要約: ディーゼル発電機は生産電力の信頼できる保証であり、その安全かつ効果的な動作はプラットフォームの生産を確保するために非常に重要です。ディーゼル発電機の高水温は最も一般的な故障の 1 つであり、タイムリーに対処しないと重大な機器の故障にまで発展し、生産に影響を与え、計り知れない経済的損失を引き起こす可能性があります。ディーゼル発電機の運転中の温度は、油温でも冷却水温度でも正常範囲内になければなりません。ディーゼル発電機の場合、油温の最適動作範囲は 90 ° ～ 105 °、冷却水の最適温度は 85 ° ～ 90 ° の範囲内である必要があります。ディーゼル発電機の温度が運転中に上記の範囲を超えるか、さらに高い場合は、過熱運転とみなされます。過熱運転はディーゼル発電機に重大なリスクをもたらすため、直ちに排除する必要があります。そうしないと、水温が高くなると、通常、ラジエーター内の冷却液の沸騰、出力の低下、潤滑油の粘度の低下、コンポーネント間の摩擦の増加、さらにはシリンダーの引っ張りやシリンダーガスケットの焼き付きなどの重大な故障が発生することがあります。
1、冷却システムの紹介
ディーゼル発電機では、燃料の燃焼によって放出される熱の約 30% ～ 33% を、シリンダー、シリンダー ヘッド、ピストンなどのコンポーネントを通じて外界に分散する必要があります。この熱を放散するには、加熱されたコンポーネントに十分な量の冷却媒体を継続的に流し、冷却を通じてこれらの加熱されたコンポーネントの通常の安定した温度を確保する必要があります。したがって、冷却媒体の十分かつ継続的な流れと冷却媒体の適切な温度を確保するために、ほとんどのディーゼル発電機には冷却システムが設置されています。
1.冷却の役割と方法
エネルギー利用の観点からは、ディーゼル発電機の冷却は避けるべきエネルギーロスですが、ディーゼル発電機の正常な動作を確保する必要があります。ディーゼル発電機の冷却には次の機能があります。まず、冷却により加熱部品の作動温度を材料の許容範囲内に維持できるため、高温条件下での加熱部品の十分な強度が確保されます。第二に、冷却により、加熱部品の内壁と外壁の間に適切な温度差が確保され、加熱部品の熱応力が軽減されます。また、冷却によりピストンやシリンダライナなどの可動部間の適切なクリアランスやシリンダ壁作動面の油膜の正常な作動状態も確保できます。これらの冷却効果は、冷却システムによって実現されます。管理にあたっては、ディーゼル発電機が過剰に冷却されて過冷却されたり、冷却不足によって過熱されたりしないように、ディーゼル発電機の冷却の両方の側面を考慮する必要があります。現代では、冷却損失を最小限に抑えて燃焼エネルギーを最大限に活用することから、断熱エンジンの研究が国内外で盛んに行われており、セラミックス材料などの耐高温材料が数多く開発されています。
現在、ディーゼル発電機の冷却方式には強制液冷と空冷の2種類があります。ディーゼル発電機の大部分は前者を使用しています。
2. 冷却媒体
ディーゼル発電機の強制液冷システムには、通常、淡水、冷却剤、潤滑油の 3 種類の冷却剤が使用されます。淡水は水質が安定しており、伝熱効果が高く、水処理に使用することで腐食やスケール欠陥を解決できるため、現在広く使用されている理想的な冷却媒体です。ディーゼル発電機の淡水品質に関する要件は、一般に淡水または蒸留水中に不純物が含まれていないことです。淡水の場合、総硬度は 10 (ドイツ度) を超えてはならず、pH 値は 6.5 ～ 8、塩化物含有量は 50 × 10-6 を超えてはなりません。蒸留水やイオン交換器で生成した完全脱イオン水を冷却用淡水として使用する場合は、淡水の水処理に特に注意し、水処理剤の濃度が規定範囲に達しているか定期的に試験を行う必要があります。