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13600443583摘要：针对KTA50-G3柴油发电机高低温水膨胀箱频繁产生液位低报警，导致运转人员频繁补水的问题，康明斯公司在实际案例中经过对可能的原由进行逐步排 查，最终确认根本缘由为高低温水回路存在集气现状，在整个高低温水装置高点增加排气阀后，故障处理。借此柴油发电机组发烫实例，解决一部分有类同发热问题的用户，可按此例步骤进行损坏修理康明斯发电机组水箱液位探头过热报警问题剖析。
某核电厂应急柴油发电机选购康明斯公司的KTA50-G3机型，辅机系统包括燃油装置、滑油装置、水箱宝装置、起动压空系统、进排烟装置，其中防冻液装置分为过热水系统和低温水系统，过热水主要用于冷却柴油发电机的缸套、缸盖、一级空冷器，低温水装置主要用于冷却滑油及二级空冷器。该核电厂在柴油发电机装置移交生产后，频繁出现高低温水膨胀箱低液位报警情形，补水后很短一段时间内该现象会再次产生，造成了运行负担。最终查明缘由为水系统高点集气，通过增加排气阀消除了问题。
核电厂应急柴油发电机主要功能为在全厂失发电机技术电工况下，为厂内必要的负荷提供电源。在AP1000项目中，应急柴油发电机不供应核安全相关用途，为非核级后备柴油发电机，仅提供纵深防御相关作用，但是仍为厂内关键装置。每台后备柴油发电机配备多个辅机子系统，这些子系统对于柴油发电机的运转是必须的，详细包括燃油装置、滑油系统、防锈水装置、启动压空系统、进排烟系统和调速装置。
其中柴油发电机冷却水系统的作用为：柴油发电机运转期间，通过强制循环将柴油发电机及其辅助设备的热量传递到风冷散热器，风冷散热器再将热量散发到大气中去，从而使柴油发电机润滑油及本体工作部件的工作温度维持在安全限值之内移动发电机组。防冻液装置分为发热水和低温水两个系统静音柴油发电机，过热水装置详细冷却柴油发电机的缸套、缸盖、一级空冷器，低温水装置主要冷却滑油及二级空冷器。该核电厂1号机备用柴油发电机A/B在移交生产后多次出现发热水或低温水膨胀水箱液位低报警。此报警多次出现，均在后备柴油发电机起动运行后，引起运转人员需频繁补水，增加了运行负担。
据初步解析，KTA50-G3备用柴油发电机冷却液装置主要包含以下几个重要结构部分：发烫水泵、低温水泵静音发电机、风冷散热器、恒温阀、水处理箱、高低温水膨胀箱、隔离阀、高温水/滑油换热器、高温水电加热器、高低温水管路。日常热备载期间过热水电动泵保持运转，恒温三通阀仅两个阀口打开，低温水泵为机带泵（凸轮轴驱动），仅在柴油发电机启动后运转，因此平常热备用期间过热水部分回路打循环，低温水回路无循环，现场过热水或低温水膨胀水箱液位低报警均是在启机后出现，可能与水系统循环有关。
首先初步判定筛选出造成高低温水膨胀箱频繁报警的所有可能因由有五个：
（1）高低温水系统存在外部渗漏点或者存在溢流，日常存在少量渗漏或溢流，启机后装置压力升高，渗漏量增大，导致高低温水膨胀箱液位下降；
（4）高低温水装置中无专门的排气阀，管路系统高点存在集气现状，平时热后备期间始终无法有效静态排气，只能通过启动后实现动态排气，空气解决后，冷却液整体容积下降，引起高低温水膨胀箱液位下降；
现场根据上述五种可能的起因逐一进行了处理。在每次季度试验期间目视检验了两台机高低温水装置所有位置，发现并不存在任何渗漏或溢流现状，因此解决了第一种可能的起因。而关于第二种原因，实际上如果过热水大量渗漏到滑油中，滑油黏度会大幅下降，从而使柴油发电机发生机械损坏，严重时会产生拉缸抱缸，但实际上两台机组每次运转期间工艺数据一切正常，也无异常振动、噪音等。观察机油盘液位也无明显异样变化，而跟踪对比历次滑油取样剖析参数，发现滑油的水分含量无不正常，也无明显异常变化。
对第三种缘由，经过调研跟踪每次取样步骤，发现每次取样的水量较少，基础在500 mL左右，取样频度为3个月，而高低温水装置的总容积均在2m3以上，取样的量对于整体容量来说微不足道静音发电机组，因此不是频繁报警的具体起因。针对第五个原由，每次报警时查看检测实际水位发现液位计读数正确，与实际液位相符，液位计接线正常正确，因此第五个可能缘由也已解除。
至此只剩下第四个原由，因每次水装置补水活动不可防止地会进入部分空气，高低温水装置管路中会残留大量空气，最后空气集中在整个系统的最高点位置。整个高低温水装置基本为封闭系统，仅高低温水膨胀箱有气口与大气联通（图3为高低温水膨胀箱外形图），在热备载期间，低温水回路及过热水部分回路未进行循环，不能有效将管路内部的空气排放至大气，而在柴油发电机启机运行后，高温水和低温水装置有效打循环，部分空气通过膨胀箱气口排放至大气，整个水系统容积减小，膨胀箱液位减小。因此低噪音发电机组，每次备用柴油发电机A运行之后均会产生膨胀箱液位低报警。
基础预判得出了唯一可能的原因后，该核电厂通过规划变更在整个柴油发电机高低温水装置的高点，也就是屋顶散热器处增加了排烟阀，在每次补水期间通过打开排气阀彻底排出系统中的空气。增加排气阀后，通过一年多的观察，发现高低温水膨胀箱液位频繁报警的状况不再产生，问题已解除。
通过增加排气阀后的长期观察移动发电机组，确认该核电厂高低温水膨胀箱频繁产生液位报警的原由为管路系统高点存在集气状况，平日热备用期间始终不能高效静态排烟，每次柴油发电机起动后高低温水充分循环，实现了动态排烟，空气排查后，冷却液整体容积下降，致使高低温水膨胀箱液位下降。后来类似的情况也发生在该核电厂小型辅助柴油发电机防冻液管路中，在冬天启机前投入防冻液回路电加热器后缸体温度未上升，不能达到暖机效果。
经检查，自管路高点开始加热器另一侧温度无法正常上升，查验管路高点集气，排气后问题清除。因此，该问题一定程度上具有普遍意义，从减少核电厂运转人员负担的角度来看，可在柴油发电机冷却水回路高点增加排烟设施。