卡特彼勒G3520型燃气发电机组功率波动原因分析及预防措施
浅析发电机无功功率波动的原因分析及处理
浅析发电机无功功率波动的原因分析及处理针对黄陵矿业煤矸石发电有限公司二期4#汽轮发电机在运行中无功功率输出频繁波动的问题进行分析，从励磁调节系统查找原因，确认是励磁调节柜内的整流器导通不稳定所致，采取了处理措施并解决了问题。
标签：无功波动；励磁调节柜；整流器1 引言黄陵矿业煤矸石发电有限公司二期4#发电机采用两台型号为TDWLT-01的调节装置和两套整流器组成的双励磁调节系统，自2016年来，4#发电机组无功波动频繁，波动幅度8-30Mvar，严重影响机组安全稳定运行。
为了控制无功波动时可能引起机组进相运行，造成失磁保护动作从而引起机组跳闸，将4#机组无功控制在35Mvar运行。
4#发电机组无功波动问题，为此厂里多次组织电气专业人员进行分析和讨论都没有找到具体的原因，已经成为严重影响机组安全运行的一个难题。
2 励磁波动现象及故障排查2.1 无功波动现象自2016年5月大修对励磁机的旋转整流二极管进行了部分更换后，再次启动运行4#发电机时，无功输出出现波动现象，间隔时间长，有时半个月才波动一次。
2017年3月份后，无功输出出现波动频繁，有时几个小时波动一次，最严重的一次4月19日，一个小时波动一次，而且切换至B套励磁调节系统运行时，励磁调节柜1#电流表和和2#电流表显示电流一样大，切换至A套励磁调节系统运行时，励磁调节柜上只有1#电流表有电流显示，且无功最大波动幅度8-30Mvar。
2.2 励磁波动原因排查2.2.1 励磁调节器内部排查2017年4月23日，4#机停机后，组织人员检查了励磁机至调节柜电缆和接线头。
并对4#机A、B调节器插件、进行了检查清扫，接插线进行了重新插拔检查，确保接触良好。
4月28日，打开励磁机外壳，对励磁机旋转整流二极用万用表进行逐个检查测试，旋转整流二极管均正常。
2.2.2 对励磁柜做模拟实验检测2017年4月27日，通过对励磁柜做模拟实验检测，其方法是在励磁调节器的励磁PT端和仪表PT端，接入三相调压器输出的三相100V电压，再在励磁柜输出端（励磁电压）接上RXT瓷管可调电阻，用示波器查看电阻两端电压波形，其励磁柜模拟实验接线如图1所示。
发电机有功功率波动异常波动原因分析
发电机有功功率波动异常波动原因分析发布时间：2021-06-23T02:11:49.175Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第5期作者：李原春刘波[导读] 1号发电机单机迟相运行，经1号主变（中性点不接地）并66kVⅡ母运行，母联612断路器分位，源海Ⅰ线接Ⅱ母运行；1号发电机自带厂用10kVⅠA、ⅠB段运行，起备变空载运行。
发电机励磁系统A通道运行，B通道备用，为恒压调节方式，PSS为退出状态；DEH调速系统功率闭环自动运行。
内蒙古吉源热电有限责任公司内蒙古通辽 028100摘要：在发电机功率监控系统中，我厂采用两相三线制的模拟量形式功率变送器来监测发电机机端和负载端的功率。
而发电机组的外部线路故障、内部故障和主变全压冲击等会引起励磁涌流干扰信号，继而影响功率变送器的功率测量。
故障时产生的非周期分量影响功率变送器功率测量，本文提出两相三线制的模拟量形式功率变送器因励磁涌流、故障非周期分量产生输出信号失真等问题。
关键词：功率波动、功率测量一、运行方式及其存在问题1号发电机单机迟相运行，经1号主变（中性点不接地）并66kVⅡ母运行，母联612断路器分位，源海Ⅰ线接Ⅱ母运行；1号发电机自带厂用10kVⅠA、ⅠB段运行，起备变空载运行。
发电机励磁系统A通道运行，B通道备用，为恒压调节方式，PSS为退出状态；DEH调速系统功率闭环自动运行。
1号机组自并网发电以来，出现多次有功功率波动的情况。
有功功率波动期间，厂内无大型用电设备启停，10kV厂用电电压、电流无明显波动。
发电机有功功率波动周期无明显规律，波动幅值在机组负荷的10%-20%之间，波动时间持续1-3秒。
调取DCS最近几次有功功率波动时相关参数曲线,通过曲线可以看出高调门动作前：发电机有功功率减少，发电机电流不变、66kV母线电压不变、机端电压不变。
第一次功率波动时通过DCS曲线得知高调门动作后：高调门在有功功率波动至最低点时开始增加开度，有功功率由低点开始向上增加、发电机电流增加、66kV母线电压下降、机端电压小幅下降。
发电机功率跳变分析及处理
18:50 #2机负荷197MW，四抽至除氧器供汽管道温度158.9℃开始升 高，四抽母管下壁温度162.3℃停止下降（见图11）
18:51 #2机负荷192MW，汽包水位最低降至-246mm，四抽至除氧器 供汽管道温度180.9℃，四抽母管下壁温度170.9℃持续升高（见图10）
18:52 #2机负荷195MW，汽包水位-194mm，四抽至除氧器供汽管道 温度198.7℃，四抽母管下壁温度233.1℃持续升高，投入冷再至辅联 供汽（投入时间过迟）（见图12）
7.高加突然解列时应限制机组负荷及监视段压力不超限。发现高、低 旁动作，检查主汽压力不超限时立即关闭，如系高低旁误动应联系热 工查明原因。
发电机功率跳变的处理
二、发电机功率变送器故障的处理： 1.若发电机功率显示跳变幅度较大，导致汽机协调控制退出，应查看