そうしないと、不十分な濃度によって引き起こされる腐食が、通常の硬水を使用する場合よりも深刻になります（通常の硬水によって形成される石灰膜の堆積物から保護されないため）。冷却水の水質は管理が難しく、腐食やスケールの問題が顕著です。腐食やスケーリングを防ぐため、冷却液の出口温度は 45 ℃ を超えないようにしてください。したがって、現在、ディーゼル発電機を冷却するために冷却剤を直接使用することはまれです。潤滑油は比熱が小さく、伝熱効果が悪く、高温状態では冷却室内でコークスが発生しやすくなります。しかし、漏れによるクランクケースオイルの汚染の心配がなく、ピストンの冷却媒体として適しています。
3. 冷却系の構成と設備
加熱部品の動作条件が異なるため、必要な冷却剤の温度、圧力、基本組成も異なります。したがって、各加熱コンポーネントの冷却システムは通常、いくつかの別個のシステムで構成されます。一般に、シリンダー ライナーとシリンダー ヘッド、ピストン、燃料インジェクターの 3 つの密閉淡水冷却システムに分かれています。
シリンダライナ冷却水ポンプ出口からの清水は、シリンダライナ水メイン入口管を通って各シリンダライナ下部に入り、シリンダライナ→シリンダヘッド→ターボチャージャという経路で冷却される。各シリンダーの出口パイプは結合された後、途中で水生成装置と淡水クーラーによって冷却され、その後シリンダーライナー冷却水ポンプの入口に再び入ります。もう一方の方法は淡水膨張タンクに入ります。淡水膨張タンクとシリンダーライナー冷却水ポンプの間にバランスパイプが設置されており、システムに水を補充し、冷却水ポンプの吸入圧力を維持します。
システムには温度センサーがあり、冷却水の出口温度の変化を検出し、熱制御バルブを通じて入口温度を制御します。最高水温は一般に90〜95℃を超えてはなりません。そうでない場合、水温センサーがコントローラーに信号を送信し、ディーゼルエンジン過熱警報が発生し、機器に停止を指示します。
ディーゼル発電機の冷却方式には、統合型と分割型の 2 種類があります。なお、分割型インタークーラーシステムでは、車種によってはインタークーラー熱交換器の冷却面積がシリンダーライナーの水熱交換器の冷却面積よりも大きい場合があり、メーカーのサービスマンのミスが多い。シリンダーライナー水の方が多くの熱交換が必要なように感じますが、インタークーラー冷却は温度差が小さく熱交換効率が低いため、より広い冷却面積が必要となります。新しい機械を導入する場合、進捗に影響を与える手戻りを避けるために、メーカーに確認する必要があります。クーラーの出口水温は通常 54 度を超えてはなりません。温度が高すぎると、クーラーの表面に吸着する化合物が生成され、熱交換器の冷却効果に影響を与える可能性があります。
2、高水温故障の診断と治療
1. 冷却水レベルの低下または不適切な選択
最初にチェックする最も簡単な点は、冷却液のレベルです。液面レベル低下警報スイッチについて迷信を持たないでください。レベル スイッチの細い水道管が詰まっていると、検査員が誤解を招く可能性があるためです。また、高水温で駐車した後は、水温が下がってから水を補充する必要があり、シリンダーヘッドクラックなどの重大な装置事故を引き起こす可能性があります。
エンジン固有の冷却剤の物理的オブジェクト。ラジエーターやエキスパンションタンク内の冷却水のレベルを定期的に確認し、液面が低下している場合は適時に補充してください。ディーゼル発電機の冷却システムに冷却水が不足すると、ディーゼル発電機の放熱効果に影響し、高温が発生するためです。
2. クーラーまたはラジエター (空冷) の詰まり
