燃机系统停机导致增压机故障停机原因分析

摘 要：本文针对燃机系统停机而导致增压机故障停机原因分析，从燃机供电系统和MK V控制两方面分析故障出现的原因并提出处理对策

关键词：燃机 运行故障 分析 处理

前言

燃气轮机发电的工艺原理是把经燃机压气机压缩的空气与增压机压缩的天然气混合燃烧，形成高温高压的燃气，将燃料的化学能转化为热能；高温高压的燃气进入透平后膨胀做功把热能转化为机械能；透平带动发电机发电，从而把机械能转化为电能。

来自输气末站的0.8MPa天然气经过273管线进入动力生产部两个天然气缓冲罐，经过增压机的两级压缩后压力上升为2.4MPa后输送到燃机；与经过燃机17级压气机进行压缩的出口压力达到1.0MPa左右的空气在燃机燃烧室混合燃烧，产生高温高压的燃气冲击三级透平叶片转动做功，带动发电机发电。

存在问题：燃机在运行过程中，天然气因为经过增压机增压后进入燃机燃烧做功发电，燃机停机造成增压机故障停机情况多次出现，故障原因需要我们进行仔细分析。

一、故障现象：

1#燃机机组正常运行时候，增压机突然停机。在MKV（I）（人机操作接口）机上可以看到报警画面如下：

报警代码 英文信息 中文信息

0472 GAS COMPRESSOR STOPED 增压机已停机

0473 GAS COMPRESSOR NOT READY 增压机没有准备

0474 GAS COMPRESSOR COMMON ALARM 增压机通用报警

0475 GAS COMPRESSOR COMMON DENGER 增压机通用危险（指火灾）

0292 GENERATOR WATTS TRANSODNSOUCER FAILURE 发电机功率检测故障

0391 STARTING MOTOR TEMP HIGH 启动马达温度高

0428 GAS DETECTION CABINE GAS-LOW LEVEL 燃机速比阀处可燃性气体检测--低报

0429 GAS DETECTION CABINE GAS-HIGH LEVEL 燃机速比阀处可燃性气体检测--高报

0430 GAS DETECTION TURBINE LOW LEVEL 燃机透平室可燃性气体检测--低报

0431 GAS DETECTION TURBINE HIGH LEVEL 燃机透平室可燃性气体检测--高报

0460 DETECTOR1#-COM GAS LOW LEVEL 增压机1#可燃性气体检测--低报

0461 DETECTOR1#-COM GAS HIGHLEVEL 增压机1#可燃性气体检测--高报

0462 DETECTOR2#-COM GAS LOW LEVEL 增压机2#可燃性气体检测--低报

0463 DETECTOR2#-COM GAS HIGH LEVEL 增压机2#可燃性气体检测--高报

0464 DETECTOR3#-COM GAS LOW LEVEL 增压机3#可燃性气体检测--低报

0465 DETECTOR3#-COM GAS HIGH LEVEL 增压机3#可燃性气体检测--高报

0466 DETECTOR4#-COM GAS LOW LEVEL 增压机4#可燃性气体检测--低报

0467 DETECTOR4#-COM GAS HIGH LEVEL 增压机4#可燃性气体检测--高报

0389 DETECTOR MONITOR FAULT 可燃性气体报警器故障

0394 GENERATOR ELECTRICAL TROUBLE 发电机电气故障

0468 GAS COMPRESSOR COOLING SYS ALL FAUL 天然气压缩机冷却水系统--全故障

0110 LUBE OIL LEVEL LOW 油液位低

0459 LOW OIL LEVEL TRIP 油液位低跳车

随后检查，在1#增压机PLC控制面板显示的跳车信息：

1、电源故障（power failure）；

2、轴承温度、增压机天然气温度三个检测点（一级入口、一级出口、二级出口）闪烁―显示停车值。

3、增压机冷却水系统控制盘1A GAS TEMP FALUT（1#增压机天然气入口温度故障）处报警灯亮。

4、燃机发电机控制盘T1000闪烁。

二、故障分析：

1、与整个报警有关的电气接线框图如下：

结合燃机报警画面与上面的电气接线框图可以看出，发电机控制盘T1000闪烁、可燃性气体报警器故障、可燃性气体检测高低报警、油液位低跳车均是由于失电所致，且这四种信号任何一个故障信号均能导致燃机停机。

2、1#增压机天然气入口温度TE311信号示意图如下：

经检查各接线端子未发现有接触不良或接线端子松动的现象，现场TE311热电阻正常。测试：（a）、在增压机厂房现场模拟TE311热电阻信号，增压机PLC显

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示屏上1级入口温度相应变化，配电室冷却水系统无反应；（b）、在增压机PLC模拟输出端子上给4-20MA信号，当给到大于54度时，增压机冷却水系统风扇启动；（c）、断开增压机PLC模拟输出端子到配电室PLC的接线，“1# GAS TEMPRATURE FAULT”灯亮。由此可以得出增压机1级入口温度TE311有三个功能：（1）、TE311输入到增压机PLC，显示增压机一级入口温度。（2）、TE311通过增压机PLC，模拟量输出到配电室PLC，当输出温度高于54度时，自动启动冷却水系统风扇。（3）、增压机PLC输出到配电室PLC线路开路时，“1# GAS TEMPRATURE FAULT”灯亮，此时冷却水系统会输出到燃机MKV系统“天然气压缩机冷却水系统--全故障”。该信息燃机MKV上只报警不停机。

根据上面的分析可以得出：1#增压机PLC只有在瞬间失电的情况下，才会使增压机PLC输出（有源端子）到配电室PLC线路开路，此时1# GAS TEMPRATURE FAULT”灯才会亮。增压机PLC面板控制电源刚好也在上面的电气图中。

3、1#燃机发电机控制盘T1000闪烁，说明曾经失过电，与燃机报警代码292、394是吻合的

三、结论

通过以上分析，燃机停机造成增压机故障停机很可能是由于MKV控制盘供电柜A508机柜中的CAB001逆变器瞬间失电所致。最终经过对逆变器检修后，发现逆变器的确有此缺陷，更换逆变器后燃机停机时增压机运行正常。

参考文献：

[1] 黄庆宏.汽轮机与燃气轮机原理及应用[M] .南京：东南大学出版社，2005。

[2] 袁新. 燃气轮机气动热力相关部分问题研究[J ].热力透平，2006（2）。

[3] 杨顺虎. 燃气蒸气联合循环发电设备及运行. 北京：中国电力出版设，2001年9月。

[4] 焦树建. 燃气蒸气联合循环.燃气轮机发电技术论文集. 北京：机械工业出版设，1998年5月