摘要：針對(duì)KTA50-G3柴油發(fā)電機(jī)高低溫水膨脹箱頻繁產(chǎn)生液位低報(bào)警，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)人員頻繁補(bǔ)水的問(wèn)題，康明斯公司在實(shí)際案例中經(jīng)過(guò)對(duì)可能的原由進(jìn)行逐步排 查，最終確認(rèn)根本緣由為高低溫水回路存在集氣現(xiàn)狀，在整個(gè)高低溫水裝置高點(diǎn)增加排氣閥后，故障處理。借此柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)燙實(shí)例，解決一部分有類同發(fā)熱問(wèn)題的用戶，可按此例步驟進(jìn)行損壞修理康明斯發(fā)電機(jī)組水箱液位探頭過(guò)熱報(bào)警問(wèn)題剖析。

　　        某核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)選購(gòu)康明斯公司的KTA50-G3機(jī)型，輔機(jī)系統(tǒng)包括燃油裝置、滑油裝置、水箱寶裝置、起動(dòng)壓空系統(tǒng)、進(jìn)排煙裝置，其中防凍液裝置分為過(guò)熱水系統(tǒng)和低溫水系統(tǒng)，過(guò)熱水主要用于冷卻柴油發(fā)電機(jī)的缸套、缸蓋、一級(jí)空冷器，低溫水裝置主要用于冷卻滑油及二級(jí)空冷器。該核電廠在柴油發(fā)電機(jī)裝置移交生產(chǎn)后，頻繁出現(xiàn)高低溫水膨脹箱低液位報(bào)警情形，補(bǔ)水后很短一段時(shí)間內(nèi)該現(xiàn)象會(huì)再次產(chǎn)生，造成了運(yùn)行負(fù)擔(dān)。最終查明緣由為水系統(tǒng)高點(diǎn)集氣，通過(guò)增加排氣閥消除了問(wèn)題。

　　        核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)主要功能為在全廠失發(fā)電機(jī)技術(shù)電工況下，為廠內(nèi)必要的負(fù)荷提供電源。在AP1000項(xiàng)目中，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)不供應(yīng)核安全相關(guān)用途，為非核級(jí)后備柴油發(fā)電機(jī)，僅提供縱深防御相關(guān)作用，但是仍為廠內(nèi)關(guān)鍵裝置。每臺(tái)后備柴油發(fā)電機(jī)配備多個(gè)輔機(jī)子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是必須的，詳細(xì)包括燃油裝置、滑油系統(tǒng)、防銹水裝置、啟動(dòng)壓空系統(tǒng)、進(jìn)排煙系統(tǒng)和調(diào)速裝置。

　　        其中柴油發(fā)電機(jī)冷卻水系統(tǒng)的作用為：柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)將柴油發(fā)電機(jī)及其輔助設(shè)備的熱量傳遞到風(fēng)冷散熱器，風(fēng)冷散熱器再將熱量散發(fā)到大氣中去，從而使柴油發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油及本體工作部件的工作溫度維持在安全限值之內(nèi)移動(dòng)發(fā)電機(jī)組。防凍液裝置分為發(fā)熱水和低溫水兩個(gè)系統(tǒng)靜音柴油發(fā)電機(jī)，過(guò)熱水裝置詳細(xì)冷卻柴油發(fā)電機(jī)的缸套、缸蓋、一級(jí)空冷器，低溫水裝置主要冷卻滑油及二級(jí)空冷器。該核電廠1號(hào)機(jī)備用柴油發(fā)電機(jī)A/B在移交生產(chǎn)后多次出現(xiàn)發(fā)熱水或低溫水膨脹水箱液位低報(bào)警。此報(bào)警多次出現(xiàn)，均在后備柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行后，引起運(yùn)轉(zhuǎn)人員需頻繁補(bǔ)水，增加了運(yùn)行負(fù)擔(dān)。

　　        據(jù)初步解析，KTA50-G3備用柴油發(fā)電機(jī)冷卻液裝置主要包含以下幾個(gè)重要結(jié)構(gòu)部分：發(fā)燙水泵、低溫水泵靜音發(fā)電機(jī)、風(fēng)冷散熱器、恒溫閥、水處理箱、高低溫水膨脹箱、隔離閥、高溫水/滑油換熱器、高溫水電加熱器、高低溫水管路。日常熱備載期間過(guò)熱水電動(dòng)泵保持運(yùn)轉(zhuǎn)，恒溫三通閥僅兩個(gè)閥口打開(kāi)，低溫水泵為機(jī)帶泵（凸輪軸驅(qū)動(dòng)），僅在柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后運(yùn)轉(zhuǎn)，因此平常熱備用期間過(guò)熱水部分回路打循環(huán)，低溫水回路無(wú)循環(huán)，現(xiàn)場(chǎng)過(guò)熱水或低溫水膨脹水箱液位低報(bào)警均是在啟機(jī)后出現(xiàn)，可能與水系統(tǒng)循環(huán)有關(guān)。

　　        首先初步判定篩選出造成高低溫水膨脹箱頻繁報(bào)警的所有可能因由有五個(gè)：

　?。?）高低溫水系統(tǒng)存在外部滲漏點(diǎn)或者存在溢流，日常存在少量滲漏或溢流，啟機(jī)后裝置壓力升高，滲漏量增大，導(dǎo)致高低溫水膨脹箱液位下降；

