柴油机管道模块化油冲洗装置研发和应用

柴油机管道模块化油冲洗装置研发和应用

黄茂，李仕杰，殷庆祥

江苏核电有限公司 连云港

1.引言

某核电站5、6号机组布置了4台应急、2台备用柴油发电机组，每台柴油发电机组配备燃油系统和润滑油系统。

为保证油系统的清洁度，在系统安装后需对管道进行冲洗，使系统达到设计规定的清洁度要求。根据各核电项目的经验反馈，柴油发电机管道油冲洗工作时间较长，制约后续调试工作启动。通过研发模块化的油冲洗装置，提升油冲洗效率，降低了施工风险，缩短冲洗工期。

2.技术方法

2.1总体思路

某核电站在5号机组油冲洗时间长达40多天，期间多次出现临时冲洗油泵损坏、油温过高、杂质过多憋泵等情况频发，以及滤网进行杂质清理工作。

为使油冲洗工作连续持续不断进行，针对出现的问题，逐项研究解决方案，对现有的油冲洗设备进行改造跟新，研发了一套模块化冲洗装置，新的油冲洗管道模块化和研发的新冲洗装置目的是为了提升冲洗效率、强化冲洗效果，应用于后续柴油机机组的油冲洗。

2.2技术方法

油冲洗装置主要由主油罐、过滤器、油冲洗泵、集油罐、控制阀门、回油管、进油管组成,工作原理如下。

（1）材料准备

主要包括不锈钢管道、电加热器、截止阀、过滤器、压力表、油冲洗泵以下材料均为辅助材料，不锈钢材质，承压2.0Mpa以上即可。

（2）油冲洗装置制作

通过对同行电站柴油机厂房油冲洗总结经验，改进如下：

针对针对管道油冲洗期间，临时的塑料进回油管出现管内材质脱落问题，为减少管道脏物和冲洗过程中临时管内材质脱落的风险，将临时进回油管材质统一更换为不锈钢材质。

在管道循环油冲洗初期过滤器会出现多次堵塞的情况，单个过滤器的过滤功能不足，需增加过滤器。经过分析，在泵出口位置增加一道过滤器，实现双过滤功能，提高过滤效果。

滤网堵塞的情况下如何实现连续循环油冲洗问题：增加一套回油过滤装置，油冲洗时先使用其中一台，过滤器堵塞后及时打开另一台过滤装置前后阀门，保证回路正常运行，并及时拆开清洗堵塞的过滤装置。 

（3）油温加热装置制作

油介质温度在油冲洗期间至关重要，合理的温度能有效的缩短油冲洗时间。提高冲洗介质温度的主要作用是：一是降低流体的粘度, 易于在管路冲洗时产生紊流；二是温差使管道产生热胀冷缩, 易于附着在管道内壁的焊渣、氧化皮等异物脱落。

在实际冲洗过程中，燃油系统油冲洗升温控制在40-60℃，润滑油系统油冲洗升温控制在40-70℃，针对温度问题解决方法是在主油箱内部增加可调节式的电加热器，通过调节温度开关控制油温。    

2.3实施过程的质量与可靠性

2.3.1 油冲洗设备和管道设计选型

冲洗过程主要是通过泵的带动使管道冲洗介质达紊流状态，不断冲刷管壁 ，将杂物带出 。泵选型的过程主要根据系统内管径最大的管道最低冲洗流量要求以及系统特性情况进行确定。

（1）润滑油泵：考虑润滑油黏度较高取齿轮油泵，泵选型基本参数：流量Q=29m3／h，压力P=0.6Mpa。

（2）燃油泵：根据燃油系统特性，燃油管路跨度长，且最有易燃易爆的特性，选择大流量防爆型离心泵：流量Q=29m3／h，压力P=0.6Mpa。

（3）过滤器选取过程主要从过滤精度和冲洗施工过程需要经过多次拆除清洗的特点考虑，经过前期水冲洗和酸洗处理管道内部清洁度基本已经达到较高标准，可采用不锈钢滤网的篮式过滤器进行过滤 。

