關(guān)于天然氣供應(yīng)壓力低跳燃機(jī)的事件分析

劉漢欽

摘 要：全國多家9E機(jī)組具備燃油以及燃?xì)獾碾p燃料功能，GE在油氣切換功能上也通過自動(dòng)邏輯進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但此項(xiàng)技術(shù)較少在生產(chǎn)中運(yùn)用。多數(shù)機(jī)組都只進(jìn)行停機(jī)后的人為切換燃料，加上環(huán)保方面的要求，機(jī)組燃油功能基本都是人為屏蔽的。所以為避免燃?xì)鈼l件不滿足時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)燃油模式，我們應(yīng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行有效可靠的屏蔽，以防止燃料基準(zhǔn)FSR1和FSR2出現(xiàn)切換現(xiàn)象。如強(qiáng)制油氣切換邏輯信號(hào)L43FL1_PRSET為0，增加天然氣壓力低報(bào)警等。使我們?cè)谟邢薜奶烊粴馊剂瞎?yīng)下盡量維持燃機(jī)火焰，以縮短故障消除后的啟動(dòng)恢復(fù)時(shí)間。

關(guān)鍵詞：9E燃機(jī)；油氣切換；速比閥；燃料基準(zhǔn)FSR

中圖分類號(hào)： TM611.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）32-185-2

1 天然氣壓力低燃機(jī)跳機(jī)過程及分析

本廠兩套9E燃機(jī)機(jī)組GT4和GT6，在正常滿負(fù)荷燃?xì)膺\(yùn)行過程中，由于上游天然氣供氣問題，其快速關(guān)斷閥動(dòng)作，而其旁路閥未能快速全開，導(dǎo)致管道天然氣壓力迅速降低。

GT6在16：28：33出現(xiàn)P2壓力低報(bào)警，16：28：42出現(xiàn)P1壓力低報(bào)警，16：29：26速比閥SRV打開至95%，機(jī)組自動(dòng)切向燃油系統(tǒng)，即執(zhí)行油氣切換，此后燃機(jī)負(fù)荷快速降低，16：29：26燃機(jī)出現(xiàn)逆功率跳閘，發(fā)電機(jī)出口開關(guān)斷開，此時(shí)燃機(jī)因L4T為1而截?cái)嗳剂蟻G失火焰，機(jī)組進(jìn)入惰走。在出現(xiàn)P1壓力低報(bào)警時(shí)運(yùn)行人員手動(dòng)點(diǎn)擊預(yù)選負(fù)荷運(yùn)行，降低TNR而使機(jī)組負(fù)荷下降，但因機(jī)組燃料供應(yīng)嚴(yán)重不足導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷快速下降，靠降低TNR已經(jīng)沒有辦法使機(jī)組正常降負(fù)荷，隨后機(jī)組也出現(xiàn)了P252燃機(jī)功率太低不能支持TNR，TNR下降報(bào)警。重新恢復(fù)機(jī)組后再次啟機(jī)，因再次出現(xiàn)燃料供應(yīng)問題，在帶到44MW負(fù)荷時(shí)機(jī)組又快速降低負(fù)荷，出現(xiàn)了跟第一次一樣的情況，為保證GT4的燃料供給，在負(fù)荷降至6MW左右時(shí)點(diǎn)擊手動(dòng)緊急停機(jī)按鈕，機(jī)組惰走。

GT4在整個(gè)P1壓力下降的過程中出現(xiàn)的情況跟GT6基本一致但是其在負(fù)荷出現(xiàn)逆功率跳出口開關(guān)后并未造成熄火而惰走。因此當(dāng)出現(xiàn)P1壓力低后，F(xiàn)SRN由于L70L為1而下降至最低限值95%。所以在P1壓力恢復(fù)時(shí)，轉(zhuǎn)速又重新升至TNR為轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)的95%后不再上升，此時(shí)為FSRN控制，為使機(jī)組升速而達(dá)到同期并網(wǎng)條件，運(yùn)行人員進(jìn)行手動(dòng)點(diǎn)擊“Speed/Load Control”下的“Raise”觸發(fā)L70R4R_CPB發(fā)出脈沖信號(hào)手動(dòng)升TNR，使轉(zhuǎn)速升高至100%后重新滿足并網(wǎng)條件。

