維曼發(fā)電機租賃為您分析氣缸套高頻振動是柴油發(fā)電機產(chǎn)生穴蝕的根本原因
導讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了柴油發(fā)電機氣缸套零件外，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柴油發(fā)電機的重要問題，引起國內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機普遍存在的嚴重問題。隨著柴油發(fā)電機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)的首要問題，嚴重地影響柴油發(fā)電機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。

一般說來，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機，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。有的柴油發(fā)電機投入運轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時)就會在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油發(fā)電機氣缸套基本不發(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，一般集中在柴油發(fā)電機的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力 一側(cè)的偏上方；冷卻水進口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；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)部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。
2.氣缸套穴蝕機理
  1）一般穴蝕機理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：機件發(fā)生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機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高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區(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，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產(chǎn)生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。

  2) 柴油發(fā)電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，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。缸套高頻振動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，冷卻水相應交替地膨脹與被壓縮。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產(chǎn)生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學腐蝕作用而破壞。

3．影響缸套穴蝕的因素：生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式柴油發(fā)電機氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油發(fā)電機的機型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油發(fā)電機的工藝參數(shù)等有關(guān)。

  1）缸套振動。柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運動時，活塞對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，則缸套振動增強。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，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(機體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機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。柴油發(fā)電機設(shè)計時要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應小于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。柴油發(fā)電機把冷卻水腔窄處由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程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時穴蝕嚴重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油發(fā)電機的效能和降低腐蝕、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)上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對柴油發(fā)電機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：

（1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層。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化，可有效地防止電化學腐蝕與穴蝕。

（2）在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學腐蝕；例如柴油發(fā)電機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅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)保護膜，不僅可以防止電化學腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。

結(jié)論：在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

維曼發(fā)電機租賃為您介紹同步發(fā)電機的序分量電抗

 同步發(fā)電機的序分量電抗X1、X2、X0

分析同步發(fā)電機不對稱運行的基本方法是對稱分量法。應用對稱分量法，可以把發(fā)電機不對稱的三相電壓、電流及其所激勵的磁勢分解為正序分量、負序分量和零序分量，然后對各個分量分別建立的端點方程式和相序方程式，求解各序分量并研究各序分量分別所產(chǎn)生的效果， ，將它們疊加起來，就得出實際不對稱運行的結(jié)果和影響。實踐證明，在不計飽和時，上述方法所求得的結(jié)果，特別是對于基波分量基本上是正確的。

在不對稱運行時，同步發(fā)電機的空氣隙磁場為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，即除了正序旋轉(zhuǎn)磁場以外，尚有負序旋轉(zhuǎn)磁場。因為它們的旋轉(zhuǎn)方向不同，所以轉(zhuǎn)子回路的反應也各不相同；對不同相序的電流，同步電機呈顯的電抗也就有不同的數(shù)值。

當同步電機對稱運行時，如前面各章所討論的情形，定子電流為一穩(wěn)定的對稱三相電流，實際上即一組正序分量，它們所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（即正序旋轉(zhuǎn)磁場）和轉(zhuǎn)子之間沒有相對運動，這個磁場并不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電勢，這個電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機的正序電抗即系同步電抗，不對稱運行時，負序電流所產(chǎn)生的負序旋轉(zhuǎn)磁場以同步速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，即該磁場將以兩倍同步速載切轉(zhuǎn)子繞組，將在轉(zhuǎn)子繞組中感應一個兩倍于電源頻率的交變電流。對于負序旋轉(zhuǎn)磁場而言，轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組，致使負序電流所遇到的便不再是同步電抗，而是另一個電抗x2，稱它為負序電抗，其數(shù)值遠較同步電抗為小。

負序旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子激磁繞組和組尼繞組中所感應的兩倍頻率的交變電流，將引起附加的銅損耗；負序旋轉(zhuǎn)磁場還將在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流，從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉(zhuǎn)子溫升提高。此外，負序旋轉(zhuǎn)磁場還將在轉(zhuǎn)子軸和定子機座引起振動。

根據(jù)我國“發(fā)電機運行規(guī)程”規(guī)定：在額定負載連續(xù)運行時，汽輪發(fā)電機三相電流之差，不得超過額定值的10%，水輪發(fā)電機和同步補償機的三相電流之差，不得超過額定值的20%，同時任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負載連續(xù)運行時，各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值，但應根據(jù)試驗確定。

當零序電流流過定子繞組時，由各相零序電流所產(chǎn)生的三個脈動磁勢，其幅值相等，時間上同相，而三者在空間各相隔120°電角度，因此三相零序基波全成磁勢恰相至抵消，不形成氣隙互磁通，只存在一些漏磁場，數(shù)值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)的零序電抗，用代表，較更小。

由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大，在正常運行時負載電流的嚴重不對稱是不常見的。具有實際意義的不對稱運行情況為故障狀態(tài)，如單相接地短路、二相短路和二相接地短路等。