张纯朋



海上多功能平台柴油发电机水电阻负荷试验方法浅析

张纯朋

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司, 天津 300452）

本文主要论述了海上多功能平台靠泊期间，柴油发电机组大修后所做的一次水电阻负荷试验的试验方法及相关注意事项。

海上 多功能平台 柴油发电机组 水电阻 试验

0 引言

海上石油生产因其巨大的风险性和特殊性给海上生产的设备提出了较高的要求，可靠的设备保障了海上石油生产的顺利、安全进行。相对于海上固定的生产平台，海上多功能移动平台则可以为海上生产、施工提供工程支持、海上吊装、电力外输以及生活支持等“后勤”服务，而平台电站则相当于海上多功能移动平台的“心脏”，是一切动力的来源。发电机组始终保持良好的运行状态是海上平台生产、安全的重要保证。加强设备预防性维修和状态监测是保障设备正常运行的主要手段，而水电阻负荷试验则是为了检验设备性能，测试其是否具备标称能力的主要方法，因此对于海上多功能平台的生产具有重要的指导意义。

1 水电阻负荷试验的原理

水电阻试验是为了测试原动机的负荷能力，在多种工况下的各项参数表现，从而分析原动机的性能状态，此试验一般在原动机大修后进行。

水电阻负荷试验利用水导电性不好的特点，通过调节进入水槽刀闸组合体的深度，进而调节原动机的终端负载。通过监视测量设备记录、分析原动机参数，进而达到分析其性能的目的。

2 水电阻负荷试验前的主要工作

水电阻负荷试验是一项系统的工作，需要多部门共同协作，因此试验前和试验过程中需要参加试验的人员密切配合，听从指挥方能完成。

2.1水电阻试验设备检查

水电阻负荷试验前，首先应协调相关资源，包括人力、物力。根据试验的进程做好人员分工，涉及到的各专业应设置联络人，统一向试验总指挥报告。水电阻设备及配套设施应进场准备，柴油发电机组处于良好待用状态。技术人员应对水电阻试验设备进行检查，并记录检查数据。

试验前还应召开试验风险分析会，由试验总指挥向参与试验的各方交代试验风险及规避风险的措施。同时各方应就试验的步骤、人员分工等相关细节进行讨论，确认每个人的职责和分工，使整个试验过程有条不紊，顺利进行。

2.2水电阻试验设备安装后检查

水电阻设备由专业施工队伍进行安装，水电阻安装人员须对水电阻进行检查，确保水电阻状态良好，功能可用。

电缆应从水电阻设备到主配电盘之间进行铺设，避免与尖锐物和潮湿地面相接触。电缆铺设连接完毕，应对电缆外观及绝缘进行检查，并记录绝缘数据。

2.3柴油机启动前检查

按照“柴油机启动前检查表”对柴油机启车前检查和发电机组的绝缘检查，测量后要求准确填写各测量值及检查结果。

2.4柴油机组运转报警功能试验

一般的大型柴油发电机组设有润滑油低压、冷却水低压、冷却水高温及超速等安全报警装置。试验前应检验低压、高温、超速等安全报警装置的报警功能。当上述安全报警装置实测值达到设定的停机阈值时，柴油机应能发出报警直至自动停机。

2.5运转检查

当机组经过外观检查、绝缘检查及报警实验后，认为机组状态正常时，可按柴油机使用说明书的规定程序启动柴油机，经低怠速适当暖机后提升转速至额定转速，观察柴油机有无异常声响，热工参数是否在规定范围内，有无漏水、漏油，初步观察一下电压可调范围。

如以上试验各项参数均在正常范围内，即可进行负荷试验。

3 水电阻负荷试验

带载试验时，须检验负荷状态下柴油机的各缸热工参数（涡轮后排气温度）和各油、水系统压力及温度是否在规定范围内，并记录发电机在试验中稳态调整率，注意柴油机在带载运转时应平稳，无异常发热。