ラジエーターの詰まりは、ほこりやその他の汚れによって発生する場合もあれば、フィンが曲がったり壊れたりして空気の流れが妨げられることが原因である場合もあります。高圧エアや水による洗浄の際は、冷却フィン、特にインタークーラー冷却フィンを曲げないように注意してください。クーラーを長期間使用しすぎると、クーラーの表面に化合物の層が吸着し、熱交換効果に影響を与え、水温が高くなることがあります。クーラーの効果を判断するには、温度測定ガンを使用して、熱交換器の入口水と出口水の温度差と、エンジンの入口水温と出口水温を測定します。メーカーが提供するパラメータに基づいて、クーラーの効果が悪いのか、冷却サイクルに問題があるのかを判断できます。
3. エアディフレクターとカバーの損傷 (空冷)
空冷ディーゼル発電機では、エアディフレクターとカバーが損傷していないかどうかも確認する必要があります。損傷すると熱気が空気入口に循環し、冷却効果に影響を与える可能性があります。空気出口は、エアダクトの長さとグリルの形状に応じて、通常、クーラーの面積の 1.1 ～ 1.2 倍である必要がありますが、クーラーの面積以上でなければなりません。ファンの羽根の向きが違いますし、カバーの取り付けにも違いがあります。新しいマシンを設置する場合は注意が必要です。
4. ファンの損傷またはベルトの損傷または緩み
ディーゼル発電機のファンベルトの緩みやファンの形状に異常がないか定期的に点検してください。ファンベルトが緩みすぎるとファンの回転数が低下しやすくなり、ラジエーターが本来の放熱能力を発揮できなくなり、ディーゼル発電機が高温になってしまいます。
ベルトの張力は適切に調整する必要があります。緩めるのは良くありませんが、締めすぎるとサポートベルトやベアリングの寿命が短くなる可能性があります。動作中にベルトが切れるとファンに巻き付き、クーラーが破損する恐れがあります。一部のお客様によるベルトの使用においても同様の不具合が発生しております。また、ファンの変形によりラジエーターの放熱能力が十分に発揮されなくなる場合もあります。
5. サーモスタットの故障
サーモスタットの物理的な外観。水槽の出入口水温とウォーターポンプ出入口熱交換器の温度差を測温ガンで測定することで、サーモスタットの故障を事前に判断できます。さらに検査するには、サーモスタットを分解し、水で煮沸し、開度温度、全開温度、全開度を測定してサーモスタットの品質を判断する必要があります。は6000Hの検査が必要ですが、通常は上部または上下の大規模修繕時に直接交換され、中間に異常がなければ検査は行われません。ただし、使用中にサーモスタットが損傷した場合は、ウォーターポンプのさらなる損傷を避けるために、冷却水ポンプのファンブレードが損傷していないか、水タンク内にサーモスタットが残っているかどうかを確認する必要があります。
6.ウォーターポンプの破損
この可能性は比較的小さいです。インペラの破損や脱落の可能性があり、分解点検するかどうかは測温ガンや圧力計などを総合的に判断して判断するものであり、システム内に空気が吸入される現象とは区別する必要があります。ウォーターポンプの下部に吐出口があり、ここから水が滴る場合はウォーターシールが切れていることを示します。一部の機械がこれを通ってシステムに侵入し、循環に影響を与え、水温の上昇を引き起こす可能性があります。ただし、ウォーターポンプを交換するときに 1 分間に数滴の漏れがあった場合は、そのまま放置して使用状況を観察することができます。一部の部品は、一定期間慣らし運転を行った後でも漏れなくなります。
7. 冷却システムに空気が入っています
