摘 要：柴油发电机组作为核电站的应急电源，自福岛核事故后它的重要性日益突显。对柴油发电机组的性能、运行状况有着严格要求。柴油机拉缸故障在核电站不容忽视。柴油机在工厂试验阶段、核电站调试阶段、移交后的备用阶段，均会出现不同程度拉缸。18PA6B型柴油机压空启动系统调试方案优化，同时分析拉缸产生的原因以及在调试中如何避免拉缸进行研究。
关键词：压空启动系统 18PA6B 拉缸 原因分析
1 核电应急柴油机简介
本核电项目应急柴油发电机组（EDG）采用陕柴重工生产的18PA6B型多用途大功率柴油机，上海电机厂生产的TFHY6300-6型号发电机。
2 洁度与拉缸之间的联系
18PA6B柴油机在制造厂做完磨合试验，在进行抽样拆检时发现机身缸套夹层高温水冷却水室中发现大量铁屑，针对该问题，监造及验收人员要求厂家扩拆，发现18个缸机身均有不同程度数量的铁屑，较为严重者整理收集后重达数十克。另外缸套表面严重脏污，缸套下部尤其是密封圈处同样存在大量铁屑，暴露出厂家对机械加工及装配过程中清洁度管理缺失的重要隐患。后续陕柴对该批次的所有18PA6B柴油机进行缸套更换，本核电项目应急柴油发电机组1LHP为该生产批次的最后一台，缸套整体进行了现场更换。
国内某核电项目柴油机拉缸故障先后在调试及运行过程中均不同程度出现，原因至今不明。绝大多数柴油机在工厂都是完成了工厂试验并出具FAT报告后发往现场，而本项目1LHP柴油机的缸套均为现场更换新的缸套，整个活塞组成机构未经过磨合，调试阶段频繁涉及到柴油机的启停操作，缸套内的清洁度势必恶化，若压空系统不洁，杂质随气流进入汽缸燃烧室，会损坏气门、活塞、活塞环等部件，严重的话还会导致拉缸等严重事故！
拉缸现象和处理：柴油机拉缸是指柴油机活塞组件与气缸套配合工作面之间相互产生剧烈的干摩擦作用，在工件表面上产生过度磨损、拉伤、划痕、裂纹或抱死的现象。它是在有润滑条件下产生的不同程度的粘着磨损，程度较轻时使缸套活塞组件受损、气缸蹿气，从而影响柴油机的正常出力和污染润滑油，严重时会导致滑动部位黏着或抱死，从而引起更加严重的活塞连杆断裂，打坏机身等重大事故。如果现场听到柴油机异常的干摩擦声，或者运行声音变得沉重并伴随着油、水、排烟温度升高，曲轴箱冒烟等现场，甚至转速下降、停车。那么可以判断柴油机发生了拉缸故障。此时正确的操作是，不能立即停车，而应逐渐降低负荷，降低转速后停车，同时开启预润滑油泵向机体供油并不停的盘车，并查找原因。如果拉缸发现及时，处理得当，只造成缸套轻微擦伤。如果拉缸造成活塞与缸套咬死并盘车困难，等机器冷却后视具体情况吊缸检修。
造成缸套拉缸的原因十分复杂，设计方面如，材质选配不当、缸套与活塞环的配合间隙、曲柄机构的装配、缸套失圆，滑油系统在备机和运行时的流量和压力是否满足润滑和冷却需要的要求等。从电厂的调试和运行维护角度分析，有以下原因：
气缸内进入异物。进气系统配置有进气过滤器，对进入机体的新鲜空气进行了良好的过滤，一般异物不会轻易进入缸体。而压空启动系统内的压缩空气不经过任何过滤可直接进入气缸，若管道内清洁度恶劣，在调试阶段极有可能会发生拉缸故障；措施：保证系统的清洁度。
油品不符合要求。劣质燃油雾化质量差，使柴油机滞燃期延长，导致工作粗暴；还有可能导致后燃期延长，排气温度高、冒黑烟，产生不完全燃烧产物破坏缸套内壁油膜，易导致活塞环卡死，燃烧机油，燃气下蹿导致曲轴箱压力高，润滑恶化。滑油如粘度不满足要求，高温下运行不能形成有效油膜，易导致磨损；或与燃油燃烧产生的酸性化学物质，导致缸套和活塞环发生酸腐蚀性磨损；措施：依照厂家流体规范选用合适的油品。
