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中海石油（中国）有限公司湛江分公司二零零六年七月广东湛江海上员工入职理论培训－动力2目录❖油田动力电站简介❖内燃机的基础知识❖双燃料发电机组❖透平发电机组原理及系统简介❖应急发电机组❖安全操作规程3油田动力电站简介动力部门的主要任务是：给整座平台的生产生活提供动力电源，负责

平台的发电、配电、停送电，并对动力设备进行维修保养。动力部门的主要设备包括：透平或双燃料发电机组、应急发电机组及一些辅助设备。各油田设备的型号尽管不相同，但作用都是一样的。4油田动力电站简介下面以W114D油田动力设备为例，给大家作简单介绍：

主机是两台美国FairbanksMorse公司生产的双燃料（柴油和天燃气）发电机组，单机功率为2365KW。两台台湾生产的1600KVA的主变压器（4160V/460V），一台美国生产的应急柴油发电机，功率为630KW

，两台法国生产的90KW的小型柴油机，以及一些相应的辅助设施和配套设备。5油田动力电站简介自强号的主电站由两台主发电机组构成，两台主发电机组运行的方式为一用一备，互为备用。电站自动保护系统具有优先脱扣、过流、过压、超速等保护功能。保护继电器的设

定值为发电机额定功率的90%，因此，主电站的实际运行容量为2128KW。6油田动力电站简介主电站的启动需要外界三项条件，即电源、燃料（柴油或天然气）、海水。主机启动时，其辅机的供电由应急机或由已运行的主机提供，柴油由日用柴油罐提供，适当压力、流量、温度的海水用作主机的冷却水。机组作为低转速、大容

量、高电压设备，其运行和维护应严格按照厂商提供的操作和维修手册进行。7油田动力电站简介8油田动力电站简介9油田动力电站简介10油田动力电站简介11四冲程内燃机基本结构四冲程内燃机基本结构与工作原理四冲程内燃机基本

结构四冲程内燃机主要由气缸，活塞，进/排气门,曲轴连杆机构,汽化器和火花塞(用于汽油机)或高压油泵和喷油器(用于柴油机)等组成。12四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理：汽油机工作时，活塞在气缸里作往复运动。活塞从一端运动到

另一端叫做一个冲程。四冲程汽油机工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。13四冲程汽油机工作原理第一个冲程是吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，气缸里气体的体积增大，压强减少(低于大气压)，于是在汽化器内由汽油和空气形成的燃料混合物从进

气门被吸入气缸。当活塞到达气缸最下端的时侯，进气门关闭，完成吸气冲程。14四冲程汽油机工作原理第二冲程是压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物受到压缩，压强和温度都提高了。最后压强达到6～15千克力/厘米2，温度升高到2

50～300℃左右。15四冲程汽油机工作原理第三个冲程是做功冲程在压缩冲程末，火花塞产生火花，燃料混合物猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，温度上升到2000～2500℃，压强达到30～50千克力/平方厘米。于是高温高压燃气推动活塞向下运动,活塞又通过连杆使曲轴转动。16四冲程汽

油机工作原理第四个冲程是排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。排气冲程末，排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，又开始了新的吸气冲程。在汽油机工作时，上面所讲的四个冲程是周而复始循环不停的，所以把这

四个冲程叫做一个工作循环。每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周。17内燃机的基础知识汽油机在四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功；其它三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。从全局看，做功冲程固然是主要冲程，但其他三个冲程也是不可少的，没有其他三个冲程就失

去了做功冲程对外做功的条件。汽油机在开始运转时需要外力(人力或电动机的驱动力)先使曲轴转动起来，以后才能自行工作。汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。18四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理：柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机的

构造跟汽油机相似，主要不同的是柴油机的气缸顶部安装有喷油嘴，没有火花塞。柴油机的每一工作循环也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。但由于使用的燃料不同，柴油机和汽油机的工作过程也有不同。19四冲程柴油机工作原理吸气冲程汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的只是

空气。20四冲程柴油机工作原理压缩冲程汽油机只把燃料混合物的体积压缩到吸气冲程末的1/6~1/9。如果压缩得更多，在压缩过程的中途，燃料混合物就因温度升高超过燃点而燃烧，汽油机将无法正常工作。21四冲程柴油机工作原理柴油机可以把空气的体积压缩到吸气冲程末的1/16~1/22，压强达到35