　?。?）高低溫水裝置中無(wú)專門(mén)的排氣閥，管路系統(tǒng)高點(diǎn)存在集氣現(xiàn)狀，平時(shí)熱后備期間始終無(wú)法有效靜態(tài)排氣，只能通過(guò)啟動(dòng)后實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)排氣，空氣解決后，冷卻液整體容積下降，引起高低溫水膨脹箱液位下降；

　　        現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)上述五種可能的起因逐一進(jìn)行了處理。在每次季度試驗(yàn)期間目視檢驗(yàn)了兩臺(tái)機(jī)高低溫水裝置所有位置，發(fā)現(xiàn)并不存在任何滲漏或溢流現(xiàn)狀，因此解決了第一種可能的起因。而關(guān)于第二種原因，實(shí)際上如果過(guò)熱水大量滲漏到滑油中，滑油黏度會(huì)大幅下降，從而使柴油發(fā)電機(jī)發(fā)生機(jī)械損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生拉缸抱缸，但實(shí)際上兩臺(tái)機(jī)組每次運(yùn)轉(zhuǎn)期間工藝數(shù)據(jù)一切正常，也無(wú)異常振動(dòng)、噪音等。觀察機(jī)油盤(pán)液位也無(wú)明顯異樣變化，而跟蹤對(duì)比歷次滑油取樣剖析參數(shù)，發(fā)現(xiàn)滑油的水分含量無(wú)不正常，也無(wú)明顯異常變化。

　　        對(duì)第三種緣由，經(jīng)過(guò)調(diào)研跟蹤每次取樣步驟，發(fā)現(xiàn)每次取樣的水量較少，基礎(chǔ)在500 mL左右，取樣頻度為3個(gè)月，而高低溫水裝置的總?cè)莘e均在2m3以上，取樣的量對(duì)于整體容量來(lái)說(shuō)微不足道靜音發(fā)電機(jī)組，因此不是頻繁報(bào)警的具體起因。針對(duì)第五個(gè)原由，每次報(bào)警時(shí)查看檢測(cè)實(shí)際水位發(fā)現(xiàn)液位計(jì)讀數(shù)正確，與實(shí)際液位相符，液位計(jì)接線正常正確，因此第五個(gè)可能緣由也已解除。

　　        至此只剩下第四個(gè)原由，因每次水裝置補(bǔ)水活動(dòng)不可防止地會(huì)進(jìn)入部分空氣，高低溫水裝置管路中會(huì)殘留大量空氣，最后空氣集中在整個(gè)系統(tǒng)的最高點(diǎn)位置。整個(gè)高低溫水裝置基本為封閉系統(tǒng)，僅高低溫水膨脹箱有氣口與大氣聯(lián)通（圖3為高低溫水膨脹箱外形圖），在熱備載期間，低溫水回路及過(guò)熱水部分回路未進(jìn)行循環(huán)，不能有效將管路內(nèi)部的空氣排放至大氣，而在柴油發(fā)電機(jī)啟機(jī)運(yùn)行后，高溫水和低溫水裝置有效打循環(huán)，部分空氣通過(guò)膨脹箱氣口排放至大氣，整個(gè)水系統(tǒng)容積減小，膨脹箱液位減小。因此低噪音發(fā)電機(jī)組，每次備用柴油發(fā)電機(jī)A運(yùn)行之后均會(huì)產(chǎn)生膨脹箱液位低報(bào)警。

　　        基礎(chǔ)預(yù)判得出了唯一可能的原因后，該核電廠通過(guò)規(guī)劃變更在整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)高低溫水裝置的高點(diǎn)，也就是屋頂散熱器處增加了排煙閥，在每次補(bǔ)水期間通過(guò)打開(kāi)排氣閥徹底排出系統(tǒng)中的空氣。增加排氣閥后，通過(guò)一年多的觀察，發(fā)現(xiàn)高低溫水膨脹箱液位頻繁報(bào)警的狀況不再產(chǎn)生，問(wèn)題已解除。

　　        通過(guò)增加排氣閥后的長(zhǎng)期觀察移動(dòng)發(fā)電機(jī)組，確認(rèn)該核電廠高低溫水膨脹箱頻繁產(chǎn)生液位報(bào)警的原由為管路系統(tǒng)高點(diǎn)存在集氣狀況，平日熱備用期間始終不能高效靜態(tài)排煙，每次柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)后高低溫水充分循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)排煙，空氣排查后，冷卻液整體容積下降，致使高低溫水膨脹箱液位下降。后來(lái)類似的情況也發(fā)生在該核電廠小型輔助柴油發(fā)電機(jī)防凍液管路中，在冬天啟機(jī)前投入防凍液回路電加熱器后缸體溫度未上升，不能達(dá)到暖機(jī)效果。

　　         經(jīng)檢查，自管路高點(diǎn)開(kāi)始加熱器另一側(cè)溫度無(wú)法正常上升，查驗(yàn)管路高點(diǎn)集氣，排氣后問(wèn)題清除。因此，該問(wèn)題一定程度上具有普遍意義，從減少核電廠運(yùn)轉(zhuǎn)人員負(fù)擔(dān)的角度來(lái)看，可在柴油發(fā)電機(jī)冷卻水回路高點(diǎn)增加排煙設(shè)施。