燃机运行工况MCC工作电源投用分析.doc

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燃机运行状态MCC工作电源投用分析

一、 燃机启动工作电源中断，备用电源切换启机经过
8月6日运行三班当值，汽机岗位按照燃机检修后启动进程、执行消项操作卡进行燃机水洗；前置模块天然气盲板拆除后，天然气送至燃机前，检查发现速比阀后压力P2>0、约为0.34MPa，出现遮断机组的故障，不具备水洗、启机条件。
根据以前机组启机出现的类似故障，南港维护人员判断速比阀关闭不严密所致，采取了手动控制燃机速比/截止阀启、闭操作措施，想把处于阀芯的杂质颗粒赶走；手动操作燃机速比/截止阀的时候，为避免将透平排气缸冷却风机88TK频繁启动，采取将88TK1、88TK2的操作方式开关在MCC控制柜由“自动”位打到“断开”位。经过几次操作，效果不明显。
8月6日下午，结束手动操作燃机速比/截止阀后，准备进行水洗操作，于是在Mark VI系统上选择了离线水洗方式，当程序执行过程中，这时发现88TK1、88TK2的操作方式开关在断开位（按照水洗步骤，确认在自动位；另出现问题时应中止水洗程序、按操作卡正常程序再进行），岗位人员迅速、依次把MCC上88TK1、88TK2开关由“断开”位打到“自动”位，造成这两台风机短时间间隔启动，引起MCC工作电源过载→供电故障中断→风机停运→Mark VI保护动作→水洗程序中断→备用电源切换。
在现场控制岗位人员询问南港维护人员电源切换原因，南港维护答复是由于冷却风机88TK1、88TK2短时间先后启动造成启动电流偏大引起MCC电源跳闸中断、备用电源切换；工作电源和备用电源可以互为备用、不能同时使用，机组运行时只用一路电源就可以了，备用电源投用状态对燃机无影响。在此状态下，汽机岗位执行燃机水洗程序，完成水洗部分工作；当日未决定点火，按照水洗后不超过24h点火烘干可行规定，当日未完成点火烘干程序，确定8月7日点火后、空载时间延长方案。
当值未进行工作电源跳闸故障检查工作，电气岗位也未检查到动力站专用变燃机MCC电源柜综保动作故障，汽机岗位对水洗电源故障也未做交接班；当日夜班电气岗位巡检发现动力站专用变MCC电源柜综保动作故障、并汇报电气专业工程师，并在交接班日记中记录。
8月7日接到启机指令后，锅炉、电气、汽机执行消项操作卡，按序进行操作；针对速比阀不严密，制定临时启动措施，在启动程序中做了逻辑修改，强制关闭速比阀前的切断阀，执行启机程序；当具备点火条件，通过手动操作切断阀，进行点火操作；当点火成功后，出现火检一支故障情况下，按照工艺要求确认现场火焰筒已观察到火焰，决定进行火检强制；其它进程顺利。
8月8日在查阅电气岗位交接班日记时，发现动力站专用变MCC1开关跳闸故障时，并与电气专业工程师沟通；分析燃机运行状态下，备用电源供电、工作电源中断状态下，如出现备用电源线路出现晃电故障时，将造成燃机停运，并在停运状态下，交流辅助油泵不能启动，此时直流油泵投用时，再出现故障，将对燃气轮机发电机组安全停运带来致命的影响。在此安全隐患前提上，提出安全投入工作电源、完善电源过载保护定值不匹配的问题。
工作电源故障中断分析：88TK1、88TK2投入自动状态下，按照启机程序，应间隔10S、顺序启动；由于在执行水洗程序时，未按照消项操作卡确认88TK1、88TK2是在自动状态，当程序执行到给出88TK1、88TK2顺序启动指令后，88TK1、88TK2在断开位置，未能启动，发现时指令已超过延时10s；当88TK1、88TK2连续、快速投入自动位后，立即启动，造成过载保护动作。按照常规，应是燃机控制室MCC柜电气保护动作，由于MCC柜与动力站供电柜综保定值设计不匹配，造成动力站专用变MCC供电柜综保越级先跳；而燃机控制室MCC柜无故障指示，只有电源投入指示。
二、 燃机工作状态下，工作电源安全投用分析
1、工作电源和备用电源切换电气控制逻辑分析。
如图1所示，燃机MCC开关柜的交流电源切换柜有两路三相交流电源，电压380/220V，均由动力站专用变低压提供；其中一路为工作电源，另一路为备用电源。当两路同时有电时，仅工作电源一路接通；当工作电源失电时则备用电源自动投入；工作电源作为运行首选电源，当工作电源恢复时，又自动切换为工作电源供电。两路电源的交流接触器间设有电气与机械连锁，可以可靠地防止两路电源同时接通。在燃机现场控制室MCC柜的信号灯可指示供电电源。
工作电源和备用电源利用时间继电器52AX实现这两路电源的主备关系，即如果工作电源失电，则52AX的线圈失电；因为备用电源控制回路中的中间继电器52JZ的线圈串在52AX的NC辅助触点中，52AX线圈经过断电延时设定值（2009年4月中海油惠炼燃机调试报告记录为3秒）后，52AX辅助触点关闭，52JZ的线圈得电；因为52JZ的NO辅助触点串在备用工作电源的交流接触器52AS的线圈回路里，52AS的线圈得电，则52AS的接触器闭合，备用电源投入；如果此时工作电源恢复，则52AX的线圈得电，52AX的辅助触点立即断开，52JZ的线圈失电，52JZ的辅助触点断开，52AS的线圈失电，则52AS的接触器断开，备用电源退出。
工作电源和备用电源利用各自交流接触器的NC辅助触点来实现这两路电源的电气互锁，并且作为相互切换的条件，利用这两个交流接触器的机械联锁消除合环隐患。

