西二线罗罗燃驱机组启机失败典型故障分析及处理

艾纯喜 胡天明 黄健发 吕勃蓬 冯友琪

摘要：本文通过对西二线某站罗罗（Rolls-Royce）燃驱压缩机组启机过程中出现的典型故障进行了分析，提出了校准液压马达及燃料气控制参数等方式进行故障排除，确保压缩机正常运行。

Abstract： Based on the analysis of typical failures during the start-up procedure of Rolls-Royce compressor，various solutions such as calibrating the control parameters of hydraulic motor and fuel gas system were provided to troubleshoot ，to ensure the normal operation of the compressor.

关键词：Rolls-Royce燃驱机组;液压马达;燃料气;校准

Key words： Rolls-Royce compressor;hydraulic motor;fuel gas;calibrate

中图分类号：TE974                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）05-0112-03

0  引言

机组正常启机过程中，各阶段速度点控制及点火过程是机组启机成功与否的关键。本文对液压马达升速失败及点火过程中T455升温不均两种故障原因及解决办法进行分析，对影响各阶段速度点控制及点火过程的重要因素及调整方法进行了详细讨论，为后续机组运行积累了相应的故障处理经验。

1  液压马达清吹阶段升速失败

1.1 故障现象

2#机组例行启机过程中，当启机程序进行到清吹进程GG To Purge Speed Seq Prog时，因为在60秒内液压马达无法将燃气发生器主速轴 GG NH拖转到清吹转速3000转/分钟时导致启机失败。

1.2 原因分析

液压起动机系统由3个主要部件组成，即泵单元、控制组件和起动机，其通过轴与燃气发生器的高压压气机连在一起。泵单元包括一个185kW的电动机，其与一斜盘式轴向柱塞泵相连。液压泵的斜盘由一4-20mA的控制信号来定位，此电信号经比例控制阀放大而转换为高压油液压控制信号。当4mA的电信号送到控制阀时，起动机将不会转动，此时泵的输出为0加仑/分钟;当把控制信号增加到20mA时，斜盘角度增加，相应液压泵的输出会增加到140加仑/分钟，供给压力达到4500psi，足以使得燃气发生器高速轴GG NH加速到脱扣转速4600转/分钟。结合液压起动机系统的工作原理，初步判断故障发生的可能原因为：

①液压启动系统漏油;

②比例控制阀故障;

③液压泵故障。

1.3 处理过程

①停止继续启机测试，现场仔细检查液压启动系统各部件、回路，确认无漏油现象。

②通过查看液压马达启机转速趋势可以判断液压泵本体工作正常。

③液压马达在60秒内拖转燃气发生器主速轴GG NH最高至2896转/分钟，接近清吹转速3000转/分钟。液压马达转速受比例控制阀控制，机组PLC输出4-20mA电流信号，此电信号经过比例控制阀放大输出为0-18V电压信号并最终转换成高压油控制信号，故优先考虑比例控制阀放大器参数不合适导致无法达到清吹转速。

机组投产调试时，需按照对应序列号的比例控制阀的出厂整定数据对比例控制阀进行校准。下面介绍调试及投产运行后两种不同的整定步骤。

1.3.1 机组调试阶段

①依据序列号查找对应比例控制阀整定曲线及数据。（图2）

②采取PLC程序强制输出4-20mA电流信号，现场比例控制阀测量端电压的方法来整定此阀。以西二线南昌站为例，比例控制阀电流信号由PLC系統1N050 1794-OF4I的0通道输出，结合1794系列模块模拟信号的整定E1ACNR5：0：O.Ch0Data：=C75SRPC*30840/100-7710，C75SRPC为比例阀控制输出百分比，即4-20mA对应0-100%;若想强制输出4mA，将E1ACNR5：0：O.Ch0Data强制为7710即可，其他电流值强制依据图3强制输出即可。

③首先需强制比例控制阀使能信号3HSTE，K33继电器指示灯亮表示比例阀控制器有效。

比例控制阀控制板上提供滑动变阻器RV1和RV2，可以通过调整滑动变阻器RV1和RV2在4mA和14mA时阻值来调整比例控制阀输出曲线。对照比例控制阀出厂整定数据，PLC中强制输出4mA，现场测量端电压应为6.03V，实际测量5.53V，调整比例阀控制器4mA对应的滑动变阻器RV1，直至端电压为6.03V左右;同理PLC中强制输出14mA，现场比例阀端电压应为8.51V，实际测量7.77V，调整比例阀控制器14mA对应滑动变阻器RV2，直至端电压为8.47V;再次PLC中强制输出4mA，此时端电压应为5.94V左右，若有偏差，重新按照4mA-14mA-4mA调整对应滑动变阻器。（图4）

