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1、降低柴油发电机故障率解析降低柴油发电机故障率小组名称：维修中心一QC小组发表人：孙伟单位名称：中海石油气电集团中海中山天然气有限责任公司2016年4月 前言 2一、小组概况 3二、选题理由 5三、设定目标 6四、目标可行性分析 6五、原因分析 9六、要因确认 10七、制定对策 24八、对策实施 25九、效果检查 33十、制定巩固措施 35十一、总结和下一步打算 35前言中海中山天然气有限责任公司成立于2006年3月30日，主要从事投资、建设、经营和管理中山行政区域城市燃气管道基础设施，购买并通过管道或槽车向城市居民、公福和工业用户销售天然气。目前，南朗综合站作为公司接上游来气的唯一门站，年累计

2、外输最大气量达40299.15万Nm3，其担负着整个中山市域天然气的供应重任，保持稳定持续的供气是其第一要责。在市电停电时，为了满足南朗综合站不间断用电的基本需求，确保正常生产运营，其配置了一台某公司生产的型号为FCG880，额定功率为800kW的四冲程废气涡轮增压高速柴油发动机发电机组作为应急供电电源。图1 柴油发动机南朗综合站低压电气系统示意图制表人：陆晓桂制表时间：2015年1月5日 审核人：孙伟一、小组概况1.小组活动情况简介：见(表1）表1 小组活动情况简介表课题名称降低柴油发电机故障率课题类型现场型小组名称维修中心一QC小组活动次数29次注册编号CNOOC-QC-2016-GP-Z

3、SRQ-05活动时间2015.1-2015.12注册时间2015.1出勤率98%活动方式集中与分散相结合活动总时数71h 制表人：朱家杰 制表时间：2015年1月5日 审核人：孙伟2、小组成员简介：见(表2）表2小组成员简介表序号姓名性别学历职称组内分工1孙伟男大专技师组长、组织实施2高政军男本科工程师副组长3石绍明男本科技师技术指导4陆晓桂男本科助理工程师方案制定5王泽彪男大专助理工程师方案制定6庞卫东男大专技师方案制定7朱家杰男本科助理工程师数据收集8李薇薇女大专助理工程师数据收集9万中卫男大专技师现场操作10赵青松男大专技师现场操作制表人：朱家杰制表时间：2015年1月5日 审核人：孙伟

4、3.小组活动计划PDCA活动计划2015.132015.462015.712123456789101112P选题理由现状调查确定目标原因分析要因确认制定对策D对策实施C效果检查A巩固措施活动总结表3小组活动日程进度计划表（计划线实施线）制表人：朱家杰 制表时间：2015年1月6日 审核人：孙伟二、选题理由三、设定目标小组活动目标：2015年柴油发动机故障率由20%降低到10%。图3 小组活动目标柱状图制图人：朱家杰制图时间：2015年1月8日四、目标可行性分析1.寻找症结针对柴油发动机故障频繁出现的问题，小组成员于2015年1月9日12日对公司2014年第四季度柴油发电机的故障情况进行了详细的

5、调查分析，见（表5）。表5 柴油发电机故障情况调查表序号影响因素频数（min）累计故障时间（min）问题1燃油供油不稳定100140机组喘振燃油杂质过多25伺服器工作异常152启动电池故障1717机组无法启动3滑油油压低报警1515机组自动停机4滑油温度高报警1010机组甩负荷合计182数据来源：南朗综合站柴油发电机运行记录表、中海中山天然气有限责任公司设备隐患通知单。制表人：朱家杰调查人：陆晓桂、王泽彪调查日期：2015年1月13日审核人：孙伟表6 柴油发电机故障率高问题调查表序号故障现象频数（min）频率（）累计频率（）1机组喘振14076.976.92机组无法启动179.386.23机组