图1 MCC交流电源切换原理图
2、燃机辅助设备低压电机停运与机组停机的逻辑统计分析
在燃气轮机发电机组运行期间共有7台电机处于运行状态，分别是透平排气缸冷却风机88TK1、88TK2、轮机间和辅机间冷却风机88BT1、负荷齿轮箱间冷却风机88VG1、气体燃料间通风机88FK、88TK1和88TK2的隔声罩通风机88IN、油气分离器电机88QV。
经查Mark VI程序，这些电机的运行反馈信号并不会引起机组遮断、停机、降负荷；而88TK1、88TK2的出口压力开关63TK-1、63TK-2如果同时检测到低于6.23±0.747kPa的压力，则会促使机组减负荷；如果 88QV失电，会造成油箱正压，在机组各轴承处漏油，需要安全停机；如果冷却风机停电，会造成机组外壳超温，最终造成滑油温度超温遮断机组。
3、工作电源投用过程，对机组运行风险分析
3.1 电源正常切换过程，对机组运行风险分析
机组运行期间，如果从工作电源切换到备用电源，则切换过程需要3秒钟的时间（2009年4月中海油惠炼燃机调试报告记录为3秒）完成；如果从备用电源切换到工作电源，则切换过程没有时间延迟，可忽略不计，一般估算为1秒钟以内，目前没有试验记录。
从理论设计角度来讲，无论从工作电源切换到备用电源，还是从备用电源切换到工作电源，机组都应该是可以安全运行的，现在的关键问题是这台机组没有在运行期间做过工作电源和备用电源之间的切换试验，只是在静态做过，不能反映机组运行期间的实际情况，因此电源正常切换过程，对机组运行有一定的风险。水洗过程，工作电源与备用电源切换，造成水洗程序中断的实例验证是有风险的，待燃机再次停机时，余热锅炉高压负荷解除，发电机低负荷状态下，待试验验证。
燃机工作状态下，各风机在工作状态下，出现电源切换、短时停送电故障时，由于风机是在转动惯性状态下启动，非静态启动，启动电流小，应该不出现备用电源再过载问题。
3.2燃机运行工况下，工作电源投用，对机组运行风险分析
取消两路电源的主备之分，即临时解掉时间继电器52AX的线圈接线，当工作电源供电后，不能实现工作电源优先的电源切换问题。
工作电源投用后，实现两路电源互为备用，恢复两路电源供电的可靠性。
4、结论
对比两种状态风险，可在运行工况下，采取3.2措施，恢复两路电源供电可靠性，消除故障停机安全隐患。
三、 整改措施
1、 燃机MCC工作电源和备用电源的保护定值确定后，对比动力站专用变MCC供电综保定值，完善后再实施。（目前南港在落实）
2、 取消MCC两路电源主备之分。
3、 消项操作卡执行、生产联系程序存在问题，加强培训。

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