LDC画面汽机阀位总开度反馈有无变化： （1）若无变化，应重新投入汽机协调控制、汽机主控自动。 （2）若汽机阀位总开度反馈开大或关小，应根据机组负荷升高或下降速 度，缓慢关小或开大汽机阀位总开度，保证机组负荷不过快升高或降低， 直至恢复原机组负荷，恢复机组原运行方式。 2.机组负荷瞬间下降或升高较多时，应注意监视四抽母管上下壁金属
发电机功率跳变分析及处理
目录
发电机功率相关问题简述 发电机功率跳变的现象及原因分析 发电机功率跳变的处理 发电机功率跳变典型案例分析
发电机功率相关问题简述
发电机功率主要涉及三个画面： DEH模拟量监视画面（功率1、功率2、功率3及右上角负荷显示）、
发变组画面（发电机有功功率，也即DCS画面左下角负荷显示）、LDC 画面（实际负荷）
发电机功率跳变的处理
一、发电机功率真实跳变（变动）的处理：
G3520燃气发电机组的常见故障及排除
Ｇ ３ ５ ２ ０ 燃气发电机组的常见故障及排除
陈东峰 太原理工大学电气与动力工程学院 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 山西晋城 ０ ４ ８ ０ ０ ０
一
【 摘要 】燃气发电项目 是近年来兴起的煤层气综合利用的重要方式之 （ 二） 故 障产生 的常见 原因分 析。 （ １ ） 操 作原 因。 主要 的误 操作 主要 其对 于提 高能源的综合利 用水平 和环境保护都 具有重要意义， 其中燃 有： １ 、 由于启动时 间过长或 连续 数次启 动造成 马达烧 坏 以及机 油量或 气发电机组是这一项 目的核心、 是电厂正常运行 的关键。本文结合 自己在晋 冷却 水量不足造成 拉瓦拉 缸 。 ２ 、 发电机 组 急停后 没有马上 进行盘车泵
合利 用， 在 有效保障 各大 煤矿 的安全生 产的同时， 还收 获了良好的经济 件 的螺母没有扭 紧造成的水油渗 漏现象 。 效 益、 社会效益和环保 效益 。 （ 三） 故障诊 断的原则 ： （ １ ） 从 发电机的工作原理 与结构进行 分析。 由
二， 燃气 发 电机 组 的工作 原理 于发 电机组 的 内部 结构 十分 复杂 ， 为了快 速确 定故 障产生 的部 位及 原 Ｇ ３ ５ ２ ０ Ｃ 燃气发 电机组 原动机 为活塞式 四冲程 内燃发 动机 ， ２ ０ 缸Ｖ 因， 分析 故障 时首先应 从故 障 的现象 和性 质结合工作原 理来 确定是 哪 形 排列 ， 涡轮增压后 冷却进 气 （ 其工 艺流程如 图ｌ 所示 ） 。 瓦斯 气经 过滤 功 能区域的问题 ， 然后再对造成 故障 的是哪 个部件 、 零件进行具 体分
一
清 器 过 滤 后 析 。 （ ２ ） 由现象 到本质 。 一旦机组 出现故 障 ， 不应只 注意 表面现 象 ， 要从 依 次 经 过 调 表 面现象 入手进行深 入分析， 通过 机组 的各类运 行数据人手， 思 考造成 压阀 ， 快 速 切 这 些现象是深 层原因， 然后再去寻 找出现故障 的具体部件。 （ ３ ） 对 造成故 断阀 ， 计 量 阀 障 的可能原因进行先 易后难得逐一 排查。 产生故障的原 因可能有多种情 与 空气混 合， 况， 如何快速 正确地锁 定故障的原 因及发 生故障 的部 件， 在原 因分析时
卡特彼勒G3520燃气发电机组气门间隙的调整
摘要
关键词
美国卡特彼勒机组在 瓦斯发 电技 术的应用 和低碳经 济运 行 情况 ， 结合机 组的保 养要 求 ， 给 出机 组气 门间 隙调整和检
卡 特彼 勒 气门间隙 检查和调整 Ｄ ＯＩ １ ０ ． １ ６ ６ ２ １ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ １ — ０ ５ ９ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ９ ． １ ７
二、 调 整 气 门 间
隙 的 目的 机 组 运 行 一 段
制两个气 门 ， 当 凸轮
挺柱 向下 移动时 ， 阀 门弹簧把 阀门关 闭 ， 发 动机运行 时 ， 气 门
时 间后 ， 气 门间隙会
发生一 定 的变 化 ， 定 期对气 门间 隙检查 ， 可 以 了解 气 门间 隙
图 ２ 配气系统图
图１ Ｇ ３ ５ ２ ０ 燃气发动机气缸
｝ 歹 ０ 顺 序 图
定 运行 ， 延长了机组 的使用寿命。根据 Ｇ ３ ５ ２ ０燃气发动机 《 操作
从飞轮壳右前方拆掉盖子和插拴 ，拆除正时螺栓并插入飞 轮壳 的正时孔中 ，用盘车工具按照发动机运行的方向来转动飞 轮， 直到正 时螺栓和飞轮孔相 咬合 。 拆掉 １ 号气缸缸盖的气门罩盖 ，判断 １ 号活塞处 于压缩 冲
的变化 趋势 ， 避 免 了
。进 气 门 ●排气 门
转 动体使 阀门转动 ， 阀 门 的转 动 使 阀 门 上 的积碳减到最低 。
四、 调 整气 门间隙的步骤
１ ． 钡 １ ０ 定 １ 号 缸 活 塞 上 止 点 的位 置
因 气 门 间 隙 过 大 或 过小对 机组的影 响 ， 确 保 了机 组安 全 稳
卡特彼勒发电机运行过程中存在的问题及其对策
卡特彼勒发电机运行过程中存在的问题及其对策摘要：卡特彼勒卡特彼勒发电机组配置方便、安装简单、操作容易，具有优异的瞬态响应能力和稳态性能，并具有世界级的燃油效率。