6、自动停机158.294.54机组甩负荷105.5100合计182100制表人：朱家杰调查日期：2015年1月13日审核人：孙伟根据表5、6我们绘制了导致发电机故障率高问题排列图见(图4）：图4柴油发电机故障率高问题排列图制图人：李薇薇制图日期：2015.1.15调查结论：从排列图可以看出，导致柴油发电机故障率高的主要问题是机组喘振。2.预测分析1）解决主要问题的预测：从排列表我们看出柴油发电机组喘振占了总频率的76.9%，假如我们100%解决柴油发电机组喘振问题，则柴油发电机故障率数可以降低为：20%-20%76.9%100%=4.6%；假如90%解决柴油发电机组喘振问题，则柴油发电机故障率可

7、以降低为：20%-20%76.9%90%=6.2%假如80%解决柴油发电机组喘振问题，则柴油发电机故障率可以降低为：20%-20%76.9%80%=7.7%假如70%解决柴油发电机组喘振问题，则柴油发电机故障率可以降低为：20%-20%76.9%70%=9.2%2）技术能力分析小组成员经过讨论分析，由柴油发电机故障情况调查表得出机组喘振主要是燃油供油不稳定、燃油杂质过多和伺服器工作异常所引起，解决燃油供油不稳定主要减少弯头降低供油管高度，解决燃油杂质过多主要更换油箱由原来2000L更换为630L缩短燃油保存时间及使用方式，解决伺服器工作异常主要在控制器加装防震器来减少震动防止电源线松动，当能解

8、决以上问题时，柴油发电机故障率能够降低到10%以下，小组的目标是可以实现的。五、原因分析针对机组喘振小组成员展开讨论分析，并绘制机组喘振影响因素关联图，见（图5）。关联因素：主要问题：图5机组喘震影响因素关联图制图人：陆晓桂制图时间：2015年2月2日分析人：高政军、孙伟、石绍明、庞卫东、王泽彪、陆晓桂、朱家杰、李薇薇、万中卫、赵青松、六、要因确认从关联图中可以看出，引起柴油发电机喘振故障共有六项末端因素：1.燃油管道路由设计不适用 2.调速系统失控3.燃油储量过量4.励磁系统故障 5.增压器机件温度过高6.运行管理机制落实不到位小组成员根据原因分析的六项末端因素进行整理并逐项确认，明确了应该

9、确认的内容、方法、依据、时间和责任人，制定了要因验证计划表,见(表7）。表7 要因验证计划表序号末端因素验证方法判断依据验证人日期1燃油管道路由设计不适应现场验证进油管无漏点、进油泵口处管径不能变小高政军石绍明李薇薇2015.2.72.132测速系统失效现场验证测速版的输入电压值24V/DC2V/DC孙伟王泽彪朱家杰2015.2.162.203燃油储存过量现场验证储油量600L适宜石绍明万中卫李薇薇2015.2.232.274励磁系统故障现场验证整流后的直流电压12V/DC孙伟王泽彪李薇薇2015.3.23.65增压器机件温度过高现场验证滑油压力350500psi,废气端500高政军石绍明陆晓

10、桂李薇薇2015.3.93.126运行管理机制落实不到位现场验证持证上岗率90%庞卫东赵青松朱家杰2015.3.123.13制表人：李薇薇制表时间：2015年2月6日审核人：孙伟验证方法：测试、分析判定依据：进油管无漏点、进油泵口的管径不能变小。验证过程：喘振是增压器常见的故障之一，其表现为压气机出现剧烈的气流波动，并伴有很大的吼叫声，是增压器和柴油机的运行失配一种现象，燃油供油系统引发机组喘振常见的原因有;供油系统压力波动、柴油含水、柴油有渣滓、供油系统中有空气进入，产生供油不足引起。系统流程图见（图6）图6柴油发动机燃油供油系统流程图南朗站应急柴油发电机油泵匹配是自吸式，如果油管有漏气或供

11、油管道供油受阻，都有可能出现柴油机供油不足。针对南朗站应急柴油发电机燃油供油管道路由的现实状况，见(图7)，进行管道密封性检查和油箱出油管高度测试。图7柴油发动机燃油供油路由图2月89日通过现场测试，停机状态下，将柴油机油泵前的阀关掉，从油箱上方进行人工注油，分高于与低于柴油机油泵进口两种情况测试，在柴油机油泵进口水平处加注燃油试机。并绘制测试统计表见(表8）。表8 柴油发电机机燃油供油管漏点测试统计表位置分布接口数(个)接口漏油数(个)检验人油管低于柴油机油泵进口70高政军、石绍明油管高于柴油机油泵进口52高政军、石绍明制表人：李薇薇制表时间：2015年2月10日审核人：孙伟结论：在高出柴油

