燃氣輪機油箱負壓邏輯隱患分析及優(yōu)化策略

宦林

摘要：通過對燃機油箱排煙風(fēng)機啟停及油箱負壓保護邏輯分析，著重解析燃機運行過程中油箱負壓變化及保護動作情況，指出保護邏輯中存在的易導(dǎo)致機組異常停機的隱患，進行針對性優(yōu)化改善，為燃機安全穩(wěn)定運行提供幫助。

關(guān)鍵詞：燃機;油箱負壓;邏輯;排煙風(fēng)機;隱患;優(yōu)化

具有聯(lián)合循環(huán)效率高、自動化程度高、環(huán)境污染小、啟停快速靈活、調(diào)峰性能優(yōu)越等優(yōu)點的燃氣輪機發(fā)電得到快速發(fā)展。由于燃氣輪機自動化水平高并配備了較為完備的保護，包括燃機跳閘、自動停機等邏輯保護，控制系統(tǒng)可靠性直接關(guān)系到機組的安全運行水平。本文著重分析燃氣輪機油箱負壓保護邏輯及其設(shè)計隱患，針對性進行邏輯和運行優(yōu)化，確保機組安全運行。

1系統(tǒng)概況

燃機潤滑油系統(tǒng)是燃氣輪機中必備重要的工作系統(tǒng)，燃機潤滑油箱頂部配置兩臺排油煙風(fēng)機，其作用：1、潤滑油回油溫度較高，將產(chǎn)生的油煙及時排出油箱;2、將潤滑油中積聚的水汽排出油箱;3、防止油煙積聚油箱壓力上升，造成回油不暢，軸承積油著火。GE燃氣輪機采用SPEEDTRONIC燃氣輪機控制盤、Mark VIe 一體化控制系統(tǒng)，潤滑油箱排煙風(fēng)機入口設(shè)有負壓調(diào)節(jié)擋板，燃機運行時通過調(diào)節(jié)負壓擋板開度維持油箱負壓在合適的范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)中設(shè)置油箱負壓低燃機自動停機保護，潤滑油箱負壓情況對燃機安全運行至關(guān)重要。

2隱患分析

2.1 油箱負壓保護邏輯隱患。燃機潤滑油箱負壓低自動停機保護邏輯中a_96qv1為燃機油箱負壓模擬量測點，L94QQV為燃機自動停機信號，當(dāng)燃機潤滑油箱排煙風(fēng)機運行時油箱負壓壓力值高于保護值（-2kPa）時，觸發(fā)油箱負壓低信號（L63QVLY），保護動作燃機自動停機降負荷直至發(fā)電機解列。a_96qv1取自燃機潤滑油箱真空壓力變送器，為單測點保護，極易受取樣管路泄漏或測點故障影響導(dǎo)致保護誤動作。根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》規(guī)定，所有重要的主、輔機保護都應(yīng)采用“三取二”的邏輯判斷方式，燃機潤滑油箱負壓低保護設(shè)置不符合該要求規(guī)定，存在安全隱患。

2.2 油箱負壓低保護邏輯設(shè)置不合理。以燃機潤滑油箱1號排煙風(fēng)機啟動邏輯為例，邏輯中L4QV1A為1號風(fēng)機啟動信號，1號風(fēng)機油箱負壓低聯(lián)鎖啟動條件為：L63QVLY*L4QVRUNZ*～LAG1BQV*L4QVRUN，LAG1BQV為2號風(fēng)機選擇備用風(fēng)機狀態(tài)信號，當(dāng)選擇1號風(fēng)機為備用風(fēng)機時，LAG1BQV=0，L4QVRUNZ為排煙風(fēng)機啟動允許條件滿足后延時2秒信號，L63QVLY為油箱負壓低信號，L4QVRUN為排煙風(fēng)機允許啟動信號，即當(dāng)燃機正常運行時油箱負壓低聯(lián)啟備用排煙風(fēng)機，但其負壓低觸發(fā)信號仍然使用L63QVLY，該信號觸發(fā)時不僅聯(lián)啟備用風(fēng)機并且觸發(fā)燃機自動降負荷，導(dǎo)致在啟動備用風(fēng)機的同時燃機執(zhí)行自動降負荷指令，輕易將異常范圍擴大。燃氣輪機作為分布式能源重要組成部分，尤其作為并網(wǎng)機組，由于設(shè)備故障解除AGC降負荷會影響電網(wǎng)、熱網(wǎng)負荷及其安全運行。