~45千克力/平方厘米，温度升高到500~700℃，比汽油机里燃料混合物的压强和温度都高。22四冲程柴油机工作原理做功冲程汽油机是用火花塞点火使燃料燃烧的(这种点火方法叫做点燃式)。柴油机是在压缩冲程末，

由喷油嘴向气缸内喷入雾状柴油，雾状柴油遇到远远超过它的燃点的热空气立刻燃烧(这种点火方式叫做压燃式)。23四冲程柴油机工作原理燃气的温度达到1700~2000℃，压强达到50~100千克力/平方厘米。在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高，燃气做的

功较多，所以效率较高。24四冲程柴油机工作原理在排气冲程柴油机与汽油机一样，将废气排出气缸。25内燃机的基础知识柴油机和汽油机用途的比较柴油比汽油便宜，所以柴油机比汽油机经济，但是比较笨重。主要应用在拖拉机、坦克、.轮船、内燃机车、载重汽

车上。在没有电源的地方，常用它来带动水泵和各种农业加工机械各种，或带动发电机发电。汽油机体积小、重量轻，常用于汽车，摩托车上。26二冲程柴油机基本结构与工作原理二冲程柴油机基本结构活塞上、下两个行程或曲轴旋转一周(360度)就完成一个工作循环的内燃

机，称为二冲程内燃机。27二冲程柴油机基本结构与工作原理二冲程柴油机的基本结构与四冲程柴油机的基本一样，主要由气缸、活塞、排气门、曲轴连杆机构、火花塞和汽化器(用于汽油机)或高压油泵和喷油器(用于柴油机)等组成。所不同的是,它的进气方式不一样，它安装有扫气孔和扫气泵(或称涡轮增压器)而没有进

气门。28二冲程柴油机基本结构与工作原理工作原理二冲程柴油机装有扫气泵5。将空气进行压缩，使压力提高到0.12~0.14Mpa，在气缸的中部开有扫气孔6，扫气孔的启闭由活塞运行来控制。29二冲程柴油机基本结构与工作原理

在第一行程中，由活塞将扫气孔6关闭起来，到第二行程的排气门开始打开〈图b〉为止。气缸内将进行压缩过程，燃烧和膨胀过程，与四冲程柴油机相应工作过程完全相同。主要差异在换气过程。活塞由上止点下移到约2/3行程时，排气门开始开启，气缸内的废气经排气门开始排出，气缸内的气体压力迅速下降。30二冲

程柴油机基本结构与工作原理下行到将扫气孔打开时，储存在空气室2中的压缩空气开始从扫气孔进入气缸。当活塞到达下止点，扫气孔通道面积开启最大〈图a〉此时大量扫气空气进入气缸，将废气从缸内驱出，称为扫气过程。排气门的关闭时刻在扫气孔关闭之前，目的是使进气终了时，气缸内具有较高的充

气量。二冲程柴油机的进气过程和排气过程交错的时间较大，一般将二冲程内燃机的进、排气过程通常称为换气过程。31二冲程柴油机基本结构与工作原理二冲程内燃机的特点为了防止可燃混合气与废气混合并一起排出气缸，必须适当选择排气孔和扫气孔的关闭时刻。此外，将活塞顶部做成导流

开口状，使可燃混合气与废气形成隔层，尽可能使最少的可燃混合气随废气排出气缸。32二冲程柴油机基本结构与工作原理二冲程内燃机在360度曲轴转角完成一个工作循环；四冲程内燃机的720度CA〈注：CA＝CRANKANGLE曲柄转角〉完成一个工作循环。因此，在相同的工作容

积和转速情况下，二冲程内燃机的功率从理论上讲应为四冲程内燃机的两倍。33二冲程柴油机基本结构与工作原理但是由于二冲程机工作容积损失大〈换气过程占130～150度CA〉，换气品质较差，〈注：废气排放不完全〉所以对于相同工作容积和转速的二冲程内燃机，其功率实际上只为四冲程

内燃机的1.5~1.6倍。34双燃料发电机组机组的铭牌参数原动机型号：38ETDD8-1/81号机SERIALNO.：38E897006TDFS92号机SERIALNO.：38E897005TDFS9厂商：FMED，ColtecIndustries活塞排列方式：O

-P直立式输出功率：3308KW缸数：9冲程：2缸径和行程：206X254mm35双燃料发电机组压缩比：13.3：1缸容：152升喷嘴压力：152-159bar预燃室压力：238-245bar曲轴数目：2曲轴转速：900RPM燃料：柴油或者柴油+天燃气涡轮增压器型号：VTR354-11起动方

