定值，但是没有达到危险值，发出的警报声。停机警告为参数的运行值以及达到危险值，控制器自动发出停机指令，并发出警报声。

5.发电机组控制器保护装置在中小老旧船舶上安装的意义

（1）减少了人员值守，解放了劳动力。发电机组控制器安装之前，航行期间，每班至少两人值守机舱，其中1人需要在机舱中来回巡查发电机油温，水，查看皮带磨损、松动情况、张紧轮情况；吊标作业时，巡查次数更加频繁。安装之后，每班两人只需在集控室处理日常警报，突发情况，才需到机舱实地查看，巡查时间、巡查次数大大减少。

（2）杜绝了发电机重大机械事故的发生。安装了保护装置，在出现油温、水温、转速超过设定值时，自动切断油门，杜绝了重大机械事故的发生。

6. 结语

柴油发电机组运行不正常，一般都是由于设备老化等外部原因引起的运行参数的变化。设备管理人员抓住了运行参数变化，尤其是关键性运行参数变化这个源头，就等于找到了解决问题的钥匙，就能扭转局势，变被动为主动，切底解决运行问题。

参考文献：

[1]《HGM6100U 系列发电机组控制器 》说明书.