MTU柴油机单缸排气温度高跳机的故障分析与处理措施.docx
一、应急柴油发电机故障描述
方家山核电机组应急柴油机采用德国MTU公司生产的20V956TB33型柴油机，共20个缸呈V型布置，额定转速1500r/min，持续额定功率6000kW。
使用此型号应急柴油机的核电机组有田湾核电1～4号机组、岭澳核电3～4号机组、秦二厂3～4号机组、福清核电1～4号机组、阳江核电1～6号机组，共有51台在运行应急柴油机。
1、方家山柴油机单杠排气温度高跳机
2019年11月1日,方家山2LHQ应急柴油机执行月度满功率试验。
柴油机启动信号发出约50s后A10缸排气温度309MT达到758℃,超出720℃上限值,导致柴油机保护停机,试验失败；
停机后进一步检查发现，试验过程中B10气缸排气温度319MT异常升高，达到了571℃。
检查309MT和319MT热电偶紧固情况，未发现松动，打开A、B两侧进气总管底部螺堵发现残留大量润滑油，A侧进气总管排出约90ml润滑油，B侧进气总管排出约60ml润滑油。
排油完成后第二次起机试验成功，A10、B10缸排气温度正常，其他运行参数正常。
2019年11月29日，方家山2LHQ应急柴油机执行月度满功率试验时，再次出现相同故障。
B10缸排气温度319MT达到736℃，导致柴油机保护停机，试验失败。
随后打开A、B两侧进气总管底部螺堵进行排油，A侧排出150ml，B侧排出270ml;
排油后第二次试验成功，A10、B10缸排气温度正常。
2、福清核电柴油机单缸排气温度高报警
2019年2月22日，福清核电1LHQ应急柴油发电机组低功率试验期间，柴油机启动初期(约在50s之内)A10气缸排气温度309MT和B1o气缸排气温度319MT温度探头显示达到80o℃以上，并触发报警（福清采用应急启动试验模式，气缸排温高仅会出现报警，不会导致保护停机)。
309MT报警持续时间约21s，319MT持续时间约26s，随后温度逐渐下降至720℃，报警消失。
低功率试验稳定运行阶段，309MT和319MT温度正常，柴油机各项参数正常。
2019年4月，1LHQ应急柴油发电机组低功率试验期间再次发生相同故障，2019年6月、8月试验未再发生。
二、原因分析
柴油机排气温度高是一个较为复杂的系统问题，受多个因素影响。
根据柴油机设计结构、运行数据、运行环境等情况进行分析判断，设计如图1中故障树所示。
1、燃油供油系统故障分析
供油系统包括高压油泵、喷油器及相关连接管路。
通常高压油泵齿条脏污、齿条卡死在最大位置会使气缸处于多供油的位置，从而导致该缸功率增加、排气温度上升，对应的现象是单个或某几个气缸排温相对偏高。
柴油机维护保养期间均会对齿条进行检查，未发现异常。
喷油器在使用一段时间后会出现喷油压力降低、雾化质量变差等问题，使喷入气缸的柴油无法完全燃烧或滞燃而导致排气温度升高。
同样地，该问题通常表现为单个或某几个气缸排温升高。
方家山203、204两次大修连续对A10、B10缸的喷油器进行了校验，状况良好。
且高压油泵及喷油器故障均为不可逆故障，二次起机后依然会存在,与现场情况不符。
小结:
柴油机A10、B10缸排气温度异常上升的原因不在于供油系统。
2、低温冷却水系统故障
柴油机低温冷却水系统由柴油机机带的低温水泵提供动力，中冷器中的空气由低温水冷却。
低温水系统故障会导致中冷器的空气降温效果，导致柴油机进气温度升高。
第一次试验失败前低温水系统温度和压力未出现异常变化；
第二次试验合格期间，低温水入机温度205MT为37.9℃，低温水出机温度206MT为46.5℃，低温水泵出口压力202MP为2.8bar，均处于正常范围内，故判断低温水系统正常。
小结:
柴油机A10、B10缸排气温度异常上升的原因不在于低温冷却水系统。
3、进气系统故障
应急柴油机气缸进气通过增压和冷却的方式来增加进气空气量，进气系统主要有进气过滤器、中冷器等部件。
如果进气过滤器、中冷器等出现堵塞或冷却不足，会导致柴油机总体进气量减少，各个气缸整体出现排气温度升高的情况，与实际事实不符。
小结:
柴油机进气过滤器、中冷器状不是排气温度高的原因。
4、润滑油计量泵(152PO)和喷嘴功能失效
润滑油计量泵(152PO)在柴油机厂也称为进气阀阀座润滑油泵见。
功能是将润滑油喷入进气总管内，随空气一同进入气缸，润滑进气阀阀座，减少进气阀的穴蚀。
如果152PO喷油量过大，很可能会使A、B两侧进气总管内残留过多的润滑油，热备用期间汇聚至气管末端，待启动时润滑油与空气一同进入A10/B10气缸燃烧，导致燃烧不充分、排气温度过高。
润滑油计量泵出口管线与两侧进气总管连接处各安装有一个喷嘴，功能是细化润滑油油滴，使进入进气总管内的润滑油容易随空气一同进入气缸。
喷嘴细化