式：压缩空气冷却方式：水冷36双燃料发电机组发电机型号：T855RNT-4821号机SERIALNO.：JS-60RNT64-1-B2号机SERIALNO.：JS-60RNT63-1-B厂商：BaylorGeneratorMotorGroup,USA额定电压：4160.0V额定电流：410.3A

无刷励磁：87.5V/2.5APMG：240V/18A37双燃料发电机组频率：60HZ相数：3极对数：4连接方式：Y形(中心点不接地)功率因数：0.8防护/绝缘：IP55/F冷却方式：风冷空间加热器：208V/1.5KW/singelphase38双燃料发电机组39双燃料发电机组

机组的工作原理该双燃料机组是按二冲程柴油机的原理来设计和运行的。包括压缩、进气、燃烧、膨胀、排气、进气六个环节，将柴油和天燃气的热能转化成机械能。运行的具体过程如下：在同一垂直放置的汽缸中的两个对称的活塞作面对面运动，欲压缩两

个汽缸之间的空气，当上活塞达到下死点（内死点）和下活塞达到上死点（内死点）之前，燃料从汽缸的中间部位进入，被压燃并膨胀做功，推动两个活塞向相反方向运动，每个活塞分别通过各自的连杆带动各自的曲轴作旋转运动。40

双燃料发电机组在下活塞达到下死点（外死点）之前，在汽缸壁上的排气口（当下活塞外表面覆盖此排气口时为关闭状态）打开，排放废气，废气通过涡轮增压气后进入大气环境。随后，由上活塞封闭的进气口打开，经过涡轮增压气的新鲜空

气进入汽缸。两个活塞分别经过外死点后向内死点运动时，先后封闭排气口和进气口，进一步向内死点运动，重复以上的压缩，进气，燃烧，膨胀，排气，进气过程。从而，两根曲轴连续旋转，并通过汇力机构的两对伞齿轮将力量集中输出到发电机的输入轴

。41双燃料发电机组机组基本情况。该机组是美国FM公司按二冲程多缸柴油机的原理来设计和制造的。机组自带有上、下两根曲轴，每个汽缸有2个对置的活塞做相对运动。机组能在柴油模式和双燃料模式下运行。在双燃料模式运行时，有以下的要求：42双燃料发电机组A、发电机的频率在56.5HZ到61.

1HZ之间。B、发电机输出功率大于50%。C、燃气供给压力到发动机大于30PSI，小于70PSI。D、汽缸的三组排烟温差不大于1000F。E、空气温度在设定值Ti±200F的范围内。Ti是负载的一个函数。F、选择开关必须在DIESEL位置。G、空气压力不得低于设定值Pi

，不得高于28PSI，Pi是负载的一个函数。H、振动值在70%（70%X0.6英寸/秒）以下。I、海水压力大于22PSI小于50PSI。43双燃料发电机组机组的基本结构整个机组由四大机构和六大系统组成：生力机构──由活塞、活塞环、汽缸、水套、连杆、曲轴和滑动轴承等构成。生力机构的作用是反复

将燃料压燃并及时将其热能转化成机械能（膨胀做功），让两根曲轴获得力量（转速和扭矩）。汇力机构──由对称的两对伞齿轮垂直传动副和飞轮构成。汇力机构的作用是将两根曲轴的力量集中输出到发电机的输入轴。44双燃料发电机组定时机构──由惰轮、凸轮、凸轮轴、链

和链轮等构成。定时机构的作用是在活塞往复运动的每个周期，定时开启或关闭直接通向汽缸的天燃气气阀或柴油喷嘴。支撑机构──由顶壳、机身和底座构成，支持和保护机组上的所有零部件。45双燃料发电机组燃料系统──

包括柴油供给系统和天燃气供给系统。从日用柴油罐出来的柴油经过泵加压和经过调速器的控量后进入主柴油喷嘴/预燃室喷嘴。或者，从燃料撬出来的天燃气经过压力控制阀和调速器的控制后进入汽缸前的天燃气入口阀，这就是燃料系统的主流程。燃料系统的作用是给机组的汽缸及时供应合格的燃料。

46双燃料发电机组47双燃料发电机组48双燃料发电机组润滑系统──由主润滑油回路，预润滑油回路和加热回路组成。润滑系统的作用是给机组提供适当温度和适当压力的润滑油，润滑和冷却机组的运动副。冷却系统──由三组板式热交换器（润

