三菱M701F 型燃機跳閘閥控制回路優化

孫長春

（國能國華（北京）燃氣熱電有限公司設備維護部，北京 100035）

0 引言

國內引進的三菱M701F 型燃機的安全油管路配置只有1 套跳閘閥控制回路，當機組掛閘時此跳閘閥關閉，安全油管路建立起安全油壓，機組掛閘成功；若跳閘閥打開，則管路中的安全油泄回至油箱，機組跳閘。由于原有安全油管路上的跳閘閥為單一結構設計，安全隱患很大，若跳閘閥出現故障，將會出現2種不安全情況的發生：①跳閘閥誤開，泄掉安全油，直接導致機組跳閘；②跳閘閥拒動，此情況對機組的危害更高。針對此情況，優化三菱M701F 型燃機跳閘閥控制回路。

1 設計思路

1.1 結構優化

在三菱M701F 型燃機跳閘閥控制回路優化設計前，分析原有跳閘閥控制回路特點，優化為跳閘閥控制回路串并聯結構設計。設計4 個跳閘閥分為2 組，將這2 組并聯結構串聯在一起后，構成串并聯結構：①2 組并聯結構中任意一個跳閘閥因故障而打開時，均不會使安全油泄掉；②即使任意一組中的2個跳閘閥打開，同樣不會使安全油泄掉；③只有2 組并聯結構中各有一個跳閘閥動作時，安全油壓才會泄掉，實現機組跳閘功能（圖1）。

圖1 跳閘閥控制回路

1.2 開發在線試驗功能

在優化后的跳閘閥結構中，進一步開發在線試驗功能，可在線檢驗跳閘閥工作狀態。在線活動試驗時，打開進油側并聯的2 個跳閘閥中的任意一個跳閘閥，壓力監視測點示值升高并觸發壓力高報警，以此檢驗閥門開啟正常。當試驗閥門關閉后，壓力測點示值下降至正常值。當壓力示值恢復至正常值后，打開出油側跳閘閥并聯結構中的任意一個跳閘閥，壓力監視測點示值降低并觸發壓力低報警，以此檢驗閥門開啟正常。當試驗閥門關閉后，壓力測點示值升高至正常值。

2 設備安裝

機組安全油路的跳閘閥串并聯結構主要包含如下設備：1 個壓力測點（PT），2 個節流孔，4 個跳閘閥（SV1、SV2、SV3、SV4）。4 個跳閘閥在結構上分為2 組，即SV1、SV3 并聯為一組，SV2、SV4 并聯為另一組；并聯的2 組跳閘閥再進行串聯（圖2）。4 個跳閘閥中任意一個跳閘閥因故障而打開時，均不會使安全油壓泄掉；即使同一組中的2 個跳閘閥均因故障而打開時，同樣不會使安全油壓泄掉；只有2 組并聯結構中各有一個跳閘閥打開時，安全油才會泄掉，實現跳閘功能。

圖2 現場安裝

跳閘功能：①當機組掛閘，控制系統發出指令使4 個跳閘閥關閉，管路中安全油壓建立，圖1 中PT 示值≈1/2 P1 示值；②當2 組跳閘閥同時打開，將管路中安全油泄回至油箱，觸發安全油壓低保護，實現保護跳閘；③當SV1、SV3 并聯結構中任意一個跳閘閥打開時，安全油管路中PT 示值升高至PT 示值≈P1 示值；④當SV2、SV4 并聯結構中任意一個跳閘閥打開時，安全油管路中PT 示值降低至PT 示值≈0；⑤當任一組中任意一個電磁閥打開時，管路中安全油不會被泄掉，不會觸發安全油壓低保護信號。

3 跳閘閥在線活動試驗設計

3.1 現場設備具備試驗條件

（1）檢查跳閘閥、PT 壓力測點無漏油。

（2）檢查PT 壓力測點指示正常。

3.2 試驗允許條件

以SV1、SV2 跳閘閥為例。

（1）SV1 跳閘閥已選擇。

（2）無其他跳閘閥試驗進行。

（3）PT 壓力示值（圖3 中EMERGENCY INTERMEDIATE OIL PRESS）正常，無PT 油壓低于定值報警（低報警設定值0.16 MPa），無PT 油壓高于定值報警（高報警設定值0.48 MPa）。

3.3 設計試驗操作順序

以SV1 跳閘閥為例，試驗條件滿足后。

（1）點擊圖3 控制界面中的“TRIP SV TEST”按鈕，彈出“TRIP SV TEST”操作窗口（圖4）。

圖3 “TRIP SV TEST”控制界面

圖4 “TRIP SV TEST”操作窗口

（2）在“TRIP SV TEST”操作窗口上點擊SV1 軟按鍵，其背景變為紅色表示以選中。

（3）在“TRIP SV TEST”操作窗口上點擊“TEST ON”軟按鍵，發出SV1 跳閘閥試驗指令。

（4）指令發出后，SV1 跳閘閥打開，PT 示值升高觸發壓力高報警（高報警設定值0.48 MPa），“TRIP SV TEST”操作窗上的“TEST OK”背景由灰色變為紅色，表示SV1 跳閘閥動作試驗正常，最終PT示值接近安全油壓正常值。

