燃氣輪機油箱負壓邏輯隱患分析及優化策略

宦林

摘要：通過對燃機油箱排煙風機啟停及油箱負壓保護邏輯分析，著重解析燃機運行過程中油箱負壓變化及保護動作情況，指出保護邏輯中存在的易導致機組異常停機的隱患，進行針對性優化改善，為燃機安全穩定運行提供幫助。

關鍵詞：燃機;油箱負壓;邏輯;排煙風機;隱患;優化

具有聯合循環效率高、自動化程度高、環境污染小、啟停快速靈活、調峰性能優越等優點的燃氣輪機發電得到快速發展。由于燃氣輪機自動化水平高并配備了較為完備的保護，包括燃機跳閘、自動停機等邏輯保護，控制系統可靠性直接關系到機組的安全運行水平。本文著重分析燃氣輪機油箱負壓保護邏輯及其設計隱患，針對性進行邏輯和運行優化，確保機組安全運行。

1系統概況

燃機潤滑油系統是燃氣輪機中必備重要的工作系統，燃機潤滑油箱頂部配置兩臺排油煙風機，其作用：1、潤滑油回油溫度較高，將產生的油煙及時排出油箱;2、將潤滑油中積聚的水汽排出油箱;3、防止油煙積聚油箱壓力上升，造成回油不暢，軸承積油著火。GE燃氣輪機采用SPEEDTRONIC燃氣輪機控制盤、Mark VIe 一體化控制系統，潤滑油箱排煙風機入口設有負壓調節擋板，燃機運行時通過調節負壓擋板開度維持油箱負壓在合適的范圍內，控制系統中設置油箱負壓低燃機自動停機保護，潤滑油箱負壓情況對燃機安全運行至關重要。

2隱患分析

2.1 油箱負壓保護邏輯隱患。燃機潤滑油箱負壓低自動停機保護邏輯中a_96qv1為燃機油箱負壓模擬量測點，L94QQV為燃機自動停機信號，當燃機潤滑油箱排煙風機運行時油箱負壓壓力值高于保護值（-2kPa）時，觸發油箱負壓低信號（L63QVLY），保護動作燃機自動停機降負荷直至發電機解列。a_96qv1取自燃機潤滑油箱真空壓力變送器，為單測點保護，極易受取樣管路泄漏或測點故障影響導致保護誤動作。根據《防止電力生產事故的二十五項重點要求》規定，所有重要的主、輔機保護都應采用“三取二”的邏輯判斷方式，燃機潤滑油箱負壓低保護設置不符合該要求規定，存在安全隱患。

2.2 油箱負壓低保護邏輯設置不合理。以燃機潤滑油箱1號排煙風機啟動邏輯為例，邏輯中L4QV1A為1號風機啟動信號，1號風機油箱負壓低聯鎖啟動條件為：L63QVLY*L4QVRUNZ*～LAG1BQV*L4QVRUN，LAG1BQV為2號風機選擇備用風機狀態信號，當選擇1號風機為備用風機時，LAG1BQV=0，L4QVRUNZ為排煙風機啟動允許條件滿足后延時2秒信號，L63QVLY為油箱負壓低信號，L4QVRUN為排煙風機允許啟動信號，即當燃機正常運行時油箱負壓低聯啟備用排煙風機，但其負壓低觸發信號仍然使用L63QVLY，該信號觸發時不僅聯啟備用風機并且觸發燃機自動降負荷，導致在啟動備用風機的同時燃機執行自動降負荷指令，輕易將異常范圍擴大。燃氣輪機作為分布式能源重要組成部分，尤其作為并網機組，由于設備故障解除AGC降負荷會影響電網、熱網負荷及其安全運行。

2.3 未設置油箱負壓低預報警信號。在燃機油箱負壓系統邏輯中僅設置了油箱負壓高（L63QVH）、燃機自動停機（L94QQV）、備用風機啟動（L86QV）報警信號，未設置油箱負壓低報警信號，當燃機油箱負壓低異常發生時值班人員無法及早發現并及時處理，直到停機報警出現，延誤了異常發生最佳處理時間，易造成異常事件的擴大。

3優化策略

3.1 通過對燃機邏輯的整理及分析，燃機設計的保護邏輯往往更多的考慮是保證設備安全，只要保護條件達到立即停機，沒有考慮到保護誤動的可能性和邏輯優化。隨著燃氣輪機國產化進程的推進，考慮到國內外燃機運行環境及系統部件的差異化，燃氣輪機運行維護人員需要考慮在保證主設備安全的情況下避免燃機保護誤動停機，持續深入排查燃機邏輯隱患，根據主輔機設備實際情況，修改保護定值、增加保護測點、優化保護邏輯，對涉及重要保護、不符合工藝要求的設備、易出故障的保護測點探頭等進行更換，或在保護邏輯中增加預防性報警信號。

3.2 在燃機潤滑油箱上部新增加2個帶一次閥的油箱負壓變送器取壓管路，取壓管路與變送器相連，并按規范將兩支變送器支架固定牢靠，在控制系統中添加兩個油箱負壓測點a_96qv2、a_96qv3，油箱負壓低邏輯判定條件更改為油箱負壓測點三取二壓力值高于保護值且是好點。

3.3 燃機正常運行時油箱負壓一般維持在-3.5kPa至-3kPa區間，在燃機控制系統中增加油箱負壓壓力值高于-2.5kPa預報警信號，當負壓低時提前提醒值班人員及時處理，查找原因，手動調整油箱負壓或增啟油箱排煙風機，保證油箱負壓不超限。

3.4 在燃機油箱負壓低自動停機保護邏輯中增加延時模塊（延時60秒），當燃機油箱負壓低聯啟備用風機，此時延時模塊計數器開始計時，若備用風機啟動60秒后油箱負壓低信號仍然存在，則燃機觸發油箱負壓低保護自動停機。增加延時模塊后可以有效避免燃機停機保護誤動作。

3.5 加強燃機油箱負壓監視，值班人員做好事故預想，油箱負壓異常下降時及時查找原因采取臨時措施。即使油箱負壓保護動作燃機自動降負荷，從開始降負荷到停機時間大約有10分鐘，值班人員有足夠時間處理，但需時刻保持冷靜，避免忙中出錯，在機組解列前將燃機油箱負壓恢復即可避免燃機解列，重新恢復機組負荷。

4結語

本文通過對燃機油箱負壓系統控制、保護邏輯進行分析，對其中存在的隱患及設計不合理的地方進行合理優化，實踐表明可以有效降低燃機潤滑油系統的故障率，提高了機組運行穩定性。

參考文獻：

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