关键词：通风系统；船用发电机；故障关联
引言：笔者以某海区船用发电机故障为例进行了分析，发现两起故障的原因都与通风系统有关。因此，本文针对两起船用发电机的故障问题进行了研究，探索了一些改进方案。
1.船用发电机故障案例分析
该船只应用了开放式风冷交流发电机，需要通过机舱内部来将空气吸入到冷却机中，并将热风排到机舱外冷却。该船发电机的运营时间较短，在没有达到维修期限时，就多次出现了绝缘电阻值下降等情况，且每次电阻值下降都有盐类物质附着在发电机定子电阻表面上。虽然处理工作较为简单，但过程比较繁琐，需要拆卸发电机，对其使用寿命造成了影响。在后续的检查中发现，之所以发电机内部会存有盐物质，是因为机舱的通风口与发电机的吸风口相对，导致布风口存在腐蚀的情况。当对通风机的安装情况进行分析时发现，由于送风机与船舷的水平横向距离比较近，距水线垂直高度较低。当海浪接近于中浪时，与船体碰撞部分的海水泡沫会被风机吸入机舱内，从而造成此次事故。
另一故障船只采用的是直流发电机，在运行中存在明显的电压波动情况，导致换向器、电刷架等存在严重的烧毁现象。但在实际检查中，并未发现设备等有松动的情况，而再次检查换向器时，发现设备下方有铁锈块痕迹，可从这方面着手调查。该船只的通风系统，需要通风机直接抽取舱外的空气，并进行冷却。这种冷却方式不与机舱内部的空气接触，冷却效果比较好，但由于冷却风管与发电机之间没有过滤装置，当外部空气存在异物时，都可能进入发电机内部，从而引发舱内设备腐蚀等情况。根据各处腐蚀情况分析可知，送风机吸风口距离海平面的高度低，其安装方法与第一例故障类似，导致含盐水汽经过通风管道进入发电机内部，从而引发故障[1]。
2.通风系统与船用发电机故障的关键性
2.1合理安装送风机的吸入口
通常情况下，大多数船只在安装机舱通风系统时，需要将通风机安装在船只较高处。一般可安装在发动机烟囱两侧，且距离水线面较高的地方，避免含盐水汽进入通风系统中。主要是因为海洋中的盐份会随着高度升高而降低，应保障送风机吸入口与水线面保持一定的高度。同时，在安装通风机时，应尽可能安装在船只中线处，避免海水与船体碰撞产生的含盐水汽进入通风管道内，防止对发电机的安全性造成影响。
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2.2合理规划通风机安装路线
根据上述案例可知，故障船只将送风机安装在发动机吸风口的相对处，且没有设置过滤保护，导致含盐水汽、异物等直接通过送风口进入到吸风口中，给发动机的质量造成了严重的影响，从而出现烧毁、腐蚀等现象。而正常的船只在安装发电机时，一般都将送风机安装在远离发电机吸风口处，如风机室等。在这种情况下，会改变吸风口的运行方式，从风机室内抽取空气。同时，在风机室的设计上，需要安装百叶窗、过滤网等防护设施，并与外部环境连接。当采用这种安装方式时，海水在与百叶窗接触后，大部分海水会按照百叶窗的结构而流向室外。虽然有一部分的海水会流入百叶窗内侧，但在沉降作用下，大多数海水会落在风机室的地板上，只有极少数一部分被吸入风机内，能有效阻拦含盐水汽进入风机内。国内外学者曾进行过试验，发现百叶窗内侧的盐份浓度为外侧浓度的40%-50%之间，可保障发电机安全稳定的运行，防止发生故障隐患。
2.3正确安装空气过滤器
除了需要安装百叶窗、过滤网之外，发电机的进风口、吸风口处也要安装过滤器，能有效阻拦含盐水汽、异物等进入发电机内部，提高发电机的安全性和稳定性。因此，笔者在分析故障船只外，对该单位的所有船只进行了检测，将发动机安装过滤器的情况大致分为两类。其中，一部分船只仅在发电机的进风口处安装了过滤器，并没有在吸风口处安装。另一部分船只两处都没有安装过滤器，但这类船只很少会发生发动机故障，主要是因为通风机的安装高度较高，并在吸风口处安装了百叶窗，可起到一定的防护效果。在对装有过滤器的发电机进行检查时发现，绝大多数过滤物质主要由污垢、浮沉、颗粒等组成，在空气过滤器的作用下，能避免异物直接进入发电机内部，防止出现物理性损伤。另外，虽然一些发电机没有安装空气过滤器，但能正确规划通风机的安装线路，同样可以降低外部盐份的影响[2]。
2.4优化布风口设计
通风系统与船用发电机关联故障的另一种表现是绝缘电阻值降低，使得发电机的绝缘效果受到了影响，经常会发生过电流、过电压的问题，严重影响了发电机的使用寿命。在对这一问题处理上，笔者再次对该单位的船只进行了检测，分析绝缘电阻值正常时，船只布风口的设计情况。经过调查发现，布风口与发电之间的距离，可以避免外部空气直接吹到发电机的吸风口处。采用这种设计方式，当含盐水汽进入到机舱内时，会由于机舱空间的变大而形成缓冲作用，迫使含盐水汽沉降在机舱底部，仅有一少部分含盐水汽会进入到发动机内部，并不会对发动机的运行效率造成太大的影响。
根据上述分析可知，海洋系统中含有大量的盐份，对发动机的绝缘性能会造成严重的影响，经常会出现故障。而通风管道是盐份进入发动机内部的主要通道，在对船舶进行设计时，应尽可能将送风机安装船中线附近，并与海面保持一定的高度。同时，要安装好防护措施，如空气过滤器、过滤网、百叶窗等，避免含盐水汽、异物等直接进入机舱内部，避免对发动机造成影响。另外，在设计布风口时，应保障布风口与发电机保持一定的距离，防止出现直吹问题。
结束语：笔者通过案例分析，证明了通风系统与船用发电机故障之间存在关联性，使得发电机的运行质量受到了影响。因此，要求我国船舶设计、建造单位做好调查分析工作，了解故障存在的原因，积极创新设计理念、提高船舶建造质量，以保障船用发电机可以安全、稳定的运行。
参考文献：
[1]咸哲龙,胡磊.1100MW核电汽轮发电机通风系统数值模拟及试验研究[J].电机技术,2016，(03):1-5.
[2]张海波,廖毅刚,李冬梅.核能汽轮发电机通风系统高精度计算分析方法[J].东方电机,2012，40(02):15-18.
论文作者:孙洪飞,马大鹏
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
标签：发电机论文; 风口论文; 船只论文; 故障论文; 机舱论文; 送风机论文; 盐水论文; 《科技中国》2018年3期论文;