2.3 未設(shè)置油箱負壓低預(yù)報警信號。在燃機油箱負壓系統(tǒng)邏輯中僅設(shè)置了油箱負壓高（L63QVH）、燃機自動停機（L94QQV）、備用風(fēng)機啟動（L86QV）報警信號，未設(shè)置油箱負壓低報警信號，當(dāng)燃機油箱負壓低異常發(fā)生時值班人員無法及早發(fā)現(xiàn)并及時處理，直到停機報警出現(xiàn)，延誤了異常發(fā)生最佳處理時間，易造成異常事件的擴大。

3優(yōu)化策略

3.1 通過對燃機邏輯的整理及分析，燃機設(shè)計的保護邏輯往往更多的考慮是保證設(shè)備安全，只要保護條件達到立即停機，沒有考慮到保護誤動的可能性和邏輯優(yōu)化。隨著燃氣輪機國產(chǎn)化進程的推進，考慮到國內(nèi)外燃機運行環(huán)境及系統(tǒng)部件的差異化，燃氣輪機運行維護人員需要考慮在保證主設(shè)備安全的情況下避免燃機保護誤動停機，持續(xù)深入排查燃機邏輯隱患，根據(jù)主輔機設(shè)備實際情況，修改保護定值、增加保護測點、優(yōu)化保護邏輯，對涉及重要保護、不符合工藝要求的設(shè)備、易出故障的保護測點探頭等進行更換，或在保護邏輯中增加預(yù)防性報警信號。

3.2 在燃機潤滑油箱上部新增加2個帶一次閥的油箱負壓變送器取壓管路，取壓管路與變送器相連，并按規(guī)范將兩支變送器支架固定牢靠，在控制系統(tǒng)中添加兩個油箱負壓測點a_96qv2、a_96qv3，油箱負壓低邏輯判定條件更改為油箱負壓測點三取二壓力值高于保護值且是好點。

3.3 燃機正常運行時油箱負壓一般維持在-3.5kPa至-3kPa區(qū)間，在燃機控制系統(tǒng)中增加油箱負壓壓力值高于-2.5kPa預(yù)報警信號，當(dāng)負壓低時提前提醒值班人員及時處理，查找原因，手動調(diào)整油箱負壓或增啟油箱排煙風(fēng)機，保證油箱負壓不超限。

3.4 在燃機油箱負壓低自動停機保護邏輯中增加延時模塊（延時60秒），當(dāng)燃機油箱負壓低聯(lián)啟備用風(fēng)機，此時延時模塊計數(shù)器開始計時，若備用風(fēng)機啟動60秒后油箱負壓低信號仍然存在，則燃機觸發(fā)油箱負壓低保護自動停機。增加延時模塊后可以有效避免燃機停機保護誤動作。

3.5 加強燃機油箱負壓監(jiān)視，值班人員做好事故預(yù)想，油箱負壓異常下降時及時查找原因采取臨時措施。即使油箱負壓保護動作燃機自動降負荷，從開始降負荷到停機時間大約有10分鐘，值班人員有足夠時間處理，但需時刻保持冷靜，避免忙中出錯，在機組解列前將燃機油箱負壓恢復(fù)即可避免燃機解列，重新恢復(fù)機組負荷。

4結(jié)語

本文通過對燃機油箱負壓系統(tǒng)控制、保護邏輯進行分析，對其中存在的隱患及設(shè)計不合理的地方進行合理優(yōu)化，實踐表明可以有效降低燃機潤滑油系統(tǒng)的故障率，提高了機組運行穩(wěn)定性。

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