12、机油泵进口进油管两处地方出现泄漏和油箱出油管过高造成柴油机供油不足，导致喘振出现，柴油发电机故障频发，为此该因素确认为要因。验证结果：要因。验证方法：检查、分析；判定依据：控制器电压值DC24V。验证过程：本发电机组的调速系统包括转速调整电位器、转速传感器、控制器、执行器(伺服器)和保险电路等组成。如（图8）图8测速系统示意图其原理用转速调整电位器设定需要的转速，传感器通过飞轮上的齿圈测量出发动机转速实际值并送至控制器，在控制器中实际值与设定值比较，其比较的差值经控制线路的整理、放大再通过燃油分配器的调节，从而达到保持此设定转速的目的。如果控制器电压不稳定导致传感器的电压同样不稳定，致使发动机

13、转速不准确甚至检测不出发动机转速，从而送到控制器的转速信号不准确导致供油量不稳定致使机组喘震。小组验证人员在2月1620日通过现场测试控制器的输入电压，并进行统计,见(表9）。表9柴油发动机控制器的输入电压统计表序号测量方式测量结果（DCV)判断结果(DC24V)检验人1停机状态24、24、24正常率100%孙伟、王泽彪2运行(空载)12、23.16正常率33%孙伟、王泽彪3运行(空载)12、18、15正常率0孙伟、王泽彪4运行(空载)24、15、17正常率33%孙伟、王泽彪注：测量时间为1min、取其中3次变化制表人：朱家杰制表时间：2015年2月18日审核人：孙伟由表9看出，在停机状态下输

14、入电压是正常的，在机组运行（空载）状态下，三次测试随机取其中表9电压值，电压符合要求只有两次，控制器的输入电压不稳定导致无法输出准确转速信号，柴油发动机伺服器不断给出错误信息到供油系统，导致柴油发电机喘振故障发生。结论：控制器的输入电压不稳定，是测速系统失效直接原因，因此，测速系统失效，确认为要因。验证结果：要因。验证方法：调查、分析；判定依据：储油量600L适宜验证过程：燃油油品质的好坏是影响柴油发电机功率输出是否正常的主要因素之一，同时燃油超长时间存放与空气接触地方容易产生柴油中含有较多易氧化组分(如共轭烯烃类和环烷芳香烃类等)，它的吸氧氧化能力就强，在储存和使用过程中各种理化性质变化大，

15、质量也就下降，直接影响了柴油发动机的动力性和经济性，严重时会导致柴油的质量不合格或导致发动机不能正常工作，为此保证使用中燃油品质关键是保存时间及使用方式。验证方式1：外观，2月24日分别提取三种不同的油样进行比对,如(图10)所示。注:(左）国标0#柴油、(中)正常使用过得柴油、(右)现在使用的柴油图10 三种柴油外观比对效果图由图10可以看出原储油箱里的燃油外观比较发现有品质有明显差别，用手触揉原柴油有明显粘度，而且含有杂质颗粒。验证方式2：检验，为进一步确认现用燃油实质品质，2月27日特委托附近化工单位检测，结果见(图11、表10)。图11化验结果单表10原存燃油化验结果参数比对表序号分析

16、项目运动粘度（20）/（mm2/s）3.0-8.0水份(无痕斑)机械杂质(无颗粒)1质量指标16有水分痕斑有颗粒2测试方法GB/T265-88目测目测制表人：朱家杰制表时间：2015年2月25日审核人：孙伟由图11、表10可以看出发现运动粘度超过标准粘度2倍、含杂质颗粒与水份都较多。验证方式3：燃油储存过量，为核实2014年实际耗油量，3月27日小组成员对南朗综合站柴油发电机运行记录表中的计录油耗进行统计， 见(表11）。表11 2014年全年油耗统计表运行日期空载保养运行时耗油（L）600KW运行3小时油耗（L）全年耗油（L）2014年（1-5、7-12）月份50/5042014年6月4/4

