燃气轮机油箱负压逻辑隐患分析及优化策略

宦林

摘要：通过对燃机油箱排烟风机启停及油箱负压保护逻辑分析，着重解析燃机运行過程中油箱负压变化及保护动作情况，指出保护逻辑中存在的易导致机组异常停机的隐患，进行针对性优化改善，为燃机安全稳定运行提供帮助。

关键词：燃机;油箱负压;逻辑;排烟风机;隐患;优化

具有联合循环效率高、自动化程度高、环境污染小、启停快速灵活、调峰性能优越等优点的燃气轮机发电得到快速发展。由于燃气轮机自动化水平高并配备了较为完备的保护，包括燃机跳闸、自动停机等逻辑保护，控制系统可靠性直接关系到机组的安全运行水平。本文着重分析燃气轮机油箱负压保护逻辑及其设计隐患，针对性进行逻辑和运行优化，确保机组安全运行。

1系统概况

燃机润滑油系统是燃气轮机中必备重要的工作系统，燃机润滑油箱顶部配置两台排油烟风机，其作用：1、润滑油回油温度较高，将产生的油烟及时排出油箱;2、将润滑油中积聚的水汽排出油箱;3、防止油烟积聚油箱压力上升，造成回油不畅，轴承积油着火。GE燃气轮机采用SPEEDTRONIC燃气轮机控制盘、Mark VIe 一体化控制系统，润滑油箱排烟风机入口设有负压调节挡板，燃机运行时通过调节负压挡板开度维持油箱负压在合适的范围内，控制系统中设置油箱负压低燃机自动停机保护，润滑油箱负压情况对燃机安全运行至关重要。

2隐患分析

2.1 油箱负压保护逻辑隐患。燃机润滑油箱负压低自动停机保护逻辑中a_96qv1为燃机油箱负压模拟量测点，L94QQV为燃机自动停机信号，当燃机润滑油箱排烟风机运行时油箱负压压力值高于保护值（-2kPa）时，触发油箱负压低信号（L63QVLY），保护动作燃机自动停机降负荷直至发电机解列。a_96qv1取自燃机润滑油箱真空压力变送器，为单测点保护，极易受取样管路泄漏或测点故障影响导致保护误动作。根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》规定，所有重要的主、辅机保护都应采用“三取二”的逻辑判断方式，燃机润滑油箱负压低保护设置不符合该要求规定，存在安全隐患。

2.2 油箱负压低保护逻辑设置不合理。以燃机润滑油箱1号排烟风机启动逻辑为例，逻辑中L4QV1A为1号风机启动信号，1号风机油箱负压低联锁启动条件为：L63QVLY*L4QVRUNZ*～LAG1BQV*L4QVRUN，LAG1BQV为2号风机选择备用风机状态信号，当选择1号风机为备用风机时，LAG1BQV=0，L4QVRUNZ为排烟风机启动允许条件满足后延时2秒信号，L63QVLY为油箱负压低信号，L4QVRUN为排烟风机允许启动信号，即当燃机正常运行时油箱负压低联启备用排烟风机，但其负压低触发信号仍然使用L63QVLY，该信号触发时不仅联启备用风机并且触发燃机自动降负荷，导致在启动备用风机的同时燃机执行自动降负荷指令，轻易将异常范围扩大。燃气轮机作为分布式能源重要组成部分，尤其作为并网机组，由于设备故障解除AGC降负荷会影响电网、热网负荷及其安全运行。

2.3 未设置油箱负压低预报警信号。在燃机油箱负压系统逻辑中仅设置了油箱负压高（L63QVH）、燃机自动停机（L94QQV）、备用风机启动（L86QV）报警信号，未设置油箱负压低报警信号，当燃机油箱负压低异常发生时值班人员无法及早发现并及时处理，直到停机报警出现，延误了异常发生最佳处理时间，易造成异常事件的扩大。

3优化策略

3.1 通过对燃机逻辑的整理及分析，燃机设计的保护逻辑往往更多的考虑是保证设备安全，只要保护条件达到立即停机，没有考虑到保护误动的可能性和逻辑优化。随着燃气轮机国产化进程的推进，考虑到国内外燃机运行环境及系统部件的差异化，燃气轮机运行维护人员需要考虑在保证主设备安全的情况下避免燃机保护误动停机，持续深入排查燃机逻辑隐患，根据主辅机设备实际情况，修改保护定值、增加保护测点、优化保护逻辑，对涉及重要保护、不符合工艺要求的设备、易出故障的保护测点探头等进行更换，或在保护逻辑中增加预防性报警信号。

3.2 在燃机润滑油箱上部新增加2个带一次阀的油箱负压变送器取压管路，取压管路与变送器相连，并按规范将两支变送器支架固定牢靠，在控制系统中添加两个油箱负压测点a_96qv2、a_96qv3，油箱负压低逻辑判定条件更改为油箱负压测点三取二压力值高于保护值且是好点。

3.3 燃机正常运行时油箱负压一般维持在-3.5kPa至-3kPa区间，在燃机控制系统中增加油箱负压压力值高于-2.5kPa预报警信号，当负压低时提前提醒值班人员及时处理，查找原因，手动调整油箱负压或增启油箱排烟风机，保证油箱负压不超限。

3.4 在燃机油箱负压低自动停机保护逻辑中增加延时模块（延时60秒），当燃机油箱负压低联启备用风机，此时延时模块计数器开始计时，若备用风机启动60秒后油箱负压低信号仍然存在，则燃机