关键词：卡特彼勒发电机；运行；问题；对策1 卡特彼勒发电机结构卡特彼勒发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子:定子由定子铁芯、线圈绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子:转子由转子铁芯(或磁极)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
2 卡特彼勒发电机运行时的常见问题卡特彼勒发电机运行时的部分问题，是操作人员对卡特彼勒发电机缺乏深入、全面的了解导致的。
这种基础知识上的不足在实际生产中造成了一些引发的使用和操作方法。
2.1 卡特彼勒发电机的不正确操作常见的一种错误操作是频繁的启动柴油机。
在卡特彼勒发电机启动试验中，通常是首次启动不成功，就立即进行下一次启动。
卡特彼勒发电机机上的发动机实际上是在大电流、低电压的状态下工作的，长时间使用可能损坏蓄电池。
此外，发动机连续启动的时间间隔不得低于5秒，一次启动不成功，应隔15秒后再次启动。
有关规定指出每周应将卡特彼勒发电机启动空载试运行一次，运行时间不低于5分钟。
锅炉点火之前，应启动柴油机并带负荷运行一次，带负荷为250千瓦，运行时间不低于90分钟。
当环境温度低于5C时，需启动卡特彼勒发电机加热器。
停机前不进行降温是一种严重的错误操作。
操作人员在完成测试后或卡特彼勒发电机带负荷任务完成后，时常立即停运柴油机。
卡特彼勒发电机不能刚一启动就立即带负荷工作，也不能带负荷工作后立即停车。
这一点在高温环境下特别需要注意。
卡特彼勒发电机带负荷工作后停机时，应该在卸掉负荷后保持在800~1000转/分钟的怠速或低速状态下工作3~5分钟，待卡特彼勒发电机温度降低后才可以停机。
浅谈卡特彼勒g3520c燃气发电机组电气故障处理
1191 系统概述发电机组由发动机、发电机和控制系统组成。
电气系统由发电机、主控制柜、发电机分控制柜、发电机开关柜、接地避雷器柜、接地开关柜、桌面计算机监控系统和直流电源柜组成。
发电机上都安装有电子控制系统，电子控制系统由 ECM、发动机传感器和操作界面组成。
（1）卡特彼勒KATO发电机：发电机组：卡特彼勒G3520C燃气发电机组1500r/min；额定功率：1807kW，功率因数0.8；额定电压：6.3kV；频率：50Hz。
发电机组的发电机是同步、直驱、6抽头、紧密耦合型、低数量旋转零件、永磁式、无刷旋转磁场。
发电机与发动机是紧密耦合，主转子通过半弹性驱动磁盘固定在发动机飞轮上，保证持久校直。
发电机采用双排轴承、凸极、旋转磁场。
（2）KATO发电机的构造。
KATO发电机由定子、转子、轴承、外壳及励磁机等构成。
（3）G3520C燃气发动机采用的是全电子控制系统电子控制系统（ECM）是用于控制发动机的模块。
ECM 是一个封装好的模块，安装在发动机的端子箱内。
发动机有3个控制模块（ECM），一个主ECM和2个辅ECM。
主ECM控制着发动机的大多数功能，如监测传感器的数据，利用这些数据对发动机的继电器、线圈等进行控制。
主ECM的功能主要有5个。
①发动机速度控制；②空/燃比控制；③启动/停止顺序；④发动机监测和保护；⑤控制发动机左侧的点火和爆燃。
副ECM用于控制发动机右侧的点火和爆燃。
辅助ECM能够提高发电机组的频率和电压的稳定度。
（4）在G3520C发动机机身上的传感器有10个，具体为：①发动机机油温度传感器；②水套水压力开关（进口）；③未过滤机油的压力传感器；④过滤后机油的压力传感器；⑤进气歧管处空气温度传感器；⑥水套水压力传感器（出口）；⑦进气歧管处空气压力传感器；⑧水套水温度传感器；⑨爆燃传感器；⑩转速/正时传感器。
2 故障处理电子控制系统主要监控的参数有：“系统低电压”“发动机高水温”“发动机低水温”“发动机超速”“发动机高油温”“高油压差”“低油压差”“高燃料温度”“低燃料压力”“机油与冷却液温差高”“燃气压力差低”“燃气压力差高”“系统高电压”“进气温度高”“燃气压力高”等。
燃气轮发电机组的不稳定原因及处理方法
燃气轮发电机组的不稳定原因及处理方法摘要：不稳定振动是燃气轮发电机组运行中常遇到的问题，可影响到机组的安全运行。
本文介绍了燃气轮发电机组不稳定振动的常见表现，在简要分析造成燃气轮发电机组不稳定振动常见原因的基础上，以某390MW 燃气轮机组为例，探讨了燃气轮发电机组不稳定振动的故障诊断及处理方法。
关键词：燃气轮发电机；不稳定；原因燃气轮发电机由燃气轮机与发电机组成，是一种旋转叶轮式热力发动机，具有启动和运行性能好，发电质量好，重量轻、体积小、安装维护简单、低频噪声小，无污染等多个优点。
不稳定振动是机组运行中常见的问题，其表现形式有多种，如随时间变化、随机组运行工况变化等，其中随机组运行工况变化而不稳定振动是现场最常见的一种，表现为随励磁电流或有功负荷的变化而不稳定振动，本文主要以随运行工况变化后发电机组不稳定振动为例，对机组不稳定振动的相关问题进行分析。
1.燃气轮发电机组常见不稳定振动现象1.1 振动缓慢爬升这种情况主要是随着机组负荷的增大，振动先稳定一段时间后，再逐渐增大，机组负荷降低后，振动并不随之立即减小。
振动随机组负荷的变化而缓慢增加的现象与机组的受热状态有关，存在着一个热变量，这个随负荷增大而增大的热变量有两种形式，一种与空负荷下的振动无关，一种与空负荷下的振动呈正相关，即空负荷下的振动减小，其也随之减小或消失。
