應急柴油機冷卻管道振動控制優化設計研究

陳超　趙福建　鄧賜邦

摘 要：隨著電力事業的發展，為了滿足用電設備穩定運行的要求，市政電網在無法進行兩路獨立電源電路的施工中，往往利用柴油機發電機組作為備用裝置。應急柴油機利用安裝動力吸振器實現管道振動效果，并以此進行相關計算，體現設計的科學性和合理性。對應急柴油機冷卻管道振動控制優化設計進行了探討，從而使應急柴油機冷卻管道實現合理的振動控制。

關鍵詞：應急柴油機；冷卻管道；振動控制；優化設計

中圖分類號：TB535.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.097

核電站在建設過程中，應用應急柴油機進行施工建設有利于結合應急柴油機的運行優勢，合理解決核電站發電等問題。同時，應急柴油機在運行過程中的機內冷卻管道存在明顯的振動現象，導致機內溫度明顯上升，嚴重影響了應急柴油機的穩定運行。因此，為了保障應急柴油機的穩定運行，應加強冷卻管道發生振動現象時相關數據的研究和控制，以實現應急柴油機的穩定運行。

1 應急柴油機

應急柴油機主要用來保障核電站的正常運行，解決核電站的發電問題。具體而言，應急柴油機主要用來解決企業外電源無法工作、堆芯注入造成的“癱瘓”和安全殼發生噴淋等問題，可以及時根據發電機系統實現快速反應，建立相應的發電系統，確保企業生產設備的穩定運行。柴油機的生產可滿足工業發電需要，應急柴油機在核電站中的運用是結合相關領域柴油機使用經驗的綜合利用，可實現核電站電力交流的應急處理。同時，應急柴油機可利用動力吸振器實現對冷卻管道振動幅度控制，這有利于及時發現冷卻管道的振動，從而合理制訂處理措施，確保應急柴油機的穩定運行。應急柴油機利用動力吸振器可與冷卻管道直接連接，這有利于科學管控冷卻管道的振動幅度和應急柴油機的穩定運行，從而降低應急柴油機維修的經濟投入。

2 冷卻管道的振動控制

2.1 冷卻管道的構建

冷卻管道的構建主要利用ANSYS程序實現冷卻管道的構建，使用ANSYS程序便于操作。同時，針對管路的構建，使用直管段和彎管段兩種形式進行管路構建，以滿足冷卻管道在應急柴油機中處理不同工序的需要。比如，某核電站應急柴油機冷卻管道的設置為：利用Φ168.3 mm×3.5 mm、Φ139.7 mm×4.5 mm和Φ88.9 mm×3.2 mm三種水管進行管段建設。同時，根據管段要求合理設置了法蘭，法蘭的種類一般為9.61 kg和12.7 kg，以滿足不同法蘭在管段中運行的需要；根據出口溫度的要求合理設置壓力，通過合理設置冷卻管道的相關參數，實現了冷卻管道與柴油機的連接，并根據管道的振動幅度，采取了減振等措施，有效確保了冷卻管道的運行和應急柴油機的穩定運行。

2.2 冷卻管道的分析

對冷卻管道進行了分析，結合ANSYS程序的要求進行了合理設置。一般利用ANSYS程序顯示的動態效果，實現對冷卻管道的實時監測，保證冷卻管道的穩定運行。比如，對于冷卻管道的計算，應結合現場測繪結果和ANSYS程序動態反應數據進行綜合分析，并判斷發生波動的因素。針對波動較大的情況，應實現對冷卻管道的合理控制，進而確保冷卻管道的正常運行，有效避免冷卻管道發生問題。

3 動力吸振器

3.1 設置參數

動力吸振器一般利用ANSYS程序進行模型設置，并針對ANSYS程序采用彈簧阻尼進行單元構建。在動力吸振器應用的過程中，應根據應急柴油機的工作需要合理設置參數，并結合吸振器的工作原理進行減振處理。減振處理的設置主要結合動力吸振器振動幅度和應急柴油機的可容性進行分析，進而基于存在的差別進行減振處理的設置。

3.2 優化安裝

針對動力吸振器的設置，應結合冷卻管道的需求進行合理布置，確保動力吸振器在冷卻管道內切實產生作用。同時，在冷卻管道要求的環境下進行動力吸振器的參數研究是確保從實際環境要求出發的實質性措施，有利于促進動力吸振器在冷卻管道中的穩定運行。依據冷卻管道的要求進行動力吸振器的設置，有利于維護應急柴油機在實際環境中切實運行，促進應急柴油機根據要求進行合理選擇，從而提高應急柴油機的使用水平。此外，還應對動力吸振器進行優化，可借助MATLAB程序中遺傳算法進行函數GA分析，從而實現動力吸振器優化設置。

在運用MATLAB程序進行計算過程中，應根據優化要求和實際環境綜合考慮，建立ANSYS軟件的函數分析圖，并根據函數變化確定優化數值。通過這種運算，有利于提高動力吸振器優化過程的合理性和科學性。

4 仿真技術分析

動力吸振器經過相關計算確定設置參數后，應進行仿真效果分析，以便技術人員和設計人員根據仿真技術的動態分析確定動力吸振器的工作參數。研究人員和技術人員應根據實際的冷卻管道要求和應急柴油機設計方案進行綜合分析，確定動力吸振器的設計參數。同時，可以利用構建有限元模型的方式進行動力吸振器工作參數的研究。通過仿真技術的動態分析，有利于提高動力吸振器設計的合理性和科學性。吸振器的減振設計應結合應急柴油機的工作范圍和冷卻管道的需要，綜合確定減振范圍，從而合理控制減振效果。

5 結束語

為了實現應急柴油機冷卻管道振動控制設計的科學設計，本文以分析應急柴油機安裝動力吸振器的方式，合理控制應急柴油機冷卻管道振動的目的，并結合動力吸振器的安裝和相關技術進行了綜合分析，合理分析了動力吸振器在冷卻管道工作過程中的相關參數。經過仿真技術分析，優化了動力吸振器在冷卻管道設置參數，提高了動力吸振器的使用水平，推動了應急柴油機冷卻管道控制的合理設計。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