システム内の空気は水の流れに影響を与える可能性があり、ひどい場合には水ポンプが故障してシステムの流れが停止する可能性があります。一部のエンジンでも、運転中に水タンクから水が溢れ続けたり、駐車中に水位低下警報が発生したり、メーカーのサービス担当者が特定のシリンダーからの燃焼ガスが冷却系に漏れたと判断したりといった誤った判断を経験したことがあります。16気筒すべてのシリンダーガスケットを交換しましたが、動作中も不具合は解消されませんでした。現場に到着後、エンジンの最高点から排気を開始しました。排気完了後、エンジンは正常に回転しました。したがって、障害に対処する場合は、大規模な修理を行う前に、同様の現象が解消されていることを確認する必要があります。
8. オイルクーラーの破損による冷却液漏れ
(1) 故障現象
あるユニットに設置されている発電機の始動前点検中に、潤滑油計量棒の穴の縁から水が外側に垂れ続け、ラジエーター内に冷却水がほとんど残っていないことが判明しました。
(2) 障害の発見と分析
調査の結果、ディーゼル発電機が故障する前は、建設現場での工事中に異常な現象は見られなかったことがわかっています。ディーゼル発電機が停止した後、冷却水がオイルパンに漏れた。この不具合の主な原因は、オイルクーラーの漏れやシリンダーライナーの密封水室の損傷です。そこで、まずオイルクーラーの耐圧試験を行い、オイルクーラー内の冷却水を抜き、潤滑油の入口出口接続配管を取り除いた。次に、冷却水の出口を塞ぎ、冷却水の入口に一定の圧力の水を導入しました。その結果、潤滑油差し込み口から水が流出していることが判明し、水漏れの原因はオイルクーラー内部にあることが判明した。冷却水漏れ故障はクーラーコアの溶着が原因で、ディーゼル発電機の停止中に発生した可能性がある。したがって、ディーゼル発電機セットが運転を終了した時点では、異常な現象は発生しませんでした。しかし、ディーゼル発電機がオフになると、潤滑油圧はゼロに近づき、ラジエーターはある程度の高さになります。このとき、冷却水の圧力が潤滑油圧よりも高く、クーラコアの開口部から冷却水がオイルパン内に流入し、油量計の穴の縁から外側に水が滴り落ちます。
(3) トラブルシューティング
オイルクーラーを分解し、開いた溶接の位置を確認します。再溶接後、不具合は解消されました。
9. シリンダーライナーの漏れにより冷却水温度が高くなる
(1) 故障現象
Bシリーズのディーゼル発電機です。修理工場でのオーバーホールでは、ピストン、ピストンリング、ベアリングシェルなどの部品を交換し、シリンダーヘッド平面を研磨し、シリンダーライナーを交換しました。大規模なオーバーホール後、工場内での慣らし運転では異常は見られなかったが、機械所有者に納入されて使用された後、冷却水温度が高くなるという不具合が発生した。オペレーターのフィードバックによると、通常の動作温度に達した後、3〜5キロメートル走行すると冷却水の温度が100℃に達します。一定時間駐車し、水温が下がった後も運転を続けると、すぐに再び100℃まで上昇します。ディーゼル発電機に異音はなく、シリンダーブロックからの水の浸出もありません。
(2) 障害の発見と分析
ディーゼル発電機には異音はなく、排気管からの煙も基本的に正常です。バルブ、バルブ、ガイドロッドのクリアランスは基本的に正常と判断できます。まず圧縮圧力計でシリンダ圧力を測定し、冷却系の基本点検を行います。水漏れや浸出は認められず、ラジエター内の冷却液レベルも規定を満たしている。始動後にウォーターポンプの動作を確認したところ、異常は見られず、ラジエーター上下室に明らかな温度差もありませんでした。しかし、少量の気泡が確認されたため、シリンダーガスケットの損傷が疑われた。そこでシリンダーヘッドを取り外しシリンダーガスケットを検査したところ、明らかな焼き付き現象は見られませんでした。よく観察したところ、シリンダーブロック上面よりも高いシリンダーライナー上面に損傷があることが判明した。シリンダーガスケットを取り付ける際、ピストン穴は損傷領域の外円上に正確に配置され、シリンダーガスケットは損傷ポートの上面と面一になりました。このことから、シリンダーガスケットのシール不良により水路内に高圧ガスが侵入し、冷却水温度が異常に上昇したものと推定される。