1.2 振动突然增加振动随有功负荷变化后突然增加主要表现为，振动幅值和相位随着机组有功负荷的增加、解列、并列，突然发生变化，机组有功负荷稳定时，振动幅值和相位也较为稳定，且振动的突然增大与机组的受热状态无关。
2.造成燃气轮发电机组不稳定振动的常见原因及处理2.1 振动缓慢爬升的原因及处理造成振动随机组负荷变化而缓慢爬升的原因主要有汽缸膨胀不良和转子热弯曲，其中造成转子热弯曲常见的原因有：①转轴上应力过大；②转子通风孔局部堵塞；③转轴材质不均；④转轴有裂纹，热阻在直径方向上不均匀；⑤转子线圈局部或匝间短路；⑥转子中心孔有油或水；⑥导电部件松动或铜线膨胀受阻。
卡特彼勒G3520C燃气发动机“爆震”原因分析及处理
卡特彼勒 G3520C燃气发动机“爆震”原因分析及处理摘要：瓦斯发电显著的经济效益和社会效益，促进了往复式内燃发电机组不断发展。
在运行过程中常遇到各种类型的爆震现象，本文对于卡特G3520C燃气发动机“爆震”原因进行分析，指出了造成爆震的原因，并结合燃机发动机组的特点，提出了相应的处理方法，以减少机组爆震为主要目标，提高了机组的运行稳定性。
关键词：燃气发动机；爆震；原因分析及处理前言我公司有60台卡特G3520C燃气发动机，为我公司的主要发电设备，主要燃料为煤矿井下抽才出的瓦斯气，运行过程中频繁出现爆震停机现象。
机组投运至今，每台机组年故障停机约70次左右，其中机组爆震停机约30次左右，占到所有故障停机的43%左右，严重影响了机组的正常运行。
1爆震的成因与危害当发动机吸入燃气与空气的混合物后，在压缩行程还未到达设计的点火位置、种种控制之外的因素却导致燃气混合物自行点火燃烧，此时，燃烧所产生的巨大冲击力与活塞运动的方向相反、引起发动机震动，这种现象称为爆震。
造成爆震的这种不正常燃烧常带有爆炸性质，给发动机气缸盖、缸壁、活塞顶部、连杆等机构造成很强的机械应力和热应力，而强烈爆破时的冲击会破坏润滑油膜，加速汽缸磨损，发动机的动力性、经济性和可靠性都有明显下降。
严重者表现为活塞环槽中活塞环磨损、腐蚀活塞表面，火花塞瓷体碎裂，排气门烧蚀等，严重地影响了发动机地寿命。
2机组爆震停机的原因G3520C燃气发动机在运行过程中，当爆震水平超过报警触发点，机组会发出报警；当爆震水平超过发动机关停报警的触发点，电子控制模块会延迟发生爆燃的气缸的点火正时。
如果气缸的点火正时在延迟了6度后经过5秒依然存在爆震，电子控制模块会发出指令让发动机停机，造成机组爆震停运。
就G3520C燃气发动机来说，造成机组爆震主要有以下几方面原因：2.1进气温度高在机组运行过程中，较高的进气温度导致混合燃气在压缩冲程过程中，压缩温度超过自动点火温度，在压缩冲程时混合燃气提前燃烧，造成机组爆震。
浅谈某发电厂有功功率波动分析及防范措施
浅谈某发电厂有功功率波动分析及防范措施作者：丛丹刘海斌来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第11期摘要：随着电力系统自动化程度的提高，DCS、DEH、AVC、AGC、协调控制等自动化设备在发电厂得到广泛应用，并起着至关重要的作用。
近几年来，由于系统操作（如发电机组并网、跳闸、变压器空载合闸、电力系统故障等）导致功率变送器输出发生畸变，从而致使机组跳闸或自动化装置退出的事故也时有发生[1]。
本文介绍了发电机组有功功率事件发生的经过，根据分散控制系统（DCS）事后打印记录以及运行人员对事故处理和检查，分析了事故原因，并提防范处理措施，解决了机组突然甩负荷的问题。
关键词：功率变送器;谐波;自动协调控制1 事情经过某发电厂有三台运行机组，每台机组发电机出口均设有出口断路器，#1机组处于停机状态，#1主变停运，#2机组和#3机组正常运行。
2015年9月18日#3机组有功功率发生波动，汽机调门发生抖动的现象，同时#2机组有功功率也发生了波动现象，汽机调门也发生抖动的现象。
2 现场检查情况现场查看#3机组电气发变组保护、励磁等装置，未发现任何报警及异常现场，查看故障录波器，未发现有故障记录信息，DCS后台参数及运行状态一切正常。
查看DCS历史曲线，发现在9月18日18：21：27时#3机组的有功功率有波动现象，同时汽机调门发生晃动，当时机组已经接近满负荷，调门已经打开，再通过DEH的记录可以确认调门的晃动是由于机组有功功率波动引起的，调取DCS电气各参数曲线，发现在同一时间点，发电机有功功率（996-1056.6MW）、发电机无功功率（81.7-159.77Mvar）、发电机定子电压（26.8-26.6kV）、500kVIII母母线电压（515～510kV）、发电机电流、励磁电压（43.4-46.28V）、励磁电流（89.5-93.1A）等参数均发生了不同程度的波动，发电机频率并未发生变化，经查询发现DCS后台所有的模拟量参数均通过变送器转换而来，咨询DCS厂家，AI点的历史曲线的采样周期是1s[2]，且存在历史死区，即当幅值波动较小的时候，后台采样将不会发生变化，仍为前一个周期的采样，历史曲线是通过每一个周期的离散采样数值描画得出的曲线，无法准确的反映实时变化量。
浅谈G3520燃气发电机组气门损坏原因及预防措施
浅谈G3520燃气发电机组气门损坏原因及预防措施作者：杨科来源：《机电信息》2020年第21期摘要：结合卡特彼勒G3520燃气发电机组配气机构的原理，详细介绍了气门的作用以及损坏的现象，并采取了相应的措施。