1）分工况试验：

柴油机达到稳态运转后，将发电机功率因数调整在0.8，试验各种工况下柴油机组的参数变化。由低负荷逐步增加负荷（负荷由0-25%-50%-75%-100%，每个工况运转15-30分钟）。机组空载运转5min，在25%、50%额定负载分别运转15min，在75%额定负载下运转30分钟后，将负载加到额定功率，转速调到额定值连续运转2小时，每15分钟记录一次机组各运行状态参数：燃油压力、高温冷却水温度、机组润滑油温度、排气歧管温度、发电机输出电功率、发电机输出电压、电流、频率和机组功率因数。在各负荷状态时测量发电机组各运行参数，按要求记录所有仪表上的示值。试验过程中，安排专人时刻监测发动机组运转状态是否平稳，有无异常响声。试验时，各参数一般都采用设备上的仪表进行测量，温度测量可使用工业级高精度红外测温仪。

2）过载试验

在机组负载试验后，随即进行110%额定负载过载试验，试验时间为30分钟,以考核机组的超负荷运转能力。

3）瞬态调速率和稳定时间测定

柴油机调速灵敏度试验应在发电机组全负荷试验结束后随之进行，试验前应预先调整好发电机组的分阶段负载，以便按阶段加负载时使用。

柴油发电机负荷突然变化时，柴油机的转速将随之而发生变动，此事调速器应能在规定时间内将转速控制在规定范围内，并能稳定地运转。调速器灵敏度实验的步骤：机组在额定有功负载工况下（即100%负荷时）运转5～10 min，突卸全部负载，然后突加50%额定负载，稳定后再加上余下的50%额定负载，记录转速变化和稳定时间。瞬时调速率不超过±10%，稳态调速率不大于5%，稳定时间应不大于5s（即从转速发生波动开始到转速稳定波动率为±1%的时间）为合格。

①瞬时调速率：也叫动态调速率，系指突加（或突卸）全负荷时，瞬时转速的最大变动范围与额定转速比值的百分数，用1表示。

计算方法：

突加负荷瞬时调速率：

1=(0-1)÷e×100%

突卸负荷瞬时调速率：

1=(3-1)÷e×100%

式中：­0--柴油机空负荷时的平均转速；

1--柴油机突加负荷后的平均转速；

2--柴油机突加负荷时的最小瞬时转速；

3--柴油机突卸负荷时的最大瞬时转速；

e--柴油机铭牌上标定的额定转速。

②稳态调速率：也叫静态调速率，系指当外部负荷改变后，由于机械调速器不能使柴油机恢复原来的转速，所以再调节过程稳定之后，还存在着转速差。柴油机从空车到全负荷运转的转速差与额定转速比值的百分数成为稳定调速率，用2表示。

计算方法：

2=(0-1)÷e×100%

式中：0--柴油机空负荷时的平均转速；

1--柴油机突加负荷后的平均转速；

e--柴油机铭牌上标定的额定转速。

水电阻试验完毕后，应尽快拆除水电阻连接电缆，并回收水电阻设备，拆除电缆前应对电缆进行充分放电，确保放电后方可进行拆除回收。

4 总结

目前我国海上多功能平台发电机组仍以柴油发电机组为主，因此水电阻负荷试验是比较常用的试验主机性能的方法，应于主机大修后就进行。通过试验，可以了解主机性能状态，为今后的作业提供依据，为海上多功能平台安全、平稳运行提供动力保障。

[1] 赵龙庆, 黄英, 伍锦. 发动机—发电机组水电阻吸能装置电阻计算研究. 兵工学报，2005, 26,(6): 721-724.

[2] 路永坤. 大型移动式发电机负荷试验站监控系统的研制. 大连:大连海事大学, 2002.

Analysis of Test Method of Water-Resistance Load for Diesel Generator on Multi-purpose Offshore Platform

Zhang Chunpeng

( CNOOC Enertech-Drilling&Production Co. , Tianjin 300452, China )

This paper introduces a method of water-resistance test of diesel generator on movable offshore platform after it is overhauled during the berthing , and presents the relative points for attention.

offshore; multi-purpose offshore platform ; diesel generator; water-resistance; test

TM311

A

1003-4862（2016）03-0006-02

2015-11-18

张纯朋(1979-), 男，工程师。研究方向：油田电仪设备应用及维修。