氣缸套高頻振動(dòng)是陜西西安柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生穴蝕的根本原因 導(dǎo)讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了陜西西安柴油發(fā)電機(jī)氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機(jī)件穴蝕破壞問題日益引起人們的關(guān)注，尤其是缸套穴蝕已是陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的重要問題，引起國(guó)內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是陜西西安柴油發(fā)電機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問題。隨著陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的功率增加、強(qiáng)載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙陜西西安柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問題，嚴(yán)重地影響陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說來，高速、輕型大功率陜西西安柴油發(fā)電機(jī)，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的陜西西安柴油發(fā)電機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí))就會(huì)在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至陜西西安柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)缸套就因穴蝕穿孔而報(bào)廢，此時(shí)缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速陜西西安柴油發(fā)電機(jī)氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。 1．穴蝕部位：缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力 一側(cè)的偏上方；冷卻水進(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對(duì)應(yīng)的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應(yīng)忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電化學(xué)不均勻性導(dǎo)致的宏觀和微觀電化學(xué)腐蝕。這兩種腐蝕同時(shí)存在或交替進(jìn)行均會(huì)加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對(duì)穴蝕有影響。 2.氣缸套穴蝕機(jī)理 1）一般穴蝕機(jī)理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機(jī)理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為：機(jī)件發(fā)生穴蝕的先決條件是機(jī)件浸于液體中，并與液體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或機(jī)件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時(shí)高壓或瞬時(shí)高真空。在瞬時(shí)高真空區(qū)，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時(shí)，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時(shí)周圍液體急速?zèng)_向潰滅處，產(chǎn)生極強(qiáng)的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機(jī)件表面金屬逐漸剝落。與此同時(shí)，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進(jìn)行共同作用致使機(jī)件穴蝕破壞。 2) 陜西西安柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外圓表面與氣缸體(或機(jī)體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動(dòng)著淡水或海水。陜西西安柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側(cè)推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側(cè)，使氣缸套產(chǎn)生高頻振動(dòng)。缸套高頻振動(dòng)和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應(yīng)交替地膨脹與被壓縮。膨脹時(shí)受拉伸作用形成瞬時(shí)低壓，被壓縮時(shí)形成瞬時(shí)高壓。此外，冷卻水進(jìn)口和流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會(huì)形成瞬時(shí)高壓或低壓。在瞬時(shí)低壓時(shí)產(chǎn)生氣泡，瞬時(shí)高壓時(shí)氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學(xué)腐蝕作用而破壞。 3．影響缸套穴蝕的因素：生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式陜西西安柴油發(fā)電機(jī)氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。 1）缸套振動(dòng)。