海洋石油161平臺(tái)主機(jī)異常關(guān)斷分析

鄭 路 劉傳彬 穆勝軍 張洪濤 王建國(guó) 譚靜軒 李丙焱

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司邊際油田作業(yè)服務(wù)公司 天津 300457）

海洋石油161平臺(tái)主機(jī)異常關(guān)斷分析

鄭 路 劉傳彬 穆勝軍 張洪濤 王建國(guó) 譚靜軒 李丙焱

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司邊際油田作業(yè)服務(wù)公司 天津 300457）

本文通過(guò)查找主機(jī)異常關(guān)斷的原因,確認(rèn)ABB電站控制系統(tǒng)的關(guān)斷邏輯及關(guān)斷點(diǎn)的設(shè)定值中錯(cuò)誤,對(duì)存在問(wèn)題的關(guān)斷邏輯進(jìn)行修改,解決不同設(shè)備廠(chǎng)家數(shù)據(jù)接口問(wèn)題。

主機(jī)；關(guān)斷 ；邏輯 ；二級(jí)卸載；PLC

引言

海洋石油161平臺(tái)電站包括2臺(tái)原油主機(jī)，1臺(tái)燃?xì)鈾C(jī)，為有效利用平臺(tái)伴生氣，達(dá)到節(jié)能減排的目的，采用1臺(tái)原油機(jī)和1臺(tái)燃?xì)鈾C(jī)并網(wǎng)運(yùn)行方式。海洋石油161使用的2臺(tái)原油主機(jī)廠(chǎng)家為MAK，其關(guān)斷系統(tǒng)包括廠(chǎng)家自有的LESS安保系統(tǒng)及ABB電站控制系統(tǒng)。這兩臺(tái)主機(jī)為海洋石油161升級(jí)改造期間新改造設(shè)備，在BZ3-2油田復(fù)產(chǎn)初期，2臺(tái)主機(jī)的運(yùn)行也屬磨合期。在此期間發(fā)生2次主機(jī)異常關(guān)斷，造成平臺(tái)失電，關(guān)斷原因的查找及關(guān)斷系統(tǒng)的研讀變得尤為重要。

1 現(xiàn)象描述

海洋石油161主電站當(dāng)時(shí)為天然氣機(jī)A和原油主機(jī)C并網(wǎng)運(yùn)行，負(fù)荷約1000KW，其中天然氣發(fā)電機(jī)A負(fù)荷約為425KW，原油主機(jī)C負(fù)荷約為575KW。

原油主機(jī)C機(jī)異常停機(jī)時(shí)顯示報(bào)警信息Geno Protect.SHD9735，原油主機(jī)C停機(jī)，原油主機(jī)C停機(jī)后觸發(fā)二級(jí)卸載，剩余油井、海水提升泵等關(guān)鍵設(shè)備負(fù)荷約660KW，造成天然氣發(fā)電機(jī)A突加約220KW造成低頻跳閘，進(jìn)而導(dǎo)致平臺(tái)失電。

2 原因分析及試驗(yàn)

根據(jù)報(bào)警信息初步判斷，原油主機(jī)異常停機(jī)和9735關(guān)斷信號(hào)有關(guān)，根據(jù)MAK主機(jī)完工資料顯示，觸發(fā)停機(jī)關(guān)斷信號(hào)9735的原因?yàn)槿嗬@組溫度、發(fā)電機(jī)軸承驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端溫度超過(guò)設(shè)定值。根據(jù)廠(chǎng)家完工資料，三相繞組溫度關(guān)斷值為130℃，電機(jī)軸承溫度關(guān)斷值為90℃，為此我們進(jìn)行了相關(guān)檢查和試驗(yàn)。

圖1 MAK廠(chǎng)家資料關(guān)于9735的解釋

2.1 檢查發(fā)電機(jī)C三相繞組溫度曲線(xiàn)，在機(jī)組運(yùn)行期間沒(méi)有超過(guò)設(shè)定值（130℃）。檢查接線(xiàn)端子、傳感器、數(shù)據(jù)通道沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。

2.2 檢查發(fā)電機(jī)C驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度曲線(xiàn)，在機(jī)組運(yùn)行期間沒(méi)有超過(guò)設(shè)定值（90℃）。檢查接線(xiàn)端子、傳感器、數(shù)據(jù)通道沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。

2.3 原油主機(jī)C機(jī)停機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組的滑油溫度為70℃，高于平時(shí)運(yùn)行值（機(jī)組運(yùn)行時(shí)滑油溫度正常值在56℃左右），懷疑其與停機(jī)有關(guān)，但機(jī)組LESS安保系統(tǒng)中滑油溫度停機(jī)的設(shè)定點(diǎn)為75℃，且機(jī)組沒(méi)有發(fā)出相關(guān)的滑油高溫等報(bào)警信息，進(jìn)行初次故障分析時(shí)沒(méi)有認(rèn)為這是導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)的原因。通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)造成滑油溫度偏高的原因是低溫水閥門(mén)開(kāi)度變小，通過(guò)調(diào)整后正常。組織專(zhuān)業(yè)人員對(duì)發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端軸承滑油進(jìn)行放油檢測(cè)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。

