某核电厂应急柴油机吹车试验的控制
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【摘 要】某核电厂应急柴油机采用德国MTU机型，由于柴油机厂房设计原因，整体更换比较困难，如出现曲轴、轴瓦等关键敏感部件的重大缺陷，更换柴油机需耗费大量的时间、人力、财力，同时影响电厂的安全运行。根据上述情况，从预防设备失效的角度，寻找减少应急柴油机启动磨损的方法，提出可行性技术创新方案，通过现场验证，提高某核电厂机组应急柴油机的寿命及可靠性。
【Abstract】The emergency diesel engine of a certain nuclear power plant adopts the German MTU model， because of the diesel engine factory building design reason， the overall replacement is more difficult， such as the appearance of the major defects of crankshaft， bearing and other key sensitive parts， the replacement of diesel engine takes a lot of time， manpower， financial resources， at the same time affects the safe operation of the power plant. According to the above situation， from the point of preventing the failure of equipment， the method of reducing the starting wear of emergency diesel engine is found， and the feasible technical innovation scheme is put forward， and the life and reliability of emergency diesel engine of a nuclear power plant unit are improved by field verification.
【关键词】应急柴油机;可靠性;寿命;应急柴油机吹车;再鉴定
【Keywords】emergency diesel engine; reliability; life; emergency diesel engine blowing; re-identification
【中图分类号】TM341 【文獻标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）03-0154-02
1 引言
百万千瓦应急柴油机组本体巨大，且发电机与柴油机整体坐落在同一抗震平台，无法分离[1]。因此，无法通过防台门出入，在安装期间也是通过预留墙孔进入厂房，随后再完成厂房封堵。如果一旦发生曲轴、轴瓦等关键部件故障时，必然将影响机组的安全稳定运行。针对上述客观原因的存在，柴油机再鉴定期间通过优化再鉴定方法，对主要部件提前供润滑油，有利于减少柴油机主要部件的磨损，降低曲轴、轴瓦产生故障的概率。
2 柴油机曲轴与轴瓦故障模式及吹车方案
经过分析曲轴与轴瓦产生故障的因素有：
①曲轴、轴瓦质量缺陷;
②轴瓦安装时出现偏差;
③异物进入曲轴与轴瓦之间;
④曲轴与轴瓦之间润滑不良，冷却不足。
针对因素①、②，目前柴油机已运行较长时间，情况良好，出现故障概率极低;针对因素③，柴油机润滑油系统内设置了主过滤器、预润滑油过滤器及活塞油过滤器，且每年有定期清洗更换工作，出现的概率也较低;针对因素④，润滑油回路每年都会进行换油工作，需要将滑油系统排空。尽管充油后会投运预润滑油泵进行预润滑，但预润滑油泵的压力和流量与机载油泵是无法相比的，且应急柴油机每次检修后再鉴定都要求在30s内从0r/min升至1500r/min，轴瓦在未充分建立润滑油的情况下，快速启动将引起轴瓦的磨损。
通过百万千瓦应急柴油机启动方式研究，发现某核电厂应急柴油机的主启动阀具备手动控制功能，通过调节阀门的开度，控制压缩空气量进入柴油机的特点。影响柴油机启动初期转速的主要因素是压缩空气动力。
因此，控制压缩空气进气量，实现柴油机在低转速下运转，可使大量润滑油提前进入轴瓦位置建立油膜和润滑，对柴油机再鉴定时快速启动提供良好的运转条件[2]。通过控制压缩空气进气量控制柴油机转速，使轴瓦达到预润滑和吹出柴油机缸体内检修的杂质，称“柴油机吹车或冲车”。
柴油机吹车前提条件，包括：
①吹车前需要先阻断燃油供应，防止柴油机达到发火转速后快速启动;
②发电机辅助润滑系统需提前投运，防止发电机轴瓦损坏;
③涡轮增压系统回路保持通畅，防止压缩空气将增压系统部件损坏;
④吹车前，缸头释放阀需要开启，防止压缩空气动力过大，使柴油机转速快速升高;
⑤吹车过程中需要关注转速及其上升趋势，及时响应;
⑥吹车完成后，柴油机暂不满足快速启动条件，需要及时隔离柴油机，防止应急信号使柴油机启动，损坏设备。
上述条件中，最难实现的是如何控制吹车过程中的压缩空气进气量，从而实现控制转速并达到建立油膜的效果。转速过高容易造成磨损，转速过低则无法达到预期效果。
针对上述问题，柴油机吹车制定2种方案：
①通过有限的压缩空气量进行吹车，可确保不会出现持续的高转速状态。
②通过人工开启和关闭启动阀，人为调节转速，但调节难度稍大。
为避免设备损坏，采用第二种方案，通过手动控制启动阀开度，具体操作步骤选取柴油机再鉴定质量计划部分章节，如表1所示。
3 方案实施及改进
结合厂家及外部经验反馈，某核电厂首次实施吹车工作，当执行第13步时“现场人员监视柴油机转速，超过700r/min立即关闭启动阀”，发现柴油机转速上升至200r/min左右后，转速开始下降并最终停止。经核实，管道内的压缩空气已耗尽，柴油机转速无法维持。结合主启动阀的结构特点，修改第10步“确认供气管路已充满压缩空气后关闭气瓶隔离总阀”修改为“开启供气总阀保持管线一直充满压缩空气”，单独控制主启动阀的开度，控制柴油机转速。通过多次试验，柴油机转速稳定在140r/min左右，各项参数均满足吹车的要求。
4 结论
某百万千瓦核电厂柴油机，首次吹车试验的尝试和方法的改进，实现了MTU同类型应急柴油机再鉴定前的吹车工作，参数均满足吹车要求。一定程度上减少了应急柴油机曲轴轴瓦的磨损，提高了柴油机轴瓦的寿命及长期运行能力和可靠性。
【参考文献】
【1】陈济东.大亚湾核电站系统与运行：下册[M].北京：原子能出版社，1994.
【2】贺禹.核电站操作员取照必读：下册[M].北京：中国电力出版社，2002.
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