陜西西安柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動(dòng)是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動(dòng)強(qiáng)度與以下各點(diǎn)有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞對(duì)氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質(zhì)量和活塞在氣缸中橫擺時(shí)的速度?；钊|(zhì)量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對(duì)缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動(dòng)增強(qiáng)。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動(dòng)。剛度大，受活塞沖擊時(shí)缸套變形小，振動(dòng)小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關(guān)外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關(guān)，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機(jī)體)之間的配合間隙對(duì)缸套的剛度亦有影響。如果陜西西安柴油發(fā)電機(jī)缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結(jié)構(gòu) 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產(chǎn)生空泡。陜西西安柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應(yīng)小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內(nèi)徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)，有利于降低缸套穴蝕。陜西西安柴油發(fā)電機(jī)把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。 2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進(jìn)程，但也不宜長(zhǎng)期水溫過低。實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時(shí)穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。 4．防止缸套穴蝕的措施 除從材料和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)來防止和降低缸套穴蝕外，對(duì)陜西西安柴油發(fā)電機(jī)氣缸套穴蝕，還可采用以下措施： （1）缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強(qiáng)化，可有效地防止電化學(xué)腐蝕與穴蝕。 （2）在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕；例如陜西西安柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外表面安裝鋅帶并堅(jiān)持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。 （3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續(xù)保護(hù)膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對(duì)缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結(jié)論：在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時(shí)依具體機(jī)型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

陜西西安柴油發(fā)電機(jī)電壓的允許變動(dòng)范圍 　　電壓是陜西西安柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素之一，電壓波動(dòng)過大可能影響陜西西安柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的使用壽命，甚至直接損壞機(jī)器。電力系統(tǒng)符合的變動(dòng)是正常的，因此，為了發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)保證電壓的變動(dòng)處于允許的范圍內(nèi)。 　　陜西西安柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電壓的變動(dòng)范圍是在額定電壓±5%以內(nèi)，此時(shí)發(fā)電機(jī)的額定容量可保持不變。即當(dāng)電壓降低5%時(shí)，定子電流可升高5%；而當(dāng)電壓升高5%時(shí)，定子電流應(yīng)降低5%。 　　陜西西安柴油發(fā)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行的 允許電壓應(yīng)遵循額定值的規(guī)定，但 電壓不得大于額定值的110%，因?yàn)楫?dāng)電壓過高運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生以下危險(xiǎn)： 　　（1）轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流增加，可能使轉(zhuǎn)子繞組溫度超過允許值。若維持轉(zhuǎn)子電流不變升高電壓，則需降低出力。 　?。?）定子鐵芯磁通密度增大，鐵損增加，可能使定子鐵芯和定子繞組溫度超過允許值。 　?。?）由于定子鐵芯磁通密度增大，鐵芯飽和后發(fā)電機(jī)端部漏磁也會(huì)增加，會(huì)引起發(fā)電機(jī)的實(shí)體部分（如漏磁逸出軛部，繞穿機(jī)座某些結(jié)構(gòu)部件如支持筋、機(jī)座，齒壓板等）和支持端部的金屬零件發(fā)生過熱，造成事故。 　　（4）過電壓運(yùn)行對(duì)定子繞組絕緣（如存在絕緣薄弱點(diǎn)）有擊穿危險(xiǎn)。 　　陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的 運(yùn)行電壓應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定的要求來確定，一般不應(yīng)低于額定值的90%。電壓過低造成的危害是： 　?。?）引起系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性問題和發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁調(diào)節(jié)穩(wěn)定性問題。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于95%以下運(yùn)行時(shí)（一般到90%），會(huì)使系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定度大大降低，因?yàn)榇藭r(shí)由于勵(lì)磁電流的減少使定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)拉力減少，很容易產(chǎn)生失步和振蕩。 　?。?）定子繞組溫度可能升高。在電壓降低時(shí)若要保持出力不變，必需增加定子電流。當(dāng)電壓降低到額定值的95%時(shí)，定子電流長(zhǎng)期允許值不得超過額定值的105%。 　?。?）引起廠用電動(dòng)機(jī)和用戶電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況惡化。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)力矩與電壓平方成正比，電壓下降使電動(dòng)機(jī)力矩大為下降，引起電動(dòng)機(jī)電流增大而發(fā)熱。 　　對(duì)于不同場(chǎng)所中使用的陜西西安柴油發(fā)電機(jī)，使用單位要根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，制定陜西西安柴油發(fā)電機(jī)具體的電壓控制規(guī)程，做好發(fā)電機(jī)電壓變動(dòng)的控制工作，為陜西西安柴油發(fā)電機(jī)的可靠運(yùn)行提供一份安心的保障。

發(fā)電機(jī)組的減震系統(tǒng)、散熱器和排氣管消聲器要求 聯(lián)軸器及避振裝置 1.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)須與單軸承型發(fā)電機(jī)直接軸接；與雙軸承發(fā)電機(jī)連接時(shí)，必須通過高彈聯(lián)軸器連接；1500kw以上的低壓及中壓陜西西安柴油發(fā)電機(jī)組必須通過高彈聯(lián)軸器連接。 2.彈簧型避振器須裝于底板下，使整個(gè)裝置坐落在混凝土樓板上而不致將振動(dòng)傳至鄰近的設(shè)備或建筑物任何部分上。部分廠家的機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)連接形式和減振措施。 散熱器 下文是風(fēng)冷機(jī)組和水冷機(jī)組技術(shù)規(guī)格書的相關(guān)要求，用戶應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇符合要求的相應(yīng)機(jī)組形式之一。 1.風(fēng)冷機(jī)組 (1)發(fā)動(dòng)機(jī)須由配套的散熱器進(jìn)行風(fēng)冷。 (2)須將散熱器分裝在專為之設(shè)計(jì)和經(jīng)批準(zhǔn)的支架上。 (3)散熱器須裝設(shè)通風(fēng)管道的法蘭盤接頭，使通風(fēng)管道能附在散熱器上。在散熱器和金屬百葉窗之間須裝設(shè)一節(jié)帶撓性連接器的風(fēng)管。管道須由鍍鋅簿鋼板制作。所有管道須具有密封的接頭。 (4)風(fēng)扇須有足夠的容量并考慮到氣流經(jīng)過管道和百葉窗的附加阻力。 2.水冷機(jī)組 (1)發(fā)動(dòng)機(jī)須由配套的散熱器進(jìn)行水冷，包括皮帶傳動(dòng)風(fēng)扇、冷卻劑泵、恒溫器控制的液冷排氣管、中間冷卻器、耐腐蝕并適用于當(dāng)?shù)貤l件的冷卻劑弗列加過濾器。 （2）須將散熱器分裝在專為之設(shè)計(jì)和經(jīng)批準(zhǔn)的支架上。 （3）散熱器須裝置通風(fēng)管道的法蘭盤接頭使通風(fēng)管道能附在散熱器上。在散熱器和金屬百葉窗之間須裝設(shè)一節(jié)帶撓性連接器的風(fēng)管。管道須由鍍鋅薄鋼板制作。所有管道須具有密封的接頭。 （4）風(fēng)扇須有足夠的容量并考慮到氣流經(jīng)過管道和百葉窗的附加阻力。 （5）冷卻系統(tǒng)中須加防腐蝕劑。 （6）冷卻系統(tǒng)須配備冷卻劑加熱器，使冷卻劑的溫度保持在20℃以上，以保證在需要時(shí)能易于啟動(dòng)。冷卻系統(tǒng)中也須加入防凍劑。 排氣管消聲器和煙道 (1)排煙系統(tǒng)由消聲器、膨脹波紋管、吊桿、管道、管夾、聯(lián)接法蘭、抗熱接頭等部件組成。 （2）在排煙系統(tǒng)中的連接須使用帶抗熱接頭尺的聯(lián)接法蘭。 （3）在消聲器后須連接碳鋼或不銹鋼膨脹節(jié)，波紋管將煙氣垂直向上排至圖標(biāo)之位置。排煙管須由符合國(guó)標(biāo)的黑色鋼管、碳管或不銹鋼管制作，或符合 規(guī)范要求并由專業(yè)廠家生產(chǎn)的不銹鋼焊接煙管。 （4）排煙管之彎頭具有須等于3倍管徑的小彎曲半徑，以滿足陜西西安柴油發(fā)電機(jī)組的背壓要求為準(zhǔn)。 （5）自排氣口至排氣管末端的整個(gè)系統(tǒng)，除不銹鋼的膨脹波紋管外，均須涂以抗熱油漆。 (6)整個(gè)排煙系統(tǒng)須于鍍鋅金屬網(wǎng)上，裹以符合 標(biāo)準(zhǔn)的非燃性絕緣材料的保溫層，金屬網(wǎng)孔徑及保溫層厚度亦需滿足 標(biāo)準(zhǔn)要求，排煙管加保溫層后外表溫度應(yīng)不大于70℃。 (7)全部排煙管道和消聲器的表面須裹以厚度不小于0.8mm的鋁金屬或不銹鋼包層 (8)整個(gè)系統(tǒng)須由彈簧吊桿懸掛。懸掛吊桿的設(shè)計(jì)須經(jīng)批準(zhǔn)。 (9)排氣出口處所排出的廢氣煙色 容許度不應(yīng)高于林格曼黑度一度、煙塵排放濃度不得高于80mg/m3，并須符合當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的規(guī)定。 (10)陜西西安柴油發(fā)電機(jī)排放的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烴等污染氣體需滿足GB 20426-2006的要求，達(dá)到歐Ⅱ以上排放標(biāo)準(zhǔn)。