17、50数据来源：南朗综合站柴油发电机运行记录表制表人员：朱家杰制表时间：2015年2月26日审核人：孙伟现用的2000L储油箱实际2012年已加注使用，至今已使用快三年，见（表12）。表12两个油箱的正常液位储存状态可提供年应急发电供油时间表原供油油箱体积(L)实际装油量90%(L)2014年实际耗油（L）实际储油可使用时间（年）2000180050436005671制表人员：朱家杰制表时间：2015年2月26日审核人：孙伟结论：用2000L油箱储油导致柴油运动粘度、水份等多项指标超标，导致喘振发生。为此现有的储油过量，确认为要因。验证结果：要因。验证方法：检测、分析；判定依据：整流后的直流电压

18、DC12V。验证过程：发电机励磁系统主要有交流主励磁机（ACL）、交流副励磁机（ACFL）、自动励磁调节器、自动恒压装置等组成。副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机端电压经整流后供电。如（图12）图12发电机励磁系统流程图如果整流后的电压有变化导致励磁调节后的电压随之变化，从而发电机无法产生输出的额定电压，使机组在低速状态下波动致使机组喘震出现。3月24日根据发电机空载试机，且发电机出现喘振的现象查找原因，发现自动励磁调节器接线柱有锈蚀现象,见(图13），质疑引起接触不良导致整流后的直流电压不稳。图13自动励磁调节器接线柱现状图3月56日小组成员对励磁系统多项指标数据进行检测，首先用万用表

19、检查可控硅和三相整流二极管都正常，然后检测发电机励磁绕组的出线连接是否有断，连接良好，最后起动发空载运行，用万用表测三相励磁绕组的交流电压，其电压三相是正常的，然后测经整流后的直流电压，测试数据见(表13）表13励磁系统数据测试比对表序号测量位置正常值测量值结果测量人1励磁线圈110欧118欧正常孙伟、王泽彪2镇流二极管正向大于600欧正向大于600欧正常孙伟、王泽彪3镇流后的直流电源DC12V1DC11V正常孙伟、王泽彪制表人员：李薇薇制表时间： 2015年3月6日审核人：孙伟结论：从表13可以看出，励磁系统多项指标数据进行检测，虽然整流后的直流电压DC11V。但属于容许范围对发电机组喘振影

20、响极小，为此该因素确定非要因。验证结果：非要因。验证方法：调查、分析；判定依据：润滑油压力350500kpa、增压器废气端500验证过程：南朗综合站应急柴油机发电机是采用废气涡轮增压器，利用发动机排出的废气，驱动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压缩器运转，压缩机压缩吸入的空气后，经中冷器冷却后进入发动机的气缸，增加了发动机的进气量，可供更多的燃油完全燃烧，从而提高了柴油机的功率。如（图14）。图14 涡轮增压器原理图增压器机件温度过高，可能造成机件受损漏气，气缸过量空气系数降低，热负荷增大，排气温度升高，废气能量的增加使增压器转速迅间提升，产生共振，导致喘振。3月9日小组成员在机组中等负荷状态的

21、柴油发电机运行记录表的相关数据测进行统计,见(表14）。表14 柴油发电机（润滑油油压）运行记录表运行时间有功功率（kW）转速（rpm）润滑油油压(350-500kpa)水温(70-90)14:36015017145115:0640115033698015:2240315033658216:0038415033598216:10380150336082制表人员：李薇薇2015年3月10日审核人：孙伟从表14中看出无论机组时间长短，当负荷稳定在一定范围，水温恒定，润滑油压力均在(350-500)kpa容许范围内。为了进一步的查实增压器机件温度是否过高，在排除润滑油压力因素外，3月10日小组成员采

