该策略有助于防止发动机在不可接受的状态下运转过长时间。 使用该策略,旨在保护您的卡特彼勒发动机投资。
减额 - 由于工作情况异常而引起的发动机马力降低
倾斜加载 - 在一段时间内发动机负载增加
倾斜卸载 - 在一段时间内发动机负载降低
连续额定输出 - 可允许最大连续发动机工作转速或负载
基本负载 - 这是操作员设置的连续、受控制的发动机工作转速或负载。 基本负载的范围可从最小值调整到连续额定输出。 基本负载可以随时调整。 包括在警报状态下进行操作。 如果发动机不能在没有警报的状况下提供全功率,则操作员可降低基本负载。
不同的异常工作状况会导致不同的潜在损坏。 有些情况造成的损坏可能比其它情况造成的损坏更大。 可按以下三种类型区分潜在异常工作状况: 1, 2 和 3.
类型 1 警报状况完全优先于类型 2 和类型 3 状况。
表 1 显示了减额的类型、参数(异常工作状况)和启用减额的设定点。 工作的减额设定点等于每个参数的报警设定点。
3600 系列发电机组发动机(重质燃油)的减额 | ||
减额的类型 | 参数 | 设定点 |
1 | 排气口温度偏差值高 | 与平均温度的差异为 |
1 | 传动系扭振高 | Woodward 721 设定点。 |
2 | ACOC 水温(进口)高 | |
2 | 空气进气歧管温度高 | |
2 | 进气歧管空气压力高 | |
2 | 润滑油温度高 | |
2 | 水套水出口温度高 | |
2 | 低海水压力(进口) | |
2 | 涡轮增压器转速高 | 32,000 rpm |
2 | 发电机定子温度高 | |
3 | 润滑油离心机(警报) | 没有润滑油离心机 |
下面的术语和一般步骤对全部三种类型的减额通用:
- 由可编程逻辑控制装置来监测工作参数。 可编程逻辑控制装置位于发电机组控制面板盒内。
- 传感器检测工作参数。 传感器经由系列网络连接将信息传送给可编程逻辑控制装置。
- 可编程逻辑控制装置控制发动机的加载和卸载。 可编程逻辑控制装置也监测这些过程。
- 如果运行自动减额,会发生倾斜卸载。 恢复运行后,会发生倾斜加载。
- 预设倾斜加载和卸载率。
- 可编程逻辑控制限制了低负载运行的时间。 即使没有启用减额,在 40% 或更低的连续额定输出下也只允许运行 15 分钟。 在 15 分钟期间内,"低负载运行"报警指示灯点亮。 该指示灯通知操作员必须增压负载。 如果 15 分钟内没有增加负载,则会起动自动卸载。 接下来会冷却和停机。
- 如果发动机输出下降,最低可允许达到连续额定输出的 40%。 除非将操作关闭,否则发动机输出将不会低于 40%。
- 进行自动减额操作时,"减额操作 (DERATE OPERATION)" 指示灯将持续点亮。 如果已经修正指示灯的状态,"减额操作 (DERATE OPERATION)" 指示灯会闪烁。 这会告知操作员该操作令人满意,可以重新进行正常操作。
- 在报警状态清除后,为重新进行基本负载运行,操作员可以使用"减额复原 (DERATE RESTORE)" 按钮。 "减额复原 (DERATE RESTORE)" 按钮只在存在能够接受的“从减额复原”状态时才会影响操作。
- “自动减额/复原”操作只在用于加载的控制装置处于"自动 (AUTOMATIC)" 模式时才会发生。
- 如果在复原后异常工作状况复发,则重新启动减额程序。 如果出现任何状况,则重新启动该步骤。
- 如果减额程序将发动机关闭,"减额操作 (DERATE OPERATION)" 指示灯和报警状态会激活,直到操作员复位控制面板。
插图1表征了 1 类减额的可能影响。
图 1 | g00487374 |
(Y) 持续额定输出的百分比
(X) 以分为单位的时间 |
当发生 1 类减额时,会发生以下步骤。 下面的步骤解释了插图1中表征的过程。