2.4 檢查ABB控制系統(tǒng)關(guān)斷邏輯（PLC程序），發(fā)現(xiàn)與MAK完工資料有較大出入，導(dǎo)致未能及時(shí)判斷出故障原因。

表1

2.5 通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)ABB控制系統(tǒng)與9735（發(fā)電機(jī)保護(hù)）相關(guān)的邏輯如下圖，共有7個(gè)條件可觸發(fā)9735,分別為發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端任一溫度高于100℃；U、V、W三相繞組溫度任一溫度高于145℃；機(jī)組滑油溫度高于70℃；機(jī)組高溫水溫度高于93℃。

2.6 通過(guò)對(duì)ABB控制系統(tǒng)組態(tài)的研究，發(fā)現(xiàn)ABB關(guān)斷邏輯中除了三相繞組、發(fā)電機(jī)軸承溫度超過(guò)設(shè)定值會(huì)觸發(fā)9735故障停機(jī)信號(hào)外，還包括滑油溫度超過(guò)70℃、高溫水超過(guò)93℃這兩個(gè)信號(hào)也會(huì)觸發(fā)9735停機(jī)信號(hào)。如圖2所示

圖2 ABB控制系統(tǒng)中關(guān)于9735的原有邏輯

2.7 鑒于上述分析，觸發(fā)停機(jī)信號(hào)9735的原因?yàn)楫?dāng)時(shí)的滑油溫度高于70℃，我們通過(guò)仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證當(dāng)滑油溫度高于70℃時(shí)確實(shí)會(huì)觸發(fā)停機(jī)信號(hào)。

3 解決方案和建議

通過(guò)前面的分析與試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ABB控制系統(tǒng)的關(guān)斷邏輯與MAK的完工資料有較大出入。及時(shí)與MAK廠(chǎng)家及ABB專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行溝通，將我們的疑問(wèn)告知兩個(gè)廠(chǎng)家。經(jīng)兩個(gè)廠(chǎng)家溝通和研讀相關(guān)資料后，發(fā)現(xiàn)ABB的控制系統(tǒng)和MAK的LESS系統(tǒng)在原油機(jī)組的關(guān)斷邏輯上有有交叉的地方，且同一信號(hào)的關(guān)斷設(shè)定點(diǎn)不統(tǒng)一，造成一定混亂。

最終兩廠(chǎng)家專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員同意將ABB控制系統(tǒng)中滑油溫度高于70℃及高溫水溫度高于93℃觸發(fā)9735的邏輯進(jìn)行刪除，停機(jī)信號(hào)由MAK的安保系統(tǒng)LESS發(fā)出（滑油溫度高高（75℃），高溫水溫度高高（98℃）。）。

在廠(chǎng)家指導(dǎo)下對(duì)ABB控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查，對(duì)與MAK完工資料不符的進(jìn)行修改，將ABB組態(tài)中滑油溫度高于70℃及高溫水溫度高于93℃觸發(fā)9735的邏輯刪除，停機(jī)信號(hào)由MAK的安保系統(tǒng)LESS發(fā)出（滑油溫度高高75℃，高溫水溫度高高98℃），按照MAK廠(chǎng)家資料修改3相繞組溫度、軸承溫度的設(shè)定值，完善繞組溫度及軸承溫度的報(bào)警。ABB控制系統(tǒng)中和9735相關(guān)關(guān)斷邏輯修改后如圖3所示：

為避免因?yàn)槿藶橐蛩卦斐芍鳈C(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵閥門(mén)開(kāi)度的變化，對(duì)主機(jī)的關(guān)鍵閥門(mén)進(jìn)行卡位處理，防止人員無(wú)意時(shí)碰到造成閥門(mén)開(kāi)關(guān)；并對(duì)導(dǎo)致和影響主機(jī)的其它重點(diǎn)部位，如急停按鈕等部分做好防護(hù)和標(biāo)識(shí)。

圖3 ABB控制系統(tǒng)修改后的關(guān)斷邏輯

加強(qiáng)重要設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的巡檢力度，做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)上報(bào)處理，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)承包商的施工監(jiān)護(hù)力度。

結(jié)語(yǔ)

ABB控制系統(tǒng)未設(shè)置機(jī)組重要參數(shù)預(yù)報(bào)警相關(guān)信息，且部分參數(shù)設(shè)定值與MAK廠(chǎng)家設(shè)計(jì)不符，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)查找停機(jī)原因耗費(fèi)大量時(shí)間。在廠(chǎng)家專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下對(duì)相關(guān)邏輯進(jìn)行了修改，確保機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

原油機(jī)C的低溫水閥門(mén)關(guān)小，導(dǎo)致流量偏低，造成滑油溫度超過(guò)錯(cuò)誤的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)而造成機(jī)組停機(jī)。造成低溫水閥門(mén)關(guān)小的原因分析可能為保溫工在施工作業(yè)時(shí)不小心碰到閥門(mén)，造成閥門(mén)關(guān)小了一定幅度。為此對(duì)主機(jī)的關(guān)鍵閥門(mén)進(jìn)行卡位處理，防止人為原因觸動(dòng)。