9FA燃氣輪機傳感器訓練致機組解列案例分析及預防

陳鴻燊

(福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建 晉江 362251)

1 傳感器訓練概述

1.1 傳感器訓練定義

GE公司在9FA燃氣輪機MarkVIe控制系統(tǒng)中引入了模型控制方式，其模型運行可靠性基于關(guān)鍵傳感器的可信度。傳感器可信度的計算為動態(tài)過程，需要多角度動態(tài)監(jiān)測各個傳感器的噪聲值，傳感器訓練過程即各個傳感器建立噪聲監(jiān)測基準的過程。傳感器訓練界面如圖1所示。

圖1 傳感器訓練界面

傳感器訓練界面顯示各傳感器當前訓練狀態(tài)(Trained 或Not Trained )、傳感器當前充許訓練狀態(tài)(Permitted或Not Permitted)及傳感器訓練操作相關(guān)按鈕。

1.2 傳感器訓練方法

在調(diào)試期間應對所有的傳感器進行訓練，當涉及到 MBC 控制模型的相關(guān)熱控設備有更換、可信度下降或相關(guān)邏輯組態(tài)修改等工作時均應進行傳感器訓練工作。需要訓練的測點包括：AFPaP、CPD、CTD、CTIM、FPG2、FTG、DWATT、ITDP、CPBH1、CPBH2、FPGN2、FPGN3、FPGN4 等 13 個測點。

單個傳感器的訓練狀態(tài)框-通過選擇傳感器的“Enable”或“Disable”按鈕將需進行傳感器訓練的傳感器使能狀態(tài)激活，激活的傳感器“Enable”按鈕顯示藍色，當傳感器當前充許訓練條件滿足時(Permitted)單擊Sensor Training 下的“on”按鈕可對所有已激活使能狀態(tài)的感應器執(zhí)行訓練。成功完成傳感器訓練后，相關(guān)傳感器訓練狀態(tài)為“Trained” 按鈕顯示綠色，若傳感器訓練未完成或未訓練，相關(guān)傳感器訓練狀態(tài)為“Not Trained”按鈕顯示紅色。以圖1所示為例當訓練按鈕按下時只有“CPD”傳感器將被訓練。

2 傳感器訓練相關(guān)邏輯分析

2.1 傳感器訓練允許邏輯分析

圖2所示邏輯塊為參數(shù)瞬態(tài)變化監(jiān)測模塊，當“FSR”在設定時間內(nèi)未超設定值時“LFSR_TR”為“FALSE”狀態(tài)，否則為“TURE”(“LIGV_TR”、“LIBH_TR”等6個信號邏輯關(guān)系與“LFSR_TR”一致，此處不再一一列出)。

圖2 瞬態(tài)監(jiān)測邏輯

由圖3邏輯知：當DLN模式”DLN_MODE_26P”在允許模式且“LFSR_TR”、“LIGV_TR”、“LIBH_TR”等7個信號瞬間監(jiān)測均在允許范圍內(nèi)時“LUTR”狀態(tài)為“FALSE”，否則為“TURE”。

圖3 瞬態(tài)監(jiān)測信號綜合判斷邏輯

由圖4邏輯知：當以下條件均滿足時傳感器訓練允許信號“LTRN_TN_P”狀態(tài)為“TRUE”，此時允許進行傳感器訓練：1、當前機組負荷“DWATT”在允許區(qū)間范圍內(nèi)；2、機組已并網(wǎng)“L52GX”狀態(tài)為“TRUE”；3、“LUTR”狀態(tài)為“FALSE”。

圖4 傳感器訓練允許邏輯

2.2 部分傳感器未訓練觸發(fā)自動減負荷邏輯

由圖5～圖8邏輯知：

1) 當“CPD”、“CTD”等13個傳感器中任一傳感器為未訓練狀態(tài)(Not Trained)時“LCA_SENSTRN”置“FALSE”狀態(tài)。

圖5 各傳感器訓練狀態(tài)判斷邏輯

圖6 “L86SUC”信號判斷邏輯

圖7 自動減負荷觸發(fā)邏輯

圖8 快速減負荷邏輯

2) 當“CA_CRT”或“CSRGV”大于邏輯設定值時“L86SUC”置“TURE”。

3) 當“LCA_SENSTRN”置“FALSE”且“L70LMBC”置“TURE”時當“L86SUC”狀態(tài)為“TURE”，“LCA_SENSTRN”狀態(tài)為“FALSE”，“L52GX”狀態(tài)為“TURE”三個條件同時滿足時“L70LMBC”狀態(tài)為“TURE”(L70LMBC即MBC觸發(fā)快速減負荷條件)直至觸發(fā)“L70LMBC”邏輯條件消失。

