延长固定柴油发电机组使用寿命的实践应用探讨

何秀强，韩 雷，翁敦武

（中国移动通信集团海南有限公司，海南 海口 570000）

0 引 言

本次机楼柴油发电机组延长寿命改造涉及某个核心局楼2台威尔信P2000E固定柴油发电机组，一主一备供电方式，发电机组单台最大功率：1 600 kW,额定电流：3 200 A；发电机组的相电压：230 VAC，线电压：400 VAC；频率：50 Hz；接线方式：Y接三相四线。柴油发电机组于2000年入网，2016年达到设备更新时间，经检测性能，发现单台机组带载能力分别仅为1 150 kW和1 250 kW，带载率为72%和78%，性能下降严重，机组供电能力已经不能满足一主一备的供电方式，为充分发挥设备投资的效益，结合机组使用情况，对机组进行整体评估后，针对机组发动机部分连接处密封垫老化、控制系统老旧等易损件于2017年4月进行改造，以提高机组的整体性能，满足运行质量要求，延长其使用年限[1]。

1 机组大修及控制系统升级改造实施方案

1.1 局楼固定柴油发电机组大修

局楼固定柴油发电机组大修内容如下：

对发动机排气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统进行全方位的检修、检测；

对涡轮增压器、水泵、机油泵、燃油泵、调压调速等部件检修；

清除缸内积碳，测试发电机的绝缘；

易损件如风扇和充电机皮带、老化胶垫更换等工作；

重新装配发动机后对机组进行启动、运行、并机、带载测试，确保大修后的机组性能符合运行质量要求[2]。优化整治内容明细如表1所示。

表1 优化整治内容明细

续表1

局楼固定柴油发电机组虽然已超期服役3年（更新周期15年），但考虑机组使用频次低，机组按时保养，性能相对稳定且更换成本较高的原因，本次通过机组大修改造，解决了机组密封部件和控制系统易损件及老化问题，同时通过清除机组缸内积碳，排除机组潜在的故障隐患，进一步提高了机组运行稳定性，有效延长了机组使用寿命[3]。油机机组发动机部分大修如图1所示。

图1 油机机组发动机部分大修图

1.2 控制系统升级改造

对控制系统的控制元件、线路及并机系统进行更换升级改造，原机组开关柜、输出开关、母排等电器件不做更改。具体如下文所述。

（1）将新版的数字化并机控制系统临时并行接入到原来的模拟化控制系统进行试运行，并通过新版的控制系统对机组进行运行、并机、带载等控制调测，确保新版的控制系统工作正常；

（2）将原来的模拟控制系统元器件、线路逐台拆除后安装新版的数字化并机控制系统，以代替原来的模拟控制系统[4]。控制系统升级改造项目如表2所示。

表2 控制系统升级改造项目

本次油机控制系统升级改造主要是将原加拿大汤姆逊并机柜系统GCS2000S的指针式仪表更换成数字式液晶显示屏,将模拟控制方式的同步器SYC6714、负荷分配器LSM672、介面卡、PLC等控制模块更换为数字化并机控制器，具体如图2所示[5]。

图2 油机控制系统升级改造图

1.3 改造周期

改造周期：15天 /2台。

1.4 费用估算

费用估算：48万元 /2台。

2 改造后整机系统测试

1#油机突加突减特性曲线如图3所示，测试数据如表3所示。

图3 1#油机突加突减特性曲线

表3 1#油机突加突减特性测试数据

2#油机突加突减特性曲线如图4所示，测试数据如表4所示。

图4 2#油机突加突减特性曲线

表4 1#油机突加突减特性测试数据

3 测试结果

该机楼1#、2#机组大修后输出功率达到额定功率的80%且连续运行70 min,水温正常；当机组输出功率提升到机组额定功率的85%，连续运行50 min，水温正常；当机组输出功率提升到机组额定功率的90%，连续运行20 min，水温达到95 ℃高温告警。基于改造后的工况测试结果，省公司网络部组织技术人员进行技术鉴定，1#、2#机组最大输出功率为机组额定功率的85%，较改造前1#、2#机组最大输出功率为机组额定率72%和78%，带载能力提升了13%和7%，机组于2017年4月改造完成，至今机组运行正常，机组带载能力稳定。

4 结 论

机组大修和其控制系统改造需要24万元/台，若机组整体报废替换费用将高达300万元/台，且机组更换周期长，保障难度大。本次机组大修及控制系统升级改造，解决了机组密封部件和控制系统老化问题，机组运行参数、指标、性能状况等均符合要求，机组使用寿命延长了6.5年，同时，通过清除机组缸内积碳，排除机组潜在的故障隐患，进一步提高了机组运行稳定性。核心机楼外电均采用2路市电+1路油机供电模式，油机属于后备应急电源，省级市电相对稳定，机组使用周期内，机组应急发电次数少且供电时长较短，机组整体性能相对稳定，当柴油发电机组应急发电服役超期时，建议通过整体评估，采取相应的维修措施，节省改造成本，降低应急保障周期长风险，实现小改造大收益。