关键词：发电机组;气门;预防措施1 气门损坏现象概述气门由头部和杆部两部分组成，头部用来封闭气缸的进、排气通道，杆部主要为气门的运动导向，气门的作用是与气门座相配合，对气缸进行密封，并按工作循环的要求定时开启和关闭，使新鲜气体进入气缸，废气排出气缸。
气门头部受高温作用，承受高压及气门弹簧和传动组惯性力的作用，气门杆在导管中做高速直线往复运动，其冷却和润滑条件差，要求气门必须具有足够的强度、刚度、耐热和耐磨能力。
如图1所示，美国卡特彼勒生产的G3520燃气发电机组单台有20个气缸，60°角V型布置，每个气缸上面对应4个气门，双进双排。
进、排气门的头部为平顶气门头，与杆部的过渡部分具有一定的流线形，气流流通便利，可以减小进气阻力，气门杆为圆柱形，在气门导管中不断进行上、下往复运动。
在工作中排气门要受到高速炽热废气的冲击，容易使工作面烧蚀，进气门受到冷热气体交替作用，会发生翘曲变形，破坏或降低气门的密封性。
卡特彼勒机组在运行过程中，气门出现故障较多的为排气门，出现的现象为气门烧蚀或气门头部与杆部连接部位断裂。
2 机组运行中气门损坏现象实例该机组跳机前平均负荷1 780 kW，平均水温88 ℃，参数在正常范围内，跳机故障现象为某缸排烟温度低，就地检查发现排烟管有冷却液流出，火花塞拆卸困难，拆卸后发现排气门断裂，缸盖和活塞损坏，活塞表面被打碎，形成少量碎渣，缸套内部无明显划痕。
查阅机组近段时间负荷最低1 680 kW，最高1 820 kW，平均稳定在1 780 kW左右，负荷比较稳定，未出现大的波动，参数调整水温最低85 ℃，最高出现过97 ℃，平均稳定在88 ℃左右，参数在正常范围内。
机组每1 000 h对凸出量数据进行测量和气门间隙调整，对燃机过桥进行调整，保养结束后机组运行稳定，机组出现故障距上次保养后运行500 h左右，检查配气系统摇臂、横梁、过桥等部件，处于完好状态，且过桥丝扣处于正常范围以内。
从一张图看G3520C燃气发电机组负荷摆动的原因
ＥＣＭ 模块采集 从 计 量 阀 来 的 各 种 关 于 燃 气 的 参 数，根据负荷情况，动态调节进入气缸内的燃气质量。
从图上看，ＥＣＭ模块负责向“燃机计量阀”、“节流 阀”、“旁通阀”发出命令。值得注意的是，从监控电脑 的后台（ＤＣＳ后台 ）上 看 到 的，是 以 上 三 阀 的 开 度 “命 令”，而不是开度“反馈”。
９８ 文章编号：１００４－２８９Ｘ（２０１８）０５－００９８－０６
《电气开关》（２０１８．Ｎｏ．５）
从一张图看 Ｇ３５２０Ｃ燃气发电机组负荷摆动的原因
王政玺 （晋煤集团金驹股份王台热电分公司，山西 晋城 ０４８００６）
摘 要：通过对 Ｇ３５２０Ｃ燃气发电机组气路走向图的分析，以及在气路中各个控制单元功能的介绍，来解读燃气 机组“负荷摆动”的故障。并由此引申出处理其他类似的“综合性顽固故障”的思路。最终提倡累积业务技能和 工作经验，提高排除故障的效率。 关键词：Ｇ３５２０Ｃ负荷摆动；故障排除；效率 中图分类号：ＴＭ３１ 文献标识码：Ｂ
２ 气路分析
图 １所示燃机机组中气路的走向及控制情况。 ２１ 预处理
Ｇ３５２０Ｃ采 用 稀 薄 燃 烧 技 术，将 浓 度 为 ３８％ ～ ４５％的煤 层 气 （该 浓 度 的 煤 层 气，一 般 在 煤 矿 开 采 过程中被当做 废 气 对 空 排 放 掉）经 过 过 滤、加 压、除 湿、冷却等一 系 列 “预 处 理 ”之 后 送 到 机 组，这 就 是 上 图 “燃气供应、燃气过滤器、燃气调压器”所示的作 用。
因为增压后，气体会发热，经过二级中冷，也就是 “后冷”之后，符合要求的混合气体经由“进气歧管”进 入每个燃气 缸，然 后 开 始 四 冲 程 的 做 功 （进 气、压 缩、 燃烧、排气）。
卡特彼勒G3520型燃气发电机组曲轴抱瓦的原因分析及预防措施
卡特彼勒G3520型燃气发电机组曲轴抱瓦的原因分析及预防措施摘要：燃气发电项目是近年来兴起的煤层气综合利用的重要方式之一，其对于提高能源的综合利用水平和环境保护都具有重要意义，其中燃气发电机组是这一项目的核心、是电厂正常运行的关键。
文章以卡特彼勒G3520型燃气发电机组为研究对象，就曲轴抱瓦的原因和预防措施展开探讨。
关键词：G3520型；燃气发电机组；曲轴抱瓦；原因；预防措施发动机曲轴烧瓦是一种严重的故障，造成这一故障的主要原因是发动机的机械负荷和热负荷过大，曲轴轴颈与轴瓦之间未能形成有效润滑油膜，出现局部干摩擦，引发粘着摩损，使轴瓦表面的软金属剥落、撕裂，又形成磨料磨损，最终使轴瓦变形。
轴颈表面受到烧蚀、划痕、失圆等不同程度的损伤，互相焊粘，此就是烧瓦抱轴。
造成发动机烧瓦抱轴的主要原因有三个方面，分别是：一是油液的影响，二是曲轴轴颈与轴瓦配合间隙的影响，三是轴瓦散热冷却程度的影响。
一、油液的影响润滑油液不仅能形成润滑油膜，而且承担着轴颈、轴瓦表面的冷却、清洁作用。
油液影响曲轴烧瓦主要表现在油压、油温和润滑油质量等方面。
（一）油压油压过低会造成轴瓦表面缺油，使破裂的油膜无法修复，从而出现轴瓦与轴颈干摩擦，导致高温烧瓦。
油压过低会降低润滑油带走轴颈、轴瓦所吸收的部分热量，致使轴颈、轴瓦表面温度过高发生局部干摩擦，引发粘着摩损导致高温烧瓦。
油压过低降低了润滑油对轴颈轴瓦表面的清洗，带不走由于零件磨损造成的金属细沫和其它杂质，使轴颈、轴瓦表面产生划痕。