2 關(guān)于燃機(jī)跳出口斷路器后GT6熄火而GT4保持了火焰的分析探討

從邏輯上可知，當(dāng)速比閥開度FSGR>95%導(dǎo)致FSGRHHX為1后延時(shí)3S則會(huì)使機(jī)組自動(dòng)由燃?xì)馇邢蜉p油的允許信號(hào)L43FL_PRSET為1，而使L43FL為1。此時(shí)機(jī)組會(huì)自動(dòng)啟輕油泵L4FD為1，因環(huán)保問題兩臺(tái) 9E燃機(jī)機(jī)組實(shí)際上是被切斷了燃油系統(tǒng)的供應(yīng)的，即輕油泵電源開關(guān)是在拉出位置，經(jīng)過5S延時(shí)后L20FL1X為1，自動(dòng)打開了燃油截止閥VS_1（當(dāng)時(shí)液壓油供應(yīng)是正常的）。事實(shí)也證明當(dāng)GT6燃?xì)膺\(yùn)行一段時(shí)間后，高壓燃油濾會(huì)有壓差高報(bào)警L63LF3H為1，且無法復(fù)歸。這表明機(jī)組在燃?xì)膺\(yùn)行時(shí)主霧化空氣泵出口的燃油輕吹氣體（約18BAR）經(jīng)燃油單向閥VCK1反憋到燃油截止閥之后的管路上，在VS_1打開瞬間高壓燃油濾壓差高報(bào)警瞬間復(fù)歸，管道上壓力串至截止閥前，致使燃油截止閥前壓力開關(guān)63FL_2>2.61BAR動(dòng)作，這個(gè)條件是燃油系統(tǒng)投入使用的必要條件之一，即L63FL2L為0并保持著，使L20CFX為1，因L20CF1X已被運(yùn)行人員強(qiáng)制為0，所以主燃油泵電磁離合器并未吸合，防止了主燃油泵的誤轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了對(duì)主燃油泵的損害。

由上面邏輯可知，L83FM經(jīng)修改一直為0，所有的量均滿足了氣體向輕油切換的邏輯，L83FL為1，機(jī)組默認(rèn)發(fā)出了增加液體燃料的指令。

當(dāng)上游天然氣供氣不足后由于CPD和TTXM迅速降低而導(dǎo)致FSRT迅速變?yōu)?00%，DWATT迅速降低導(dǎo)致FSRN為100%，從而導(dǎo)致FSR為100%，在沒有發(fā)出汽油切換命令前，F(xiàn)SR=FSR2，并且并沒有出現(xiàn)控制閥跟蹤不到位的報(bào)警，可知在整個(gè)事故過程中控制閥跟蹤FSR2到位，在剛開始切換時(shí)，邏輯上FSR=FSR1（液體燃料參考量）+ FSR2（氣體燃參考料量），在輕油燃料增加指令形成后，F(xiàn)SR1以3.3%/S的速率上升。數(shù)據(jù)也證明燃油旁路伺服閥電流FAL從原先的75.14%變成負(fù)值，燃油旁路伺服閥動(dòng)作，F(xiàn)SR1的輸出反饋給FQROUT從而控制燃油旁路伺服閥65FP_1的開度，控制閥開度FSG則跟蹤FSR2以3.3%/S的速率關(guān)小直至全關(guān)，在跳閘前1S FSG已為7.14%并且P2壓力只有11.3BAR，而燃油管路是被認(rèn)為抑制的，所以這樣的燃料量已不足以維持正常的燃燒，所以在脫網(wǎng)后，致使丟失火焰跳閘，機(jī)組惰走。即使在機(jī)組為跳閘之前P1壓力恢復(fù)至正常值而使機(jī)組可以重新帶負(fù)荷，燃料切換問題也將使FSR1降為0，導(dǎo)致FSG=0%機(jī)組無實(shí)際流量不能維持燃燒而熄火。