- 在检测到 1 类报警状态 (1) 后,操作会自动降低到持续额定输出的 50%。 "减额操作 (DERATE OPERATION)" 报警指示灯持续点亮。
如果报警是由于传动系扭振而产生的,则电子执行器会触发减额步骤。 Woodward 721 中的触点闭合。 这样便向可编程逻辑控制发出了减额的信号。
如果报警是由于排气口温度偏离而产生的,可编程逻辑控制会自动触发减额程序。
减额旨在使工作参数“稳定”在可接受的限度内。
注: 一位操作员不太可能能够在允许的时间内排除 1 类报警状况。
- 在减额 (2) 之后,操作员有 5 分钟排除状况的时间。
如果在 5 分钟 (3) 内状况得到排除,则会激活 15 分钟的“复原”计时器。 在恢复基本负载之前,发动机必须正常运行 15 分钟。 如果发动机正常运行了 15 分钟,操作员可以恢复基本负载运行 (4)。
如果在 15 分钟之内发生报警状况,则会触发相应的策略。
- 如果在 5 分钟 (3) 内没能排除状况,则会发生另一次减额。 随后即可使用另外 5 分钟。
- 如果负载减小到持续额定输出的 40%,"低负载运行"指示灯会持续点亮。 使发动机再运行 5 分钟。 如果报警状况没有清除,发动机会自动卸载。 同时会发生冷却和停机 (5)。
注: 1 类和 3 类报警状况优先于 2 类报警状况。
插图2表征 2 类减额(单次报警)的可能影响。
图 2 | g00487531 |
(Y) 持续额定输出的百分比
(X) 以分为单位的时间 |
当发生 2 类减额时,会发生以下步骤。 下面的步骤解释了插图2中表征的过程。
- 在检测到 2 类报警状态 (1) 后,操作会自动降低到持续额定输出的 10%。 "减额操作 (DERATE OPERATION)" 报警指示灯持续点亮。
可编程逻辑控制自动触发 2 类报警状况的减额程序。 减额旨在使工作参数“稳定”在可接受的限度内。
- 在减额 (2) 之后,操作员有 5 分钟排除状况的时间。
如果在 5 分钟 (3) 内状况得到排除,则会激活 15 分钟的“复原”计时器。 在恢复基本负载之前,发动机必须正常运行 15 分钟。 如果发动机正常运行了 15 分钟,操作员可以恢复基本负载运行 (4)。
如果在 15 分钟之内发生相同的报警或任何其它 2 类报警状况,则会触发相应的策略。
- 如果在 5 分钟 (3) 内没能排除状况,则会发生另一次减额。 随后即可使用另外 5 分钟。
在状况得到排除或负载减小到持续额定输出的 40% 之前,自动减额将会每隔 5 分钟以每次 10% 的幅度继续进行。
- 如果负载降低到持续额定输出的 40%,"低负载运行"指示灯持续点亮。 使发动机再运行 5 分钟。 如果报警状况没有清除,发动机会自动卸载。 同时会发生冷却和停机 (5)。
注: 1 类和 3 类报警状况优先于 2 类报警状况。
插图3表征多次 2 类减额的可能影响。
图 3 | g00487597 |
(Y) 持续额定输出百分比
(X) 以分为单位的时间 |
当发生 2 类减额(多次报警)时,会发生以下步骤。 下面的步骤解释了插图3中表征的过程。
- 在检测到 2 类报警状态 (1) 后,操作会自动降低到持续额定输出的 10%。 "减额操作 (DERATE OPERATION)" 报警指示灯持续点亮。
可编程逻辑控制自动触发 2 类报警状况的减额程序。 减额旨在使工作参数“稳定”在可接受的限度内。
- 在减额 (2) 之后,操作员有 5 分钟排除状况的时间。
如果在 5 分钟 (3) 内没能排除状况,则负载会再降低持续额定输出的 10%。
- 如果在 5 分钟 (4) 内检测到第二个 2 类报警状况,负载会再次降低持续额定输出的 10%。 取消 5 分钟计时器。 计时器复位。 操作员可利用另外的 5 分钟排除状况。
