燃氣輪機加速度保護跳機原因分析與處理措施獲獎科研報告

燃氣輪機加速度保護跳機原因分析與處理措施獲獎科研報告摘要：某聯(lián)合循環(huán)機組加速度保護動作跳機，由于油質(zhì)化驗錯誤，使得事件原因變得復(fù)雜，雖先后進行反饋裝置和信號電纜屏蔽接地的可靠性檢查、現(xiàn)場抗干擾性能試驗、請外方專家現(xiàn)場分析等，但仍未能找到故障原因。后來從油路上檢查，發(fā)現(xiàn)閥門控制油濾網(wǎng)中存在大量軟油皮，找到了故障原因，通過更換閥門濾網(wǎng)的方法消除了故障現(xiàn)象。本文對燃氣輪機加速度保護跳機的原因與處理措施進行了總結(jié)，供專業(yè)人員參考。

關(guān)鍵詞：濾網(wǎng)堵塞;干擾;跳閘;燃氣輪機

引言

在機組出現(xiàn)故障跳閘后，快速確定事故原因并進行處理，這是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重點。但是，由于相關(guān)人員提供的信息錯誤，故障原因的分析和故障排除往往變得更加復(fù)雜。某燃氣輪機單元的跳閘事件花費了大量時間，并且做了許多試驗仍然沒有結(jié)論，請了相關(guān)專家來認真檢查了還是都認為沒什么問題。最終，通過當(dāng)?shù)仉娏茖W(xué)研究院的全力配合，并從油路上進行了細致全面的分析，最后得出結(jié)論，油質(zhì)問題導(dǎo)致閥門過濾器堵塞才是跳閘故障的根本原因，最后故障問題得以解決。

1故障現(xiàn)象

在某發(fā)電廠3號燃氣輪機組的運行中，當(dāng)負荷達到386MW，排氣溫度達到573℃時，燃氣輪機GW3的加速保護開始運行，致使機組跳閘，從而將負荷減少到了0MW。此次事件發(fā)生后，機組的相關(guān)工作人員迅速查閱了本單位的所有歷史記錄資料和歷史站相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)，最終得出在機器跳閘時的機組運行參數(shù)曲線，如下，圖1即為機組運行參數(shù)曲線。

據(jù)此運行參數(shù)曲線，可知其在天然氣負荷氣體控制閥指令一直不更改的情況下，天然氣負荷控制閥將會突然從48%打開到100%，這會使得燃料流量急劇地增大，而燃燒室加速度值也不斷變高。最終在高于8g時，機械的緊急跳閘閥會自動關(guān)閉，其負荷迅速降至0MW，燃機隨之跳閘。

2故障的處理及原因分析

2.1故障處理

（1）首先是更換過濾器。其實大家對是否真的是過濾器的問題，每個人都有各自不同的看法，因為工廠油質(zhì)自檢的結(jié)果是四級油，最終取下過濾器進行檢查，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)上附有許多的軟皮結(jié)晶。新的過濾器更換后，情況發(fā)生了很大變化，記錄曲線也有了顯著的改善，但仍有一些小的突發(fā)情況。

（2）其二是扣緊航空插座。通過進一步的現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)，在更換過濾器后，在伺服閥的航空插座上存在油滴。其后，專家通過檢查發(fā)現(xiàn)，這是因為航空插座沒有能夠完全收緊造成的，并且存在著接觸不良的可能形。而在擰緊航空插座后，相關(guān)工作人員先檢查了油路節(jié)流孔的情況，再經(jīng)過了24小時的觀察后發(fā)現(xiàn)，故障現(xiàn)象已經(jīng)基本消除，只是記錄曲線還是存在有約4%的小毛刺。

（3）最后做了油樣檢查和換油。裝好油樣后馬上送到了當(dāng)?shù)仉娏ρ芯克M行測試，結(jié)果卻是八級油，而且這個油質(zhì)還出現(xiàn)愈濾愈差的情況。電廠迅速聯(lián)系了相關(guān)公司，該公司給出建議馬上換油。設(shè)備在通過換油處理之后，重新啟動并投入運行，記錄曲線中的小毛刺隨之消失，裝置恢復(fù)了正常。

