9E型燃气轮机逆功率保护动作故障的分析2.doc

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你一定要坚强，即使受过伤，流过泪，也能咬牙走下去。因为，人生，就是你一个人的人生。
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命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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9E型燃气轮机逆功率保护动作故障分析

摘要：描述我厂#3燃气轮机在停机过程中逆功率保护动作的过程，结合保护逻辑和燃油系统对故障原因和处理措施等作了分析和阐述。
关键词：9E燃气轮机；逆功率保护动作；跳机；

上海闸电燃气轮机发电厂采用的是美国GE公司生产到PG9171E型的燃气轮机，燃机控制系统为机组出厂配置的MARK V控制系统，以国产重油为主要燃料，轻油为启停备用燃料。2010年06月18日，3号燃气轮机正常停机过程中，发现功率降至-9MW，发电机断路器仍未断开，运行人员迅速手动再启动，于是发逆功率保护动作，至此发电机断路器才断开。通过对该机组的停机保护逻辑和该次停机过程的相关数据进行分析和讨论，找到了机组出现该现象的原因。
1 故障现象
2010年06月18日，13：02 3号燃气轮机在40MW负荷时，切至轻油，轻油烧10分钟，13：12点击STOP按钮停机，燃机负荷开始下降，然而在负荷接近0时，运行人员发现发电机功率出现了较大幅度的波动，而且出现燃机功率已降至-9.000MW，发电机断路器仍未断开现象。而正常停机中，燃机负荷一般在-4.000MW左右，发电机断路器会自动断开，于是，运行人员立即点击START按钮，致使发电机逆功率保护动作，MARK V发“GENERATOR BREAKER TRIP - REVERSE POWER”和“GENERATOR BREAKER TRIPPED”报警，至此，发电机断路器才跳闸，与电网断开。
2 故障分析
根据跳机时MARK V发的“GENERATOR BREAKER TRIP - REVERSE POWER”和“GENERATOR BREAKER TRIPPED”报警，我们对MARK V控制程序进行了深入分析，逻辑图如下：

由逻辑图可知，在正常停机过程中，即发电机断路器在闭合位置及功率变送器没有故障（不低于-70.000MW）时，发电机断路器断开的条件为：机组负荷DWATT低于-2.000MW并延时3sec。那为什么燃机负荷降到-9.000MW，发电机开关仍未断开呢？
我们利用本厂现有的集成分析系统Leiosoft数据采集装置和数据库系统分别查阅了3号燃气轮机6月13日正常停机和6月18日非正常停机的一些主要影响燃机负荷的相关参数历史曲线，并相应调出两次停机的历史采集数据图表如下：
3号燃气轮机6月13日正常停机相关参数历史数据见表一所示。

表一 3号燃气轮机6月13日正常停机相关参数历史数据

2010-6-13
3#机 TNH
3#机 DWATT1
3#机 FQL1
3#机 MFPPRESS
3#机 FDPRESS
23:32.7
100.031
0.078
15.359
231.125
82.375
23:33.2
100.039
-1.5
15.297
230.25
82.812
23:33.4
100.039
-1.719
15.371
230.125
82.875
23:34.3
100.039
-1.906
15.051
229.125
83.062
23:35.1
100.039
-2.469
14.613
228.25
83.312
23:36.0
100.047
-2.953
14.219
227.062
83.875
23:36.3
100.047
-3.391
14.137
226.5
84.125
23:36.5
100.047
-3.734
14.379
226.188
84.25

3号燃气轮机6月18日非正常停机相关参数历史数据见表二所示。

表二 3号燃气轮机6月18日非正常停机相关参数历史数据

2010-6-18
3#机 TNH
3#机 DWATT1
3#机 FQL1
3#机 MFPPRESS
3#机 FDPRESS
01:15.1
100.105
-2.75
16.781
224.875
80.062
01:15.4
100.098
-5.531
16.25
226.625
75.875
01:15.7
100.098
-1.25
14.762
228.5
78.812
01:16.0
100.098
3.484
13.426
227.375
85.125
01:16.3
100.098
-1.375
16.176
224.25
81.5
01:16.7
100.105
-5.625
15.836
226.75
75.812
01:16.9
100.105
-0.266
14.48
228.375
80.312
01:17.2
100.105
3.031
14.266
226.688
85.625

由上图表数据比较可以看出，3号燃气轮机在6月13日正常停机时，燃机负荷DWATT、燃料流量FQL1、主燃油泵压力MFPPRESS均是一个平稳的下滑过程，轻油压力也相对稳定，而在6月18日这次非正常停机过程中，燃机负荷与轻油压力都出现了较大幅度的波动，燃料流量FQL1和主燃油泵压力MFPPRESS也出现了一定幅度的波动。
由6月18日的图表，我们也同样可以知道，由于燃机负荷的大幅度波动，致使发电机断路器断开的MARK V逻辑保护程序始终无法得到满足，即燃机负荷小于-2.000MW并持续3sec，故发电机断路器没有断开，造成燃机逆功率也来越大，最后保护动作。
为找出引起燃机负荷大幅度波动的原因，我们结合上图表，本着先易后难的原则对此故障的成因进行了逐步分析。
我们从液体燃料系统入手。由于在机组燃烧重油的正常运行过程中，负荷正常，无大幅度波动现象出现，因此排除了主燃油泵及燃油旁路伺服阀故障引起负荷波动的问题，那么问题就可能出现在外围液体燃料系统中。于是我们再次对上面两日图表进行分析，发现燃机负荷的晃动与轻油压力有着非常直接的关系，
两者都出现了较大幅度的波动，且轻油压力越高，负荷越大；轻油压力越小，负荷越小。那么引起燃机负荷大幅度波动的原因就很可能出现在轻油系统上。
于是我们针对整个轻油系统作了深入详细的分析。查阅轻油前置系统和选择模块轻油系统的相关历史数据发现，轻油前置系统正常，泵出口压力稳定，无大幅度波动现象，而轻油调压阀后的压力有着明显的波动。那么问题就很可能出现在轻油压力调压阀上。随后我们对轻油压力调压阀解体检查，发现其膜片有所损坏，于是更换该膜片，再装复，打燃油循环，轻油调压阀后压力显示正常，无波动现象。
3 结语
通过以上处理，2010年6月20号，3号燃气轮机重新并网带负荷，在一个多月的运行中，轻油压力不再波动，也没出现负荷大幅度晃动情况。
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