天然气发动机爆燃故障排查与分析

李耀产李小彦杨春社张海娟

（1.吐哈油田机械厂；2.吐哈油田丘东采油厂；3.吐哈油田供水供电处，新疆 哈密 839009）

天然气发动机爆燃故障排查与分析

李耀产1李小彦1杨春社2张海娟3

（1.吐哈油田机械厂；2.吐哈油田丘东采油厂；3.吐哈油田供水供电处，新疆 哈密 839009）

针对天然气发动机故障，采用排除法，并借助状态监测等手段，对故障点进行确认排查。

天然气发动机；爆燃；缸盖；气门

F3524GSI天然气发动机是美国瓦克夏公司生产的带涡轮增压的天然气发动机组，用于带动2RDSB-1型压缩机运行，四冲程，带涡轮增压，直列6缸，步进电机调速，IPM-D模块点火控制，ESM过程控制。额定转速1000r/min，功率522kW。在运行过程中，出现了排气管爆燃、带载困难的现象。

一、故障现象

停机时发动机转速大幅度波动，无故障原因显示。再次启机成功，但在准备加载（关闭压缩机回流阀）时出现发动机放炮，爆燃，转速大幅度波动，直至最终故障停机。停机后检查点火系统时还发现有火花塞断裂现象。

二、故障分析与排查

1.排查过程

（1）检查并吹扫空气过滤器滤芯。

（2）检查涡轮增压器。

（3）检查并更换废气旁通阀。

（4）检查ESM发动机管理控制系统，并跟同机型机组互换检查。

（5）检查并更换步进电机。

（6）检查控制燃气的步进电机及管线。

（7）检查并更换混合气节气门。

（8）检查燃气压力和空气压力。

（9）开机空载运行过程中检查并用红外线测温枪测量发动机各个汽缸的进出口温度，发现6#缸进气温度比其它缸温高了10℃，排气温度比其它缸温低了40℃左右，认为发动机6#缸缸盖可能有问题，进气门可能存在泄漏，但需要进一步核实。

（10）为了核实前面的分析，对汽缸压力进行测量检查（表1）。

表1

通过汽缸压力对比，发现3#缸和6#缸的汽缸压力偏低，尤其是6#发动缸，只有600kPa，比其它汽缸的压力低了150kPa左右。基本确定6#发动机缸盖有问题。

（11）进行状态诊断，图1为发动机6#缸的故障诊断分析图。结合故障诊断分析图，完全确定6#缸气门存在严重泄漏问题。于是立即检查6#缸的汽缸盖。

图1

（12）吊下6#缸的汽缸盖，发现一个进气门有烧伤痕迹，试漏检查，发现渗漏十分严重（图2），于是立即更换汽缸盖，缸盖更换后开机，故障消失。

2.故障分析

图2

此次故障是由于发动机一个汽缸盖的气门、气门座磨损和腐蚀，造成气门、气门座密封不严，泄漏所引起的，属于典型的机械类故障。

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1671-0711（2015）04-0073-02

2015-01-04）