關(guān)于天然氣供應(yīng)壓力低跳燃機的事件分析

劉漢欽

摘 要：全國多家9E機組具備燃油以及燃?xì)獾碾p燃料功能，GE在油氣切換功能上也通過自動邏輯進(jìn)行實現(xiàn)，但此項技術(shù)較少在生產(chǎn)中運用。多數(shù)機組都只進(jìn)行停機后的人為切換燃料，加上環(huán)保方面的要求，機組燃油功能基本都是人為屏蔽的。所以為避免燃?xì)鈼l件不滿足時自動啟動燃油模式，我們應(yīng)對機組進(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。如強制油氣切換邏輯信號L43FL1_PRSET為0，增加天然氣壓力低報警等。使我們在有限的天然氣燃料供應(yīng)下盡量維持燃機火焰，以縮短故障消除后的啟動恢復(fù)時間。

關(guān)鍵詞：9E燃機；油氣切換；速比閥；燃料基準(zhǔn)FSR

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

1 天然氣壓力低燃機跳機過程及分析

本廠兩套9E燃機機組GT4和GT6，在正常滿負(fù)荷燃?xì)膺\行過程中，由于上游天然氣供氣問題，其快速關(guān)斷閥動作，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壓力低報警，16：28：42出現(xiàn)P1壓力低報警，16：29：26速比閥SRV打開至95%，機組自動切向燃油系統(tǒng)，即執(zhí)行油氣切換，此后燃機負(fù)荷快速降低，16：29：26燃機出現(xiàn)逆功率跳閘，發(fā)電機出口開關(guān)斷開，此時燃機因L4T為1而截斷燃料丟失火焰，機組進(jìn)入惰走。在出現(xiàn)P1壓力低報警時運行人員手動點擊預(yù)選負(fù)荷運行，降低TNR而使機組負(fù)荷下降，但因機組燃料供應(yīng)嚴(yán)重不足導(dǎo)致機組負(fù)荷快速下降，靠降低TNR已經(jīng)沒有辦法使機組正常降負(fù)荷，隨后機組也出現(xiàn)了P252燃機功率太低不能支持TNR，TNR下降報警。重新恢復(fù)機組后再次啟機，因再次出現(xiàn)燃料供應(yīng)問題，在帶到44MW負(fù)荷時機組又快速降低負(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左右時點擊手動緊急停機按鈕，機組惰走。

GT4在整個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，轉(zhuǎn)速又重新升至TNR為轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)的95%后不再上升，此時為FSRN控制，為使機組升速而達(dá)到同期并網(wǎng)條件，運行人員進(jìn)行手動點擊“Speed/Load Control”下的“Raise”觸發(fā)L70R4R_CPB發(fā)出脈沖信號手動升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3S則會使機組自動由燃?xì)馇邢蜉p油的允許信號L43FL_PRSET為1，而使L43FL為1。此時機組會自動啟輕油泵L4FD為1，因環(huán)保問題兩臺 9E燃機機組實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延時后L20FL1X為1，自動打開了燃油截止閥VS_1（當(dāng)時液壓油供應(yīng)是正常的）。事實也證明當(dāng)GT6燃?xì)膺\行一段時間后，高壓燃油濾會有壓差高報警L63LF3H為1，且無法復(fù)歸。這表明機組在燃?xì)膺\行時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動作，這個條件是燃油系統(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已被運行人員強制為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，避免了對主燃油泵的損害。

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警，可知在整個事故過程中控制閥跟蹤FSR2到位，在剛開始切換時，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，機組惰走。即使在機組為跳閘之前P1壓力恢復(fù)至正常值而使機組可以重新帶負(fù)荷，燃料切換問題也將使FSR1降為0，導(dǎo)致FSG=0%機組無實際流量不能維持燃燒而熄火。

同樣情況下的GT4，因為在其打開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，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命令，當(dāng)P1壓力恢復(fù)后，F(xiàn)SRN投入控制，升至當(dāng)時的最高轉(zhuǎn)速95%而不再上升。

3 在機組跳閘后，速比閥等設(shè)備衍生故障的分析探討

當(dāng)時在跳閘后，18：26上游天然氣供應(yīng)問題解決后決定 GT6重新啟機，在啟機過程做泄露試驗時，出現(xiàn)點火前P2壓力高跳閘，啟動失敗。在泄露試驗第二階段時，速比閥打開1S后的34S后P2>0.41BAR時機組跳閘。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)此過程有兩個原因：速比閥有漏，速比閥后通風(fēng)電磁閥開位動作失靈。在泄露試驗第二階段完成時當(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，P2壓力也跟隨上升，說明速比閥也存在一定的泄露問題。現(xiàn)場經(jīng)敲擊閥門后，閥位又可以動作正常，但是并沒有從根本上根除事故潛在的危機。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，故決定暫不做啟機泄露試驗。則在啟機過程中，速比閥后通風(fēng)電磁閥一直為關(guān)閉狀態(tài)，防止因點火前P2壓力高跳閘，之后于19：24成功并網(wǎng)運行。

4 關(guān)于燃?xì)鈾C組相關(guān)改造的可行性分析建議

①為避免此次跳機熄火的情況出現(xiàn)，可以強制L43FL1_PRSET為0，禁止機組在P1壓力低或者速比閥FSGR開大到95%的情況下自動向輕油切換的情況。再者天然氣精濾液位高信號L71GHXX為1時也會出現(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強制為0。避免機組動作自動切向燃油系統(tǒng)。

②為防止速比閥的大幅動作，可以考慮當(dāng)P2壓力較低并且速比閥開度較大時把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機組在正常運行的過程中，P1壓力一般24到25.5BAR之間波動，從未出現(xiàn)超低或超高壓力的出現(xiàn)。所以可以增設(shè)P1壓力低值報警，當(dāng)P1<23BAR時出現(xiàn)報警提醒。

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，應(yīng)該考慮讓控制系統(tǒng)發(fā)出跳機命令，以免當(dāng)上游天然氣壓力和流量迅速恢復(fù)時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。