④上述步骤结束后，依次输出4mA、8mA、14mA、18mA、20mA并记录对应端电压值，作为此比例阀整定数据，以供以后对比分析。

1.3.2 机组投产运行阶段

机组投产运行后，RR厂家已将PLC程序强制输出比例控制阀4-20mA电流信号功能取消且我们无权限强制ECS程序变量，我们使用信号源Fluke 744手动输入4-20mA电流信号代替PLC强制;断开OF4I模块电流信号输出端，将Fluke744 Source正负表笔分别连接线标116、117即可。

处理结束后，重新启机进入到清吹转速阶段，35秒左右燃气发生器主速轴GG NH转速上升到3000RPM。

结果表明，重新整定比例阀参数后液压马达在设定时间内达到清吹转速，故障排除。

2  点火过程T455升温不均

T455温度探头用于测量燃气发生器排气温度，沿排气环安装有17组三元件热电偶，各个热电偶被接在燃气发生器附件的接线盒中。此17组热电偶温度信号输出提供燃气发生器的温度显示、信号监控及发动机控制系统完成相应控制功能。监控系统有两项功能，一为排气温度达到预设值时提供报警，另一为达到其他不正常值时，启动脱离逻辑，使得燃气发生器停车。

2.1 故障现象

3#机组启机运行至点火阶段时，点火后出现第5、14组共4个探头报警FC：Input TC：26GG455_05A、05B、14A、14B报警，进而出现T455 Average Signal Failure Delayed SD跳机信号。

2.2 原因分析

①此两组热电偶故障。

②回路故障。

③GG燃料喷嘴工作不正常。

④燃料气不洁。

⑤其他参数设置不合理。

2.3 处理办法

①使用Fluke 754检查信号回路，确认回路正常。

②机组停机后，查看T455 17组热电偶温度趋势图，除GG点火时段05号热电偶与其他组热电偶温度相差较大外，其余时段基本相同，判断此热电偶本体无故障。

③因3#机组与2012年10月份已做孔探作业，确认燃料喷嘴正常，且孔探作业后本次启机为首次启机。

④强制打开20FGESI进行燃料气吹扫，重新启机后仍出现T455 Average Signal Failure Delayed SD跳机信号。

⑤分析发现05和14号热电偶正好是对称分布，判断原因为：点火成功后，此两热电偶区域温度上升较慢，导致点火成功后6秒后出现T455温度偏差较大造成停机。

为避免启机点火至液压马达脱扣期间GG排气温度上升不均匀，考虑调整ECS控制程序中两个参数：

Turning.qgst_step（Gas start step fuel flow， KW）：GG点火时燃料气供应量（换算成做功功率）。

Turning.hsc_psct_gas（Hyd. Starter control Purge to Starter cut time with gas fuel ，sec）：液压马达控制GG清吹转速至脱扣的工作时间。

查看3#机组点火时间约为10秒左右，时间偏长，点火时间推荐值为3-5秒。调整燃气发生器GG点火开始燃料气供应量Turning.qgst_step由2640kW增加到2840kW，使得点火时间减少。对于其余机组，若点火时间太短，可适当减少此值以延长点火时间，2#机组点火时间为0.8秒，时间偏短，此值由2640kW减少至2440kW。

延长液压马达控制清吹转速2900转/分至GG脱扣转速4500转/分的时间。延长马达做工时间与燃料气供给量为互锁关系，调校手段无法单一实施，通过试凑法和工程经验调节，将Turning.hsc_psct_gas由20秒延长至25秒，液压马达做功增大，燃料气供给量减少使得点火后GG排气温度上升速度减慢。

修改参数后，重新启机成功，比较查看T455排气温度趋势图。

调整燃料气供给参数后，点火后检测GG T455排气温度17组探头温度偏差明显减小，达到机组ECS设定要求。故障处理说明造成此次故障的原因是点火期间燃料气供气量过大导致燃料气燃烧不充分，造成温度上升不均匀，重新整定点火期间燃料气量配比后故障排除。

3  结束语

机组启机开始，清吹、辅助系统准备、工艺阀门控制、液压马达拖转到点火、升速直至启机成功，全面考验了机组各系统的工作状况;新投产机组正处于磨合期，机组故障出现的概率在生命周期中概率较高，一方面要求我们按照相关管理规定及规程做好机组的运行维护工作，另一方面也对我们机组专业水平提出了更高的要求，我们将一如既往，刻苦钻研，不断提高机组自主运维水平。

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