造成油压过低的原因：1、机油泵出力不足机油泵的齿轮啮合程度决定油泵的出力，油泵轴承、齿轮组损坏都会造成齿轮啮合不好而使机油泵出力不足，另外机油泵的动力传动齿轮损坏也会造成机油泵转速变化而导致机油泵出力不足，机油泵泄压阀如果发生卡涩（不复位）会使机油在泵体内循环，也将直接影响机油泵出力。
2、油道管路密封不严或破损机油泵入口前管路如果出现密封不严或破损，会在机油泵运行中吸入空气，进一步使油管路存在气滞留，这些气泡能造成降低机油的润滑能力，机油泵出口后油管路发生突然性破裂或渗漏，会造成油压瞬间下降，影响轴颈、轴瓦润滑。
卡特彼勒G3520C型发动机缸爆震的研究
科技与创新┃Science and Technology&Innovation2018年第16期文章编号：2095－6835（2018）16－0068－03卡特彼勒G3520C型发动机缸爆震的研究罗继晶（中煤昔阳能源有限公司瓦斯发电厂，山西晋中045300）摘要：缸爆震是往复式内燃瓦斯发动机运行过程中的常见故障。
在美国卡特彼勒G3520C型瓦斯发电机组所有故障跳机中，缸爆震跳机占的比例最高。
尽力预防缸爆震跳机，掌握快速判断和处理缸爆震故障的方法，对提高机组的运行可靠性乃至提高全厂生产效益都具有重要意义。
在对卡特彼勒G3520C型瓦斯发电机组的长期运营管理中，对大量的缸爆震跳机实例进行分析和研究，总结出了缸爆震最常见的几方面原因，并列举了预防处理措施，为机组的安全、稳定运行提供了方案。
关键词：瓦斯发动机；缸爆震；内燃发电机；瓦斯中图分类号：V433.9文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2018.16.068瓦斯作为煤矿开采过程中的必然产物，将其有效利用，不仅可以节约能源，减少污染，还可以带来明显的经济效益。
就目前实际情况看，瓦斯发电是最为理想的利用途径，已然成为煤矿瓦斯利用的主要方式。
而在瓦斯发电的机组选型中，往复式内燃发电机组是最佳选择。
它具有投资少、见效快、燃料成本低、安装灵活、对瓦斯浓度适应范围广等优点。
因此，一些能有效提高往复式内燃发电机组运行可靠性的方法，在瓦斯发电行业内具有很大的推广应用价值，对提高煤层气利用效率具有实际意义。
某瓦斯发电厂安装美国卡特彼勒G3520C型燃气内燃发电机组一共13台，各台机组的累计运行时间均已达50000h。
在其运行期间，总体运行比较平稳，但发动机缸爆震跳机故障出现多，在所有故障跳机中缸爆震跳机占的比例最高，尤其是投产初期，频繁的缸爆震跳机给生产运行带来不小的不利影响，也直接影响着全厂的经济效益。
随着运行管理经验的积累，通过对大量缸爆震跳机实例的分析和研究，总结了缸爆震最常见的原因，并制定了预防处理措施，为机组的安全、稳定运行提供了方案。
G3520C燃气发电机组励磁系统的常见故障分析与预防
G3520C燃气发电机组励磁系统的常见故障分析与预防陈东峰【期刊名称】《《电气技术与经济》》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P41-43)【关键词】G3520C燃气发电机组; 励磁系统; 过流【作者】陈东峰【作者单位】[1]山西金驹煤电化股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TS2430 前言目前，晋煤集团瓦斯气发电总装机容量已达到298.4MW，约占山西省瓦斯发电总装机的四分之一，在运G3520系列燃气发电机组共计101台。
励磁系统故障是此系列机组停机的一种常见故障，特别是气温较高的夏季，据统计，近20%的故障停机是由于发电机励磁系统故障导致。
所以，减少燃气发电机组励磁系统故障的发生，对降低燃机的停机次数和并网高压开关动作次数，减少对电力系统冲击，保障燃机稳定运行有着十分重要的意义。
1 G3520C燃气发电机的结构和工作原理1.1 发电机结构G3520C燃气发电机励磁系统为无刷励磁系统，发电机主要由副励磁机（永磁发电机）、励磁机、CDVR（CAT Digital Voltage Regulator卡特电压控制器）、整流模块、发电机定子、发电机转子、风扇、轴承和外壳等部件组成，具体结构如图1所示：图1 G3520C燃气发电机的构造①发电机输出终端②定子绕组③发电机转子④转轴⑤整流模块⑥永磁体副励磁机⑦励磁⑧轴承⑨风扇⑩联轴器（联接发动机）1.2 工作原理在发电机的结构图中可知，副励磁机的永磁体、励磁机转子、整流模块及发电机的转子均安装在发电机的转轴上，机组冲转后，发电机的转轴在原动机的驱动下开始旋转。
具体的工作原理如图2所示，首先，副励磁机的永磁体转动，产生旋转磁场，在交变磁场的作用下，副励磁机绕组发出交流低压电能（单相），输入CDVR，通过CDVR内部元器件的整流、滤波处理后，一是为CDVR提供工作电源，二是给励磁机的磁场线圈提供励磁电流，CDVR通过检测发电机的输出电压及发电机并网状态，自动切换恒压工作模式和恒功率因数工作模式（具体参数可设置），实时为励磁机定子绕组提供合适的励磁电流，在磁场作用下，旋转的励磁机的转子绕组则发出较强的交流电能（三相），这较强的交流电能通过导线引至整流模块，通过六个旋转二极管进行全波整流后同轴连接到发电机的转子绕组的正负极，发电机转子励磁，额定转速下，发电机的定子绕组在转子磁场下发出额定电压等级的三相交流电。