润滑不充分。热备用期间若预润滑油泵的压力及流量不足，则会导致柴油机所有的运动部件润滑不充分，柴油机在启动时的磨损便会加剧。若柴油机预热系统不能保证柴油机在备用工况下润滑油的温度和压力（温度低，滑油粘度增大，压力低则运动副无法正常建立油膜），将导致同样的润滑不到位问题。柴油机运行时，若换热系统不能有效降低滑油温度，则导致滑油粘度下降。油膜得不到有效建立；措施：辅助系统调试结束后预热系统投用，预润滑油泵投用。
缸套的换热问题。柴油机产生的大量热量通过缸套与冷却水系统换热带走，若冷却不足，活塞与缸套将会过热而发生过度膨胀变形，破坏破坏滑动所需的配合间隙，导致局部金属面直接接触而发生“熔着”。相反，冷却过度将会导致滑油粘度增加柴油机机械能损失增加。措施：柴油机备用时确保预热、预润滑系统投用，柴油机运行后，确保高温水系统、润滑油系统系统状态正常，做好相关参数监视记录。
磨合不良。在更换缸套、活塞环后的磨合中，如负荷太低则难于磨合，如急于磨合负荷太大，易引发拉缸。措施：尽量避免柴油机处于恶劣工况下运行。
转速和负荷。当柴油机转速升高，活塞的运动速度加快，上止点附近油膜形成变得更加困难，干摩擦的可能性亦增大，柴油机在额定负荷内运转时，对气缸内油膜的影响不大，可是超负荷时机内润滑油温度升高，粘度下降，汽缸壁的油膜也将变得稀薄，而油膜承受的负荷却加大，此时油膜的厚度和强度无法把活塞环和汽缸壁隔开，形成边界摩擦，如负荷进一步加大或长时间运行，极易引发拉缸。措施：尽量避免超速、超负荷、突然加速，突加负荷。调试过程中依照厂家技术文件，在达到试验效果的前提下，尽量减少启动、空载、低载次数；在多次启动、长时间低载之后，高负荷运行一段时间，尽量减少气缸中积炭。油、水、气路不畅。滑油管路不畅滤器堵塞，滑油供应不足，滑油高温变质，冷却作用下降，燃油、滑油、空滤破损会把杂质带进燃烧室。措施：调试前后定期对滤器清洁度进行监控，做好及时清理，使各个滤清器正常工作保持管路畅通，油、水、气供应充足。
鉴于在参考项目调试的经验对“清洁度”的体会以及压空系统清洁度对拉缸的影响分析，笔者有理由对本项目调试方案进行优化，保证良好的系统清洁度，防患于未然给柴油机建立一个良好、安全的启动运行条件。
3 18PA6B 型柴油机TP1 LHP 10试验方案优化及实施
压缩空气系统在柴油机所有辅助系统中是最为重要的一个系统，它的好坏将直接影响到机组的运行可靠性和安全性，因此，压空系统试验与其它辅助系统试验分开，作为一个独立的试验项目，它在整个机组辅助系统试验中率先进行。压空系统试验的目的是为了验证压缩空气系统是否满足设计要求、检验设计要求中所规定的各项功能的安全性与可靠性。为确保柴油机压空启动系统清洁度，本项目压空启动系统调试规程升版增加了管路爆破吹扫试验项目管路爆破吹扫分别在四个压力平台下分段进行，涉及到11个位置处。管道内壁存在大量金属碎屑、粉末、灰尘等颗粒物，管现场前后历经近1个月时间完成了爆破吹扫所有试验项目，用来检验清洁度的白布最终均无一个黑点及杂物等出现，压空出口总管打靶的铜板上无明显划痕、凹坑，整个系统清洁度满足要求。
6 结 论
本项目应急柴油发电机组的压空启动系统调试，增加的爆破吹扫方案得到了成功实践，因为清洁度要求达到几近苛刻地步，为避免调试阶段出现缸套拉缸做好了保障，同时其它调试注意事项也为EDG创造了安全，稳定的运行保障。
[参考文献]
[1] 倪小明 《18PA6B柴油发电机组出厂试验大纲》
[2] S.E.M.T.Pielstick《18PA6B OPERATING INSTRUCTIONS 》
[3] 《Operating and Maintenance Manual For 18PA6B Diesel Engine》