(3) トラブルシューティング
シリンダーライナーを交換し、シリンダーヘッドボルトを規定トルクで締め付けたところ、再び冷却水温度が高くなる現象は発生しませんでした。
10. 長期過負荷運転
ディーゼル発電機を長期間過負荷で運転すると、燃料消費量と熱負荷が増加し、水温が高くなる可能性があります。このため、ディーゼル発電機は長期間の過負荷運転を避ける必要があります。
11. エンジンシリンダーの引き抜き
エンジンのシリンダーが引っ張られると多量の熱が発生し、油温やシリンダーライナーの水温が上昇します。シリンダーを強く引くとクランクケースのベンチレーションポートから白煙が発生しますが、軽く引く程度では水温が高くなるだけで、クランクケースのベンチレーションに大きな変化はありません。油温の変化が観測されなくなると判断が難しくなります。水温が異常に高い場合、クランクケースドアを開けてシリンダーライナーの表面を検査し、タイムリーに問題を検出し、重大なシリンダー引っ張り事故を回避する可能性として使用できます。検査中はシフトごとにクランクケースのエア出口をチェックする必要があります。白煙が発生したり、排気口が大幅に増加した場合は、停止して点検する必要があります。シリンダーライナーに異常がない場合は、軸受の潤滑不良により油温が高くなっているかどうかを考慮する必要があります。同様に、クランクケースの空気出口の増加が見られます。重大な設備事故を防ぐためには、機械を運転する前に原因を特定し、対処する必要があります。
上記の考えられる理由はいくつかありますが、単純なものから複雑なものまで判断し、他の考えられる障害現象と組み合わせて原因を特定できます。新車のテストや大規模な修理の際には、さまざまな負荷条件下でのクーラーの出入口、機械の出入り口の水温、各給油箇所の温度を測定し記録する必要がありますので、パラメータの比較を容易にし、機械に異常が発生した場合に異常箇所をタイムリーに調査します。簡単に対処できない場合は、さらにいくつかの温度ポイントを測定し、次の理論的分析を使用して障害の原因を見つけることができます。
3、 高温による危険性と予防策
ディーゼル発電機が「空焚き」状態、つまり冷却水を使わずに運転している場合、ラジエーターに冷却水を流し込むいかなる冷却方法も基本的に効果がなく、ディーゼル発電機は運転中に放熱することができません。まず、運転状態で給油口を開け、速やかに潤滑油を注入してください。完全に脱水状態になると、ディーゼル発電機の潤滑油が高温で大量に蒸発してしまうため、速やかに潤滑油を補給する必要があるためです。潤滑油を注入した後は、必ずエンジンを停止し、ディーゼル発電機の電源を切り、潤滑油を遮断する何らかの方法を講じてください。スターターの作動とディーゼル発電機の受動的作動を同時に行い、この頻度を維持するために 5 秒間隔で 10 秒間連続作動させます。シリンダーの固着や引っ張りなどの重大な事故を最小限に抑えるには、ディーゼル発電機を保護するよりもスターター エンジンを損傷する方が良いでしょう。したがって、冷却システムに対して予防措置を講じる必要があります。
1. 冷却システムの動作パラメータの調整
(1) 冷却水ポンプの出口圧力は常用範囲内に調整してください。通常、冷却剤が真水に漏れて冷却器が漏れたときに冷却剤が劣化するのを防ぐために、淡水の圧力は冷却剤の圧力よりも高くする必要があります。
