某船柴油发电机组振动故障分析和处理

摘要：基于某工程船柴油发电机组振动故障问题，通过现场勘验分析和查阅相关资料，在图纸缺失和成本费用限制的前提下，根据丰富的技术经验来锁定导致振动故障的原因，确定设计出了具体的优化方案，具体实施优化方案后，对优化效果进行了运行试验，证明了振动故障问题得到有效解决，为船舶安全作业提供可靠保障，为船东解决了困扰多年的船舶顽疾，同时大大降低了修理检测费用，节省了高额的修理成本，也为船舶动力设备的设计和船舶振动故障的诊断提供了宝贵的实际经验，具有较好的借鉴意义。

关键词：柴油发电机组;振动故障;底座结构加强;设备安装

中图分类号：U665.12                                   文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）09-0137-02

0  引言

柴油机具有经济性好、热效率高以及起动容易、对各类船舶适应性强等优点，因此自其问世以来便被作为船舶主要的动力源之一。通常情况下，我们根据船用柴油机在船舶中的作用将其分为主机和辅机，主机主要用作船舶行进的动力，而辅机则用来带动发电机等从而提供电力来作为动力源。船用柴油发电机组的振动直接影响着机器设备的使用性能。柴油发电机组的振动不仅破坏柴油机的结构强度，引起结构噪声，而且恶化各类仪表及敏感器件的工作条件，降低仪表及敏感器件的测量精度，同时还影响船舶航行的舒适性。由于船舶柴油机动力装置的振动对船体机构安全有着直接的影响，还会对相关的设备与仪表等正常运行的可靠性产生影响，与此同时，还会对环境造成严重的污染和危害。

造成船用柴油机发电机组振动的原因有很多种，主要原因可以归结为转动不平衡、机械故障和电磁故障三种。某船500kW柴油发电机机组（淄柴5210ZLC-5柴油机/西门子IFC6502-8SA42），该机组投入试运行时，就存在振动严重现象，发电机组运行发电过程中船舶结构存在严重振动，生活区船员间写字桌上的东西会抖动下去，已不能满足正常使用状态，曾有过几次返修均没有消除振动问题。通过现场勘验机组状况，排除了设备自身零部件松动和电磁故障，测量轴线和弹性联轴器均满足精度要求。但在检查机组底座时，发现其公共底座（用400工字钢作纵向承重梁中心间距1460mm）与原船体底座（纵向腹板间距1000mm）不配套，船体增加了一段过渡连接的飘体结构（高度200mm、纵向中心间距1460mm），经过现场检测和查阅历史资料，研究分析振动主要原因是发电机组公共底座强度不够，确定采取对现有公共底座底板和连接工字钢、船体底座飘体割除降低高度，割除后的底座直接与原船体底座进行焊接，并在相应位置进行加强，底座改造完成后通过使用调整钢垫块的办法调整柴油机和发电机的轴线，使其满足安装技术要求。

1  柴油发电机组底座改造加固

1.1 公共底座改造加固  底座改造的难点在于在船上没有找到任何公共底座和过渡漂体结构的图纸，需现场进行测量绘制。现场拆除发电机组的连接电缆、管路、附件等并做好标识，拆解柴油机、发电机及弹性连接，经过现场测量勘验后，需要在预留出柴油机油底壳安装空间的前提下来改造公共底座，避免底座改造后高度降低过多导致油底壳与船底板或者设备底座发生冲突。最终方案确定割除原机座底部工字钢结构、侧面护板，为避免变形割除前对底座进行加固处理。底座上的附属构件底座根据实际情况安装到改造后的底座上。因现场发现发电机底座面板与腹部焊接未熔透，对焊道进行碳刨处理后重新焊接，保证焊接质量。改造后的公共底座具体图纸见图1。

1.2 原船体底座改造  发电机组原船底座上部结构过于薄弱，故将原船体底座连接结构飘体整体割除，高度约200mm，保留原船体机座的结构，这样能够保证船体底座的结构强度，降低振动的影响，底座改造后机组整体降低近400mm（包括公共底座改造降低高度）。

飘体割除后，为了保证公共底座的受力能够均衡有效的传递到船底底座上，将船体柴油机底座部分面板加宽200mm，并在内外侧相应位置加肘板加强，具体布置如圖2。

1.3 改造后的公共底座与船体底座焊接

将改造后的原机组公共底座安装到船体底座面板上，两个底座由原来的螺栓连接改为直接焊接，船体机座新加肘板位置与公共机座肘板位置上下一致，保证力的有效传递（见图3）。

2  柴油机与发电机组上船安装

公共底座和船体底座焊接完后，使用？准0.7mm钢丝拉中心线、机座面板前后中线（检测底座平整度差值），并使用研磨平板先把公共底座螺丝孔周围120mm×120mm范围内研磨平整，通过使用调整钢垫块办法安装柴油机和发电机。

轴线初次检测无问题后，将柴油机、发电机分别回装，然后在船舶出坞下水后按照校中数据再次进行轴线校中，按弹性连接型式要求，连接端面偏移值应小于0.10mm，曲折值应小于0.30mm/m连接法兰平面的间隙应在0.12～0.27mm之间。在校中复测合格后，开始测量柴油机、发电机与底座间隙，加工钢性调整垫块直至满足要求后，安装垫块固定螺栓上紧后，重新测量对中情况，满足要求后、调整钢垫块焊接固定，并安装定位销。

设备固定完成后，管路、冷却器，排烟管、电缆等附件回装后，重新检查轴线，满足要求后，安装定位销、联轴节。

3  运行验收

柴油发电机组所有设备和附件安装固定完成检验合格无问题后，开始启动发电机组，逐步增加负荷，发电机组的整体振动问题明显降低，已在可接受范围内，发电机组的振动故障问题得到解决，船东验收通过。

4  结论

通过对该船柴油发电机组的振动故障的勘测、分析和处理，可得出以下结论。①在考虑时间、质量、费用等限制时，技术经验也是极其重要和有效的手段，本文就是针对在特定条件下，利用丰富的技术经验解决了设备的故障问题，大大节省了修理周期和修理成本，保证了修理质量。②基座和结构强度的问题往往是导致设备振动的主要原因，在检测手段和成本有限的前提下，排除了机械故障后，可以多从这方面进行检查分析。③在条件允许的情况下，避免设备底座的多重性，尽量减少结构叠加和连接叠加，降低重心。

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作者简介：李晓武（1987-），男，湖北黄冈人，本科，工程师，研究方向为船舶修造。