2.3.2 油冲洗过程控制

启动临时油泵电源，缓慢抽取临时油箱内油液进入冲洗管道系统。进油时沿管线进行巡查，注油至油箱处回油管线出油，开始进行油冲洗工作；冲洗过程中时刻注意管道内油夜温度，时刻测量并关注温度变化，温度不得超过50℃，超出后立即停泵待降温后再进行冲洗；在油冲洗过程中每隔3~4小时用木锤、橡胶锤、振动器沿管线从头至尾进行一次敲打震动。冲洗通过停泵后，取出在油箱处回油管线上设置的临时过滤网进行检验，直至合格。

2.3油冲洗效果验证

6号机组柴油机管道冲洗的实践证明，模块化油冲洗装置中较原有方案的各项改进均得到了有效落实，冲洗效果及效率有了明显提高，冲洗检查结果完全满足了技术规格书的要求，未出现泵磨损、憋泵等情况。

3.技术要点

油冲洗施工过程的重点和难点是保证冲洗连续性、快速高效完成冲洗工作，使清洁度达标，该装置技术难点主要体现在以下二个方面：

保证冲洗的连续性：设置两套回油过滤装置，保证一台使用，一台备用，能连续进行切换；同时在泵出口增加过滤器，实现回油、出油双过滤，改变单个过滤器的过滤功能不足的情况。

保证冲洗工作快速、高效：油温的提高对冲洗效果好，但油温过高，对滑油系统润滑油会造成乳化达不到冲洗效果，油温升高对燃油系统冲洗是非常危险的，合理改变冲洗装置的降低冲洗发热产生的热量是技术的难点。

4.创新性与先进性

4.1科学布置过滤装置，实现连续冲洗

泵出口增加过滤器，实现回油、出油双过滤。针对单个过滤器在管道循环油冲洗初期，过滤器会出现多次堵塞的情况，在泵出口位置增加一道过滤器，实现双过滤功能，提高过滤效果。

增设备用过滤回路，实现连续冲洗。增加一套回油过滤装置，油冲洗时先使用其中一台，过滤器堵塞后及时打开另一台过滤装置前后阀门，保证回路正常运行，并及时拆开清洗堵塞的过滤装置。

4.2改进冲洗施工设施材料

针对5号机组管道油冲洗期间，塑料材质进回油管出现管内材质脱落问题，将进回油管材质统一更换为不锈钢材质，杜绝了此类问题重复发生。

5.应用和效益

5.1应用情况

某核电站6号机组的柴油机冲洗施工首次使用了本系统冲洗装置，按照方案要求进行了模块化油冲洗装置材料采购、制作、试验、实施等，最终顺利完成了6号机组各台柴油机油冲洗工作，整体油冲洗时间较5号机组缩短了15天左右。

5.2效益

（1）经济效益：本模块化装置连续运行情况稳定，整体缩短15天油冲洗工作时间，有效提升油冲洗工作效率，节省安装工期和人力物力的投入，通过节约时间及人力成本、管理成本。

（2）社会效益：此模块化油冲洗装置拆卸简易，便于运输，使用时间长，管道油冲洗工作均可以使用本装置，使用范围广，日常维护成本低。模块化油冲洗装置的研发、应用在工程质量和施工进度方面取得了良好的成果，可作为成熟技术和专用施工方案推广至相关电厂。

（3）环境效益：由于本装置可使用频次多，且耐用性强，材料的耗费主要集装在第一次制作上，可重复利用，节约了每次进行油冲洗前临时设施安装中的物资浪费。模块化油冲洗装置的研发投用，可有效避免油冲洗过程临时设施安装拆卸和运行过程中的介质泄露，减少了环境污染，创造了一定的环境效益。

6.结论

针对以往同行电站柴油机厂房油冲洗过程中的不足进行改进，研发了模块化油冲洗装置。通过此模块化装置在某核电站6号机组油冲洗施工中的实际验证，不仅有效提高了油冲洗清洁度质量，同时大大缩短了施工工期，降低了油冲洗过程风险，值得同行电站借鉴。