滑油与海水、水套水与海水、空冷水与海水）、三个冷却水循环泵、一个柴油冷却器（柴油与海水）、一个喷嘴循环泵及其冷却器（喷嘴水与海水）、水罐等组成。冷却系统的作用是冷却机组，保持机组的良好工作性能。49双燃料发电机组50双燃

料发电机组51双燃料发电机组空气系统──由涡轮增压气、辅助空压机、空气滤清器、空气接收器、消音器、膨胀节和排烟管等组成。空气系统的作用是用作机组的助燃气、控制气、执行气。启动系统──由启动空压机、风瓶和启动空气马达等构成。两个2.5m3的风

瓶（压力保持在1480-1725KPAG）储存的空气可让每台机组分别通过启动空气马达启动三次。52双燃料发电机组53双燃料发电机组控制系统──由就地控制屏和MCC控制屏、PLC模块和控制软件、以及安装在机组上的各种探头（包括温度探头、压力变速器、转

速拾取器、振动探头等）和各种执行器（温控阀、电磁阀、气动阀、切换器、压力开关、燃料控制器、空气旁通杆）组成。54双燃料发电机组双燃料发动机的预防性维修建立一个完整的预防性维修规程并认真地执行，您的FAIRBANKSMORSE对顶式发动

机将获得最大的利用率。分别地总结概括各个系统是正确操作发动机的最有效的方法。花少量的时间熟悉各个系统并与发动机性能联系在一起，将会大大地降低维修费用并延长主要大修的周期。55双燃料发电机组通过不断的观察操作压力

与温度是最好的检查发动机全部性能的方法。当发动机投入运行后，应该阶段性比较对比机组的参数。性能参数在方格纸上描绘出来是非常有用的，能表明运行的发动机的变化（瞬间变化、逐渐变化）。在更多的问题要出现之前，能够采用快速的正确的方法去补救改良发动机变化的原因。《故障排除

》概要在确定性能改变的原因时是非常有用的帮助。56双燃料发电机组排烟系统必须定期地清洁进、排气口和增压器的积碳,以确保进、排气流无阻。过大的阻力会导致增大燃料消耗量并大大减短活塞环与缸套的寿命。注意:在清洁进、排气口时，可以顺便检查活塞、活塞环和缸壁。57双燃料发电机组燃油系统喷油嘴不正确的喷嘴可

以增加耗油量达10%并附带其它的故障。诸如：活塞环受卡，润滑油被柴油冲淡和不正常的活塞环与缸壁度磨损。连续地记录耗油量对于发现发动机运作特性的变化是很有指导意义的。喷油嘴应定期地在“手动试验台”上检查，按照《发动机指南手册》确认他们能产生满足要求

的油雾以便良好地燃烧。58双燃料发电机组建议喷油嘴的检验周期为525小时（3周），之后，（在没有严重的喷油器恶化的情况下）一步一步地延长周期，直到最大周期建立，最大延长250个小时。在喷油器重修前，其工作小时数随着柴油型号与操作条件的不同有很大范围的改

变。59双燃料发电机组喷油泵喷油泵是在工厂中精确加工并校准的，在相同的齿条位置条件下能输送完全相同的油量。不能够通过调节齿条来使各缸排烟温度相等。燃油滤器燃油滤器的作用是滤掉柴油中的非常精细的研磨灰尘或沙粒以保护喷油泵和喷油嘴的精密加工部分。当通过滤器的压差达到69kpa时必须更换

滤器滤芯。高于69kpa的压差将会导致研磨性微粒通过滤器，损伤油泵和喷油嘴的加工表面。60双燃料发电机组滑油系统为了延长轴承，活塞环和缸套寿命以及活塞合理冷却，控制好充足滑油渗透性，正常的压力和温度是最基本的。在全速和正常温度下，当滑油通过发动机（泵出口到进油主线）的

压力将高于正常压降48kpa时，应该清洗全流量滤器了。当滤器压力表记录数值比新装的滤器的压力高出了38kpa时，应该更换旁通滤器的滤芯。61双燃料发电机组润滑油流出发动机的温度，进出口温差应该保持在SectionB“

Temperatires”下所给的值。油箱里的油应该定期检查其稀释程度和常规去垢特性，当出现油压低情况时往往怀疑被稀释了。连续记录耗油量是个很有用的工具，在故障事故发生之前，记录数据将显示出发动机操作性能的变化。62THANKS！