(2) 淡水の温度は、説明書に従って通常の動作範囲に調整する必要があります。淡水の出口温度が低すぎたり（熱損失の増加、熱応力、低温腐食の原因）、高すぎたり（シリンダ壁の潤滑油膜の蒸発、シリンダ壁の摩耗の促進、蒸発の原因）にならないようにしてください。冷却チャンバー内での影響、およびシリンダーライナーのシールリングの急速な老化）。中高速ディーゼルエンジンの場合、出口温度は一般に70℃〜80℃（硫黄含有重油の燃焼なし）、低速エンジンの場合は60℃〜70℃に制御できます。輸入時と輸出時の温度差は12℃を超えてはなりません。一般に、淡水の出口温度の許容上限に近づくことが推奨されます。
(3) 塩分析による熱伝達への影響を防ぐため、冷却液の出口温度は 50 ℃ を超えてはなりません。
(4) 運転中、冷却水パイプのバイパスバルブを使用して淡水冷却器に入る冷却水の量を調整するか、淡水パイプのバイパスバルブを使用して淡水冷却器に入る淡水の量を調整できます。ウォータークーラーまたは冷却水の温度。現在の新造船には淡水や潤滑油の自動温度制御装置が装備されていることが多く、その調整弁は主に淡水や潤滑油のパイプラインに設置され、冷却器に入る淡水や潤滑油の量を制御しています。
(5) 各シリンダー内の冷却水の流れを確認してください。冷却水流量を調整する必要がある場合は、冷却水ポンプの出口バルブを調整し、調整速度をできるだけ遅くする必要があります。冷却水ポンプの入口バルブは常に全開位置にしてください。
(6) シリンダ冷却水の圧力変動があり、調整が効かない場合は、通常、システム内のガスの存在が原因です。原因をできるだけ早く特定し、取り除く必要があります。
2. 定期点検の実施
(1) 増設水槽および清水循環キャビネットの水位変化を定期的に確認してください。水位の低下が早すぎる場合は、原因を迅速に特定して排除する必要があります。
(2) ディーゼル発電機システムの冷却水面、給水配管、給水ポンプ等を定期的に点検し、スケールや詰まり等の異常を速やかに特定し、除去してください。
(3) クーラントフィルターやクーラントバルブにゴミが詰まっていないか確認してください。寒冷地を航行する場合は、水中バルブの氷詰まりを防ぐため冷却水配管系の管理を強化するとともに、冷却器に入る冷却水の温度（25℃）を確保する必要があります。
(4) 冷却水の水質は週に一度チェックするのがベストです。水処理添加剤（腐食防止剤など）の濃度は、pH 値（20 ℃で 7 ～ 10）および塩素濃度（50ppm を超えない）とともに、その説明書に記載されている指定範囲内である必要があります。これらのインジケーターの変化により、冷却システムの動作状態を大まかに判断できます。塩化物の濃度が増加した場合は、冷却剤が漏れていることを示します。pH値の低下は排気漏れを示します。
(5) 運転中は、換気システムがスムーズで、ディーゼル発電機に十分な空気が流れ、放熱能力が大幅に向上し、高温のリスクが軽減されているかどうかを確認する必要があります。
まとめ：
ディーゼル発電機の不安定な動作のリスクを軽減し、ディーゼル発電機の通常の生産効率と耐用年数を確保するには、ディーゼル発電機の高温現象に対する合理的な予防措置と解決策が必要です。ディーゼル発電機の環境はさまざまな方法で改善でき、ディーゼル発電機のコンポーネントの品質を向上させ、高温現象のリスクを軽減するためのメンテナンス措置を講じることができるため、ディーゼル発電機セットの保護と利用を向上させることができます。ディーゼル発電機の高水温故障はよくあることですが、適時に検出されている限り、通常、ディーゼル発電機セットに重大な損傷を引き起こすことはありません。発見後は急いで機械を停止せず、急いで水を補充せず、負荷が降ろされるのを待ってから停止してください。上記は、発電機セット メーカーのトレーニング資料とオンサイト サービスの経験に基づいています。今後も発電設備のメンテナンスに協力していけたらと思います。
投稿時間: 2024 年 3 月 7 日