（5）在“TRIP SV TEST”操作窗口上點擊“TEST OFF”軟按鍵跳閘閥發復位指令。若未對“TEST OFF”軟按鍵操作，則“TEST ON”軟按鍵操作10 s 后，自動發跳閘閥復位指令，PT 示值恢復正常后其報警復位。

（6）待SV1 跳閘閥試驗完畢，且此試驗中無其他報警發生。

（7）可依次進行其他跳閘閥試驗，如SV2、SV4 跳閘閥試驗。以SV2 為例，指令發出后，SV2 跳閘閥打開，PT 示值降低觸發壓力低報警（低報警設定值0.16 MPa），“TRIP SV TEST”操作窗上的“TEST OK”背景由灰色變為紅色，表示SV2 跳閘閥動作試驗正常，最終PT 示值接近0 MPa。

（8）同樣在“TRIP SV TEST”操作窗上點擊“TEST OFF”軟按鍵跳閘閥發復位指令。若未對“TEST OFF”軟按鍵操作，“TEST ON”軟按鍵操作10 s 后，自動發跳閘閥復位指令，PT 示值恢復正常后其報警復位。

（9）待SV2 跳閘閥試驗完畢，且此試驗中無其他報警發生。

3.4 跳閘閥在線試驗邏輯組態簡介

在進行試驗時，為降低試驗人員誤操作風險，當任何一個跳閘閥進行在線試驗時或壓力測點出現報警時，都將對其他跳閘閥試驗進行閉鎖。當試驗正常進行時，每進行一個跳閘閥試驗，其動作后PT 示值將會產生變化，并觸發報警。

3.4.1 SV1 和SV3 跳閘閥在線試驗

以SV1 為例。控制畫面“TRIP SV TEST”操作窗上選擇試驗對應跳閘閥，當控制條件具備，例如：①PT 壓力示值低報警取“非”，表示SV2 或SV4 已關閉，且PT 示值約等于1/2 P1 示值；②選擇SV1；③“TSET ON”經SR 觸發器后取“非”，表示無其他跳閘閥正在試驗。以上3 個信號相“與”后的信號，即圖5中“TRIP SV CH-1 TSET SET”（表示SV1 已選），再與“TSET ON”信號相“與”輸出“TRIP SV CH-1 TSET ON”指令，即SV1 在線試驗開始。

圖5 跳閘閥在線試驗邏輯

當SV1 閥打開，PT 壓力示值將升高，觸發壓力高報警（高油壓報警設定值為0.48 MPa），“H”高值報警信號與“1ON”（即TRIP SV CH-1 TSET ON 指令）相“與”“或”后輸出“TOK”（即“TSET OK”），用來檢驗SV1 閥試驗效果，如5 圖左下區域所示。

結束SV1 在線試驗，可在“TRIP SV TEST”操作窗上點擊“TEST OFF”復位SR 觸發器，則“TRIP SV CH-1 TSET ON”指令信號消失，結束在線試驗或等待10 s 自動復位SR 觸發器，則“TRIP SV CH-1 TSET ON”指令信號消失。SV1 關閉，PT 示值將恢復至正常示值，即PT 示值約等于1/2 P1 示值，SV1 在線試驗結束。

3.4.2 SV2 和SV4 跳閘閥在線試驗

以SV2 為例。控制畫面“TRIP SV TEST”操作窗上選擇試驗對應跳閘閥，當控制條件具備，例如：①PT 壓力示值高報警取“非”，表示SV1 或SV3 已關閉，且PT 示值約等于1/2 P1 示值；②選擇SV2；③“TSET ON”經SR 觸發器后取“非”，表示無其他跳閘閥正在試驗。以上3 個信號相“與”后的信號，即圖5 中“TRIP SV CH-2 TSET SET”（表示SV2 已選），再與“TSET ON”信號相“與”輸出“TRIP SV CH-2 TSET ON”指令，即SV2 在線試驗開始。

當SV2 閥打開，PT 示值將降低，觸發壓力低報警（低油壓報警設定值為0.16 MPa），“L”高值報警信號與“2ON”（即TRIP SV CH-2 TSET ON 指令）相“與”“或”后輸出“TOK”（即“TSET OK”），用來檢驗SV2 閥試驗效果，如5 圖左下區域所示。

結束SV2 在線試驗，可在“TRIP SV TEST”操作窗上點擊“TEST OFF”復位SR 觸發器，則“TRIP SV CH-2 TSET ON”指令信號消失，結束在線試驗或等待10 s 自動復位SR 觸發器，則“TRIP SV CH-2 TSET ON”指令信號消失。SV2 關閉，PT 示值恢復至正常示值，即PT 示值約等于1/2 P1 示值，SV2 在線試驗結束。

4 結論

此項目提高了三菱M701F 型燃機跳閘閥控制回路的可靠性，完善了跳閘閥回路的設計結構，消除了原單一跳閘閥所帶來的設備隱患。在優化后的結構上，開發了跳閘閥在線活動試驗功能，有效檢驗跳閘閥的工作狀態，消除了由跳閘閥誤動、拒動帶來的安全隱患，保障了機組的安全運行。