22、用非接触式红外测温仪，对增压器废气端进行温度检测，得出实测数据，见（表15）。表15压器废气端数据统计表测试时间有功功率（kW）废气端温度(500)测试人9:30315478高政军、石绍明、陆晓桂10:15352486高政军、石绍明、陆晓桂15:30360488高政军、石绍明、陆晓桂15:10380485高政军、石绍明、陆晓桂15:40385486高政军、石绍明、陆晓桂制表人员：李薇薇制表时间： 2015年3月11日审核人：孙伟图15左图测试现场右图测试采用的非接触式红外测温结论：从表14、15可以得出，无论润滑油压力还是增压器废气端温度都在柴油发电机机设计容许参数值内，对机组喘振影响不大，为

23、此该因素确定非要因。验证结果：非要因。验证方法：现场调查判定依据：持证上岗率90%验证过程：小组验证人员对南朗综合站4个操作班及维修班维修人员及新员工的培训、考核、持证上岗及操作情况进行调查，并绘制员工培训、持证情况调查统计表（见表16）。表16员工培训情况调查表序号岗位人数受培训人数培训率（）合格率（）持证上岗人数持证上岗人数占比（%）检验人1操作工17个171001001694庞卫东、万中卫2维修工5个51001005100庞卫东、万中卫制表人：朱家杰制表时间：2015年3月12日审核人：孙伟结论：仅有一位新到操作工未能取得上岗操作资格，按相关规定未取得上岗操作资格新员工是不允许独操作，在

24、完善的操作规程下，见（图14），运行管理机制落实不到位对柴油发动机安全、平稳运行影响较小，确认为非要因。验证结果：非要因。结论：综上所述，最终确定三项要因为：1.燃油管路由设计不适应2.测速系统失效3.优化燃油储存过量七、制定对策1.小组全体成员针对“燃油供油系统不稳定”，制定以下对策方案，并对所选方案进行了可行性分析，见(表17）。表17“燃油供油系统不稳定”对策方案可行性分析表要因对策可行性分析结论燃油管路由设计不适用方案一：对柴油机进行大修优点：可以缓解踹振故障，提升发电机组动力不采用缺点：大修费用11万元、大修周期太短。方案二：改造燃油供油路由系统优点：改造费用400元，延长大修周期。

25、采用缺点：改造后的路由影响到机组检修工作空间测速系统失效方案一：把测速系统控制 柜从机体上移至地面优点：可以防止机组震动引起接线端子松动不采用缺点：购买控制柜和电缆费用6万元方案二：在机体的测试系统配电盘上安装防震器优点：改造简单同样起到防震作用、费用200元采用缺点：改造后测速控制盘高出原来5CM但不影响机组正常工作燃油储存过量方案一：当停电时再注入燃油优点：可以减少储存量不采用缺点：当停电时不能马上启动发电机方案二：更换630L油箱并加装过滤器优点：改造费用900元采用缺点：改造后影响了储油室空间制表人：朱家杰制表时间：2015年3月16日审核人：孙伟2.以上对策方案的筛选，综合分析、讨论

26、后，小组成员按照“5W1H”（what、where、when、who、why、how）的原则制定了三个要因对策表。见(表18）序号要因对策目标措施地点完成时间负责人1燃油管路由设计不适用改造供油管道路由设计不适用进油管无漏点，油箱出油管高度和油泵进油口持平改进供油系统，减少供油管长度降低油箱出油管高度发电机房20154高政军石绍明2测速系统失效1.改进电源板防震措施，2.对接线端子固定方式改良控制器的调速板的输入电压值DC24V2给电源板固定螺丝处加装防震装置对接线端子的螺丝进行改造发电机房20155孙伟王泽彪3燃油储存过量改燃油供油箱由原来1200L改造为630L储油罐内柴油质量合格更换630L储油箱同时保证出油管高度与柴油机进油口持平，油箱加装油水分离器。发电机油房2015.6庞卫东万中卫表18对策表制表人：朱家杰制表时间：2015年3月20日审核人：孙伟八、对策实施实施一：针对燃油管道路由设计不适用的问题，改进供油管路。1.小组成员结合储油房的面积与结构进行了分析，供油管长为7.8米，弯头有7个，接口16个，进、回油口落差有1.7米、机组停机时部分油管接口暴露在空气中。如(图17)。图17供油管道原管路