同樣情況下的GT4，因?yàn)樵谄浯蜷_燃油截止閥后因其燃油管路嚴(yán)密性較好未出現(xiàn)L63FL2L為0的信號(hào)，沒有導(dǎo)致切增加輕油燃油量的指令出現(xiàn)。FSGR和FSG始終保持100%開度。GT4在跳發(fā)電機(jī)出口開關(guān)之前，F(xiàn)PG2最低維持在11.3BAR左右，所以在跳閘后燃料符合燃燒要求而沒有熄火。因此次事故并沒有停機(jī)命令，當(dāng)P1壓力恢復(fù)后，F(xiàn)SRN投入控制，升至當(dāng)時(shí)的最高轉(zhuǎn)速95%而不再上升。

3 在機(jī)組跳閘后，速比閥等設(shè)備衍生故障的分析探討

當(dāng)時(shí)在跳閘后，18：26上游天然氣供應(yīng)問題解決后決定 GT6重新啟機(jī)，在啟機(jī)過程做泄露試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)點(diǎn)火前P2壓力高跳閘，啟動(dòng)失敗。在泄露試驗(yàn)第二階段時(shí)，速比閥打開1S后的34S后P2>0.41BAR時(shí)機(jī)組跳閘。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)此過程有兩個(gè)原因：速比閥有漏，速比閥后通風(fēng)電磁閥開位動(dòng)作失靈。在泄露試驗(yàn)第二階段完成時(shí)當(dāng)要求速比閥后通風(fēng)電磁閥打開的過程中，由于無法保持正常開位，P2壓力沒有快速泄去，導(dǎo)致P2壓力高于0.41BAR。在檢查過程中速比閥憋起壓力時(shí)，P2壓力也跟隨上升，說明速比閥也存在一定的泄露問題?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)敲擊閥門后，閥位又可以動(dòng)作正常，但是并沒有從根本上根除事故潛在的危機(jī)。經(jīng)后來更換速比閥后通風(fēng)電磁閥后，發(fā)現(xiàn)問題依然存在，故決定暫不做啟機(jī)泄露試驗(yàn)。則在啟機(jī)過程中，速比閥后通風(fēng)電磁閥一直為關(guān)閉狀態(tài)，防止因點(diǎn)火前P2壓力高跳閘，之后于19：24成功并網(wǎng)運(yùn)行。

4 關(guān)于燃?xì)鈾C(jī)組相關(guān)改造的可行性分析建議

①為避免此次跳機(jī)熄火的情況出現(xiàn)，可以強(qiáng)制L43FL1_PRSET為0，禁止機(jī)組在P1壓力低或者速比閥FSGR開大到95%的情況下自動(dòng)向輕油切換的情況。再者天然氣精濾液位高信號(hào)L71GHXX為1時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似切輕油的情況，故在排除真正出現(xiàn)精濾液位高的情況下可將L71GHXX強(qiáng)制為0。避免機(jī)組動(dòng)作自動(dòng)切向燃油系統(tǒng)。

②為防止速比閥的大幅動(dòng)作，可以考慮當(dāng)P2壓力較低并且速比閥開度較大時(shí)把P2壓力的參考值FPRG從跟轉(zhuǎn)速成正比，改為比P1壓力小的一個(gè)固定值。這樣即可以保證速比閥開度足夠大，從而保證燃料的供給，又可以保證因速比閥開到物理最大值而損害閥體。

③機(jī)組在正常運(yùn)行的過程中，P1壓力一般24到25.5BAR之間波動(dòng)，從未出現(xiàn)超低或超高壓力的出現(xiàn)。所以可以增設(shè)P1壓力低值報(bào)警，當(dāng)P1<23BAR時(shí)出現(xiàn)報(bào)警提醒。

④當(dāng)P1壓力降得比較低，并且速比閥和控制閥都打到全開時(shí)，應(yīng)該考慮讓控制系統(tǒng)發(fā)出跳機(jī)命令，以免當(dāng)上游天然氣壓力和流量迅速恢復(fù)時(shí)因速比閥和控制閥都失去控制能力而導(dǎo)致爆燃而損害設(shè)備。