G3520燃气发电机组的常见故障及排除
G3520燃气发电机组的常见故障及排除
陈东峰
【期刊名称】《科技与企业》
【年(卷),期】2014(000)017
【摘要】燃气发电项目是近年来兴起的煤层气综合利用的重要方式之一，其对于提高能源的综合利用水平和环境保护都具有重要意义，其中燃气发电机组是这一项目的核心、是电厂正常运行的关键。
本文结合自己在晋城煤业集团的工作经验，对于燃气发电机组的常见故障的现象、产生的原因以及排除措施进行了简要分析。
【总页数】2页(P320-320,321)
【作者】陈东峰
【作者单位】太原理工大学电气与动力工程学院山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司山西晋城 048000
【正文语种】中文
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卡特彼勒G3520型燃气发电机组功率波动原因分析及预防措施摘要：燃气发电机组是燃气发电厂的核心部分，只有对燃气发电机组常见的故障即产生的原因做到全面深入了解，一旦机组出现故障能够快速查明原因并及时排除才能保证机组的正常运行。
文章以卡特彼勒G3520型燃气发电机组为研究对象，就其功率波动原因展开分析，并提出了相应的预防措施。
关键词：G3520型；燃气发电机组；功率波动；原因；预防措施卡特彼勒G3520型燃气发电机组最易出现且最难判断的故障为功率波动故障。
造成功率波动的主要原因有缸内点火不正常、进排气管道漏气，转速传感器故障，混合气温度高，空气量供应不足，燃气量供应不足，计量阀、油门、旁通阀波动等，本文针对该机组特点，对最易造成机组功率波动原因进行分析。
一、缸内点火不正常（一）原因分析卡特彼勒G3520型燃气发电机组共有20缸，V型布置。
若机组运行中某一缸不点火或间断性点火，会造成机组缺缸运行，导致功率波动。
常见缸内不点火原因有火花塞故障、高压包故障、点火线束损坏。
（二）故障现象1、机组运行中若出现缸温低或缸温波动，应考虑为火花塞故障。
2、机组运行中发现缸温高，应考虑高压包故障。
同时应使用内窥镜对气门进行检查，排除气门烧口故障。
（三）防范及应对措施：1、加强对次级电压的监视，发现次级电压高于70%时，应更换新火花塞。
机组火花塞运行超出3000小时时保养时应考虑更换火花塞，对于积碳严重的火花塞应进行清理。
2、运行过程中若出现缸温高，可考虑为高压包故障，因高压包为非消耗品，可以与机组其它缸对调判断高压包是否损坏。
3、若运行中缸温低，排除火花塞、高压包问题，可对点火线束进行检查，若发现磨损或烧损现象可进行维修包扎，若无外观明显问题，可对点火线束进行更换。
二、进排气管道漏气（一）原因分析机组在运行中出现进排气管道漏气现象时，会造成压缩机排放压力、进气歧管压力波动。
因机组压缩机排放压力与进气歧管压力的压差决定旁通阀开度，故压缩机排放压力、进气歧管压力波动会导致旁通阀波动，旁通阀波动会导致功率波动。
（二）故障现象出现功率波动故障，应安排人员对机组进排气管道进行全面查漏。
应使用羽毛掸子、瓦检员等工具进行检查，防止发生高温烟气泄漏烫伤检查人员，最易泄漏点为涡轮增压器入口波纹管，油门、旁通阀垫片，排烟管道等处。
（三）防范措施1、严格按照检修工艺对进排气管道相关设备进行安装。
2、日常维护过程中，对排烟管道抱箍、螺栓检查，发现有碳化现象时及时进行更换。
3、定期对进排气波纹管进行检查，发现有裂纹时进行更换。
4、定期进行管道测漏工作。
三、转速传感器故障（一）原因分析卡特彼勒G3520型燃气发电机组功率采用转速控制，因此转速传感器故障会造成机组功率波动。
（二）故障现象判断转速传感器是否故障可查看理想转速与实际转速是否存在偏差、发电机未并网前转速波动情况。
（三）应对措施：1、因转速传感器工作环境差，可能被油污污染或者吸附磁性杂质，造成传感器数据不准确，可定期清理传感器。
2、传感器安装应严格按照卡特彼勒说明书执行。
四、混合气温度高（一）原因分析混合气气体温度升高，气体体积膨胀，导致机组进气量减少无法满足机组做功需求。
机组混合气温度一般控制在45摄氏度，超过60摄氏度可能造成机组功率波动。
（二）故障现象环境温度高时，机组混合气温度高，机组油门全开、旁通阀全关，无法满负荷运行。
环境温度低时，机组带负荷差，但旁通阀开度偏小或不开。
（三）应对措施：1、确保机组预处理出口温度正常，应定期清洗预处理制冷机组翅片，检查压缩机、氟利昂压力是否正常。
2、机组大修时应对中冷器气侧、水侧进行彻底清理，确保换热效果良好。
3、定期清理空冷散热器，确保中冷水散热器情况良好。
4、定期检查中冷水节温器是否卡涩，发现卡涩现象进行更换。
五、空滤污染，造成空气量供应不足（一）原因分析因卡特彼勒G3520型燃气发电机组一般安装在较偏僻位置，厂区内比较空旷，大风天气较多，大量灰尘进行燃机车间（或集装箱）内，造成空滤污染。
空滤污染后，燃机运行中会造成空气量不足，气缸内瓦斯气无法完全燃烧，造成功率波动。
（二）故障现象机组油门全开、旁通阀全关，无法满负荷运行。
应对措施：1、定期对厂区进行清扫、喷水，有条件的可以设置防风逸尘网，较少空滤污染。
2、空滤脏污后，应定期使用空压器对空滤进行吹扫。
3、定期更换新空滤。