注: 多次报警状况可能会有多种不同的组合。
- 第三次检测到报警状况 (5) 会造成功率根据表2中的公式再次降低。
Show/hide table
表 2 (N - 1) × (CRO × 0.1) = R N 是激活 2 类报警状况的次数。 CRO 是持续额定输出。 R 是负载的缩减量。 在该案例中,输出在插图 4 中的点 (5) 处降低持续额定输出的 20%。
注: 不管激活 2 类报警状况的次数为多少,负载的最大缩减量为持续额定输出的 30%。 例如,如果 3 次 2 类报警状况同时发生,则负载减少持续额定输出的 20%。 第 4 次 2 类报警将导致负载减少持续额定输出的 30%。 第 5 次 2 类报警或第 6 次 2 类报警也会造成负载减少持续额定输出的 30%。 再有一次 2 类报警会造成立即降低持续额定输出的 10%。
在减额 (2) 后,操作员会有另外 5 分钟的排除状况的时间。
如果在 5 分钟 (6) 内状况得到排除,则会激活 15 分钟的“复原”计时器。 在恢复基本负载之前,发动机必须正常运行 15 分钟。 如果发动机正常运行了 15 分钟,操作员可以恢复基本负载运行 (7)。
如果在 5 分钟的容许时间内状况没有得到排除,则不论激活的报警的次数为多少,操作将缩减持续额定输出的 10%。 在状况得到排除或负载减小到持续额定输出的 40% 之前,自动减额将会每隔 5 分钟以每次 10% 的幅度继续进行。
- 如果负载减少到持续额定输出的 40%,"低负载运行"指示灯持续点亮。 使发动机再运行 5 分钟。 如果报警状况没有清除,发动机会自动卸载。 同时会发生冷却和停机 (8)。
注: 如果在 3 类报警状况过程中发生 1 类报警状况,1 类具有减额的优先权。
插图4表征 3 类减额的可能影响。
图 4 | g00487831 |
(Y) 持续额定输出百分比
(X) 以小时为单位的时间 |
当发生 3 类减额时,会发生以下步骤。 下面的步骤解释了插图4中表征的过程。
- 在检测到 3 类 报警状态 (1) 后,会有 8 小时排除状况的间隔。
"减额操作 (DERATE OPERATION)" 报警指示灯持续点亮。 如果状况在这 8 个小时中得到排除,则报警状况会清除。 正常操作将恢复。
- 如果在这 8 个小时中报警状况没有清除,可编程逻辑控制会自动触发减额程序。 (2)。 负载降低到持续额定输出的 80%。
- 在负载降低以后,会有两个小时排除故障的时间。
在两个小时的时限到期 (4) 之前,离心机必须运转 1.2 小时。 在 2 小时的期限之后,离心机必须再继续运行 15 分钟。 如果离心机运行了 15 分钟,操作员可以恢复基本负载运行 (5)。
- 如果在两个小时的期间 (4) 内没有离心 1.2 小时,则负载会降低持续额定输出的 20%。
减额之后会有另外两个小时的排除状况的时间。
在状况得到排除或负载减小到持续额定输出的 40% 之前,自动减额将会每隔 2 小时以每次 20% 的幅度继续进行。
- 如果负载减少到持续额定输出的 40%,"低负载运行"指示灯持续点亮。 使发动机再运行 2 小时。 如果在 2 个小时期间内没有离心 1.2 小时,发动机会自动卸载。 同时会发生冷却和停机 (5)。
注: 如果发动机以持续额定输出的 80% 或低于 80% 的功率运转,策略将会有所不同。 例如,假定当 3 类报警状况发生时发动机以持续额定输出的 80% 运转。 在开始的 8 个小时期间状况没有得到排除。 通常运行会降低到持续额定输出的 80%。 然而,运行状况已经处在这一水平。 因此,在 8 小时间隔过后,不会发生减额。 计时器会重新设置两个小时的间隔,以便排除状况。 如果在这两个小时期间没有进行 1.2 小时的离心,则负载将会降低持续额定输出的 20%。 接下来即会进行正常的减额程序。