2.2故障原因分析

（1）最開始是對反饋設(shè)備做檢查。首先檢查的就是天然氣的燃氣控制閥反饋裝置，確認其是否損壞。天然氣負荷氣體控制閥通過在MARK中強制打開并完全關(guān)閉;控制閥被迫以25%的開度開大或關(guān)閉。這樣反復(fù)地試，沒有出現(xiàn)異常的位置反饋情況，這也就基本排除是反饋裝置本身損壞的這一可能性。

（2）對信號線接地的抗干擾性能和可靠性進行檢測。檢測天然氣負荷閥和相關(guān)電纜橋架的控制電纜和中間端子接線盒，發(fā)現(xiàn)天然氣負荷控制閥與局部接線盒的電纜未接地。然后將天然氣負荷燃氣控制閥強制開為50%，在本地負荷燃氣控制閥附近使用對講機模擬干擾信號，如果有出現(xiàn)天然氣負荷燃氣控制閥突然打開到了100%的這一數(shù)值，閥門則會出現(xiàn)明顯的擾動。在3號燃氣輪機殼體的中間接線盒中，通過斷開操作，停止MARK的輸出指令，當(dāng)天然氣負荷氣體控制閥關(guān)閉時，反饋信號顯示出大的波動，并且出現(xiàn)反饋為100%的情況。根據(jù)上述檢查，大概率的排除了是因為信號控制電纜的接地不良而引起的閥門反饋波動的這一可能性。

（3）再檢查天然氣的負荷燃氣控制閥的自抗干擾能力。天然氣負荷氣體控制閥開啟至50%，對講機用于模擬3號燃氣輪機殼體中負荷氣體控制閥附近的干擾信號，天然氣負荷氣體控制閥開度有大不斷變化的現(xiàn)象，同時，相鄰的擴散閥也不穩(wěn)定。然后將對講機移到3號燃氣輪機外殼的外面進行干擾測試。3號燃氣輪機的工作閥未顯示異常開啟。當(dāng)把對講機移到了電子室內(nèi)3號燃氣輪機的MARK控制柜附近做干擾測試后，也未出現(xiàn)異常開啟的狀態(tài)。對4號燃氣輪機進行相同的干擾試驗[]，閥門開度的最大擾動只達到40%左右，并沒有完全的開閉現(xiàn)象出現(xiàn)。根據(jù)上述檢查，可以確定3號燃氣輪機天然氣控制閥自身抗干擾能力很差，而且在此區(qū)域內(nèi)的擴散閥、預(yù)混合閥等也同樣存在相似情況。

（4）最后試驗更換設(shè)備。先做全新的閥門反饋裝置及位置更換來模擬干擾信號，這其中的大部分干擾，對控制閥的影響只有5%-10%。對講機的天線被相關(guān)的人員放于反饋裝置上的時候，閥門馬上出現(xiàn)100%異常打開的情況。而再更換3號燃氣輪機的伺服閥，對3號機組的負荷閥、擴散閥及預(yù)混閥用100目銅絲網(wǎng)包裹。再一次將對講信號用于模擬干擾信號，負荷閥的位置反饋僅為2%左右的開度變化，就地閥門則幾乎沒有任何明顯的變化。

3防范的措施

（1）原潤滑油母管上安裝三個壓力開關(guān)，這樣任何一個漏油都可以使裝置跳閘。每個輸油管道上再安裝兩個壓力開關(guān)，從而就形成二邏輯，再通過二邏輯來組成或邏輯，這就構(gòu)成了“四選二”的信號邏輯，這樣的可靠性將就大大高于原始的“三取二”邏輯。

（2）通過閥門控制邏輯的改善，來有效避免因為單個閥門誤發(fā)反饋信號而導(dǎo)致的直接跳閘情況。如果單元的天然氣擴散和預(yù)混合以及工作閥的傳感器信號反饋是單點的，則更容易引起反饋信號出錯。如出現(xiàn)此等情況，應(yīng)迅速聯(lián)系相關(guān)公司對雙反饋傳感器進行轉(zhuǎn)換并更改為“二選二”邏輯。

（3）當(dāng)3號燃氣輪機和4號燃氣輪機都在運行時，必須禁止在燃氣輪機的殼體內(nèi)使用帶有強干擾源的通信設(shè)備，如收音機和移動電話，并在燃氣輪機罩殼入口處貼上警示標(biāo)志。

（4）熱工部門還需要對第3和第4號機組進一步的全面