六、燃滤污染，造成空气量供应不足（一）原因分析燃滤是即预处理设备后进一步过滤瓦斯气的装置。
受瓦斯管道脏污、预处理精密过滤器材质等影响因素导致污染，进而影响机组进气量，导致机组功率波动。
（二）故障现象机组进气压力低（表压力低于4kpa左右），机组油门全开、旁通阀全关，无法满负荷运行。
（三）应对措施：1、根据预处理精密过滤器压差或运行时间定期更换精密过滤器。
2、清理燃滤时，发现有大量白色粉末时，应考虑预处理精密过滤器失效应进行更换。
3、预处理消声过滤器内部加装消音棉时应重点关注消声器是否有碎末出现，若有则对消声器进行更换。
同时考虑更换不锈钢消声器或其它形式消声器。
七、计量阀、油门、旁通阀波动造成机组功率波动（一）原因分析因机组旁通阀开度由压缩机排放压力与进气支管压力的压差决定。
故当压缩机排放压力或进气支管压力传感器中有任一传感器故障即可造成旁通阀波动，旁通阀波动后造成计量阀、油门波动，进而造成机组功率波动。
机组压缩机排放压力、进气支管压力传感器工作环境恶劣，故障率较高，是机组功率波动的重要原因。
（二）故障现象机组未并网时，转速波动，机组并网后功率波动。
机组油门、旁通阀开度偏大且波动。
（三）应对措施：1、在安装传感器的位置加装隔热层，或在传感器本体外包扎保温材料，避免高温长时间对传感器损害，引起线路过早老化、断裂。
2、加强机组测振工作，如发现振动异常偏大及时停机处理，并检查传感器接头有无松动现象，另外，传感器接头损坏的故障发生较多，需对上述传感器接头做好备件准备，以备不时之需。
3、加强预处理湿度的监视，保证制冷机组、换热器的正常运行，及时更换空、燃滤，尽可能减少机组进气的含水量，提高机组进空气质量。
4、机组大修期间对中冷器进行彻底清洗，减少杂质进入传感器概率。
八、典型案例分析（某厂#3卡特彼勒3520型机组功率波动案例分析）（一）故障前的运行方式：5月1日早班09：00 #3燃机负荷1400-2000kW，DCS显示：油门全开，旁通阀全关，计量阀开度40%。
DCS显示环境温度约为32℃，多次报燃气计量阀故障跳机。
（二）故障处理经过：5月1日9：00-11：00 对机组缸温进行全面检查，未发现有点火不正常缸；对机组进行全面测漏，未发现有泄漏点；燃滤后瓦斯气压力为15kpa，排除燃滤堵塞问题；机组停运更换新空滤后重新启动定速后，机组转速稳定，排除空滤污染、转速传感器故障；11：00 召开故障分析会，分析燃机无法满载运行且功率波动的原因及应对措施，会议形成共识：无法满载运行的原因：瓦斯浓度为30%左右，#3燃机混合气温度达到60℃，预处理出口瓦斯气温度正常，初步判断#3燃机中冷水节温器有故障。
会议决定：（1）更换#3燃机中冷水节温器，活动计量阀、油门、旁通阀；（2）若更换节温器后故障无法消除，则考虑更换计量阀。
11：28 #3燃机跳机，ET：燃气计量阀故障，并机柜：燃气计量控制阀故障，逆功率；利用#3燃机停机期间更换中冷水节温器，并活动计量阀、油门、旁通阀。
14：52 更换中冷水节温器，活动计量阀、油门、旁通阀后，启#3燃机；14：55 #3燃机并网；15：20 #3燃机设定负荷率为90%，但负荷为900-1200kw左右波动无法加载；油门全开，旁通阀全关；15：27 停#3燃机，考虑计量阀报卡涩故障，可能为计量阀卡涩造成功率波动，对计量阀进行更换。
17：06 启#3燃机；17：08 #3燃机并网；17：20 #3燃机负荷率加至90%，负荷在1000-1300kw波动无法继续加载；油门全开，旁通阀全关；17：29 停#3燃机，活动油门无异常；18：05 启#3燃机；18：06 #3燃机并网；18：27 #3燃机负荷加至1700kw运行，油门全开，旁通阀全关。
5月4日9：00 #3燃机负荷900-1200Kw波动，油门全开，旁通阀全关；11：29 停#3燃机，更换中冷水泵，冲洗空冷散热器；16：04 #3燃机启机；16：05 #3燃机并网，负荷加载至800Kw不上升，功率在800-1200kw波动，油门全开，旁通阀全关。
16：14 停#3燃机，更换旁通阀；18：30 #3燃机启机；18：32 #3燃机并网；18：48 #3燃机负荷加至1800Kw。
5月12日9：00 #3燃机负荷1200Kw至1800Kw之间波动，油门开度90%，旁通阀开度40%。
10：30 停#3燃机，检查涡轮增压器，查进气支管压力为84Kpa（当地大气压为90kpa），更换压缩机排放压力传感器、进气压力传感器。
11：32 #3燃机启机；11：36 #3燃机并网；11：51 #3燃机负荷在700-1200Kw波动。
14：00 召开故障分析会，分析燃机无法满载运行且功率波动的原因及应对措施，会议形成共识：针对功率波动原因已进行逐项排查，因混合气温度高，且机组带负荷能力与环境温度有直接联系，考虑为混合气冷却效果差，决定对中冷器进行检查清洗。
5月12日对机组中冷器进行拆解5月13日对中冷器进行清洗，清洗出大量铜垢5月14日将清洗后中冷器进行回装，机组启动后运行正常。
总结某厂#3机组无法满负荷运行且功率波动故障，是功率波动故障非常有代表性的案例。
从故障处理过程我们发现因功率波动故障原因较多且故障过程中并发其它故障（计量阀卡涩、压缩机排放压力传感器故障）等原因，很容易造成人员误判断。
因此在类似故障处理过程中，要找到故障的第一现象，从根本出发，快速消除故障，确保机组安全、稳定、经济运行。