3 事件過程及應急處理

3.1 事件經(jīng)過

某公司S109FA燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組已進行“DLN2.6+”改造，控制系統(tǒng)已升級為MarkVIe。某日在更換壓氣機進氣露點傳感器A(更換同型號傳感器)后發(fā)現(xiàn)其傳感器狀態(tài)仍為“Trained”，但信任值時而會下降，故決定對其進行傳感器訓練。次日啟機熱控人員告知當班值長后在機組并網(wǎng)且條件允許時進行傳感器訓練，隨即傳感器訓練數(shù)據(jù)復位重置，MarkVIe 發(fā)“Load inhibit -inadequate sensor training”報警，并觸發(fā) RUNBACK 減負荷信號，機組自動減負荷直至解列。運行人員對燃氣輪機主復歸，重發(fā)啟動令，維持全速空載，待查明原因。

3.2 應急處理及原因分析

3.2.1 應急處理措施

熱控人員檢查即發(fā)現(xiàn)在其進行傳感器訓練時刻運行人員已投入溫匹，IGV角度已自動開至56.2°，大于邏輯設定值，此時進行傳感器訓練工作可觸發(fā)機組減負荷至機組解列。原因查明后機組重新并網(wǎng)，熱控人員重新進行傳感器訓練，訓練完成后運行人員投入溫匹后,機組正常運行。

3.2.2 原因分析

直接原因：熱控人員在進行傳感器訓練時(點擊頁面“sensor training”頁面“on”按鈕時)，IGV 角度為56.2°(大于設定值)，相關(guān)傳感器訓練狀態(tài)重置為“No Trained”觸發(fā) RUNBACK 減負荷信號，機組解列。

間接原因：

1) 工作雙方在工作前未充分評估風險隱患：由于此前該公司已多次進行過傳感器訓練工作，故在思想上雙方人員都有所放松，熱控及運行人員雙方并未對可能帶來的安全隱患進行互相提醒及防范。

2) 傳感器訓練相關(guān)邏輯存在漏洞：當“L86SUC”狀態(tài)為“TURE”時進行傳感器訓練可觸發(fā)快速減負荷，而傳感器訓練允許邏輯中并未將該信號加入閉鎖條件。

4 防范措施及建議

4.1 邏輯優(yōu)化措施

案例中IGV角度已自動開至56.2°，大于邏輯設定值，此時進行傳感器訓練工作可觸發(fā)機組減負荷，而此時傳感器訓練允許信號“LTRN_TN_P”狀態(tài)為“TRUE”，邏輯上又允許進行傳感器訓練，由此可能給工作人員帶來錯誤導向。故可將傳感器訓練允許邏輯優(yōu)化，加入“L86SUC”閉鎖條件，當“L86SUC”狀態(tài)為“TURE”時閉鎖傳感器訓練允許信號，具體如下：上述圖4邏輯中在RUNG5模塊增加邏輯變量“D”，即邏輯條件“L86SUC”，邏輯關(guān)系修改為“LTRN_TN_P=A*B*～C*～D”，由此當“L86SUC”為“TURE”時邏輯自動閉鎖傳感器訓練允許信號，從邏輯上杜絕此類障礙，也是最為有效、可靠的措施。

4.2 畫面優(yōu)化建議

1) 結(jié)合案例事件，可在“Sensor training”等相關(guān)畫面增加傳感器訓練的危險點及注意事項的文字說明，對于操作人員起到一定警醒作用。

2) 在“Sensor training”等相關(guān)畫面中增加傳感器訓練狀態(tài)顯示功能，即選取合適邏輯變量做成畫面狀態(tài)顯示。當正在進行傳感器訓練時畫面上醒目位置自動顯示 “正在進行傳感器訓練”，提醒運行人員正在傳感器訓練中，當傳感器訓練完成后自動隱藏。

3) 也可考慮修改“Sensor training”畫面“on”按鈕屬性，將邏輯變量“L86SUC”引入，當“L86SUC”狀態(tài)為“TURE”時閉鎖按鈕使能，按鈕為灰色不可用狀態(tài)；也可在按鈕隱藏屬性中加入“L86SUC”邏輯變量，當“L86SUC”狀態(tài)為“TURE”時隱藏按鈕。

5 結(jié)語

對于9FA燃氣輪機MarkVIe控制系統(tǒng)的模型控制方式來說，其模型運行可靠性基于關(guān)鍵傳感器的可信度，故傳感器訓練尤為關(guān)鍵。本文對傳感器訓練的概念及方法等一一進行分析說明，并結(jié)合某機組案例詳細分析了相關(guān)邏輯，最后提出事故預防措施及邏輯優(yōu)化方案，為同類型機組運行維護提供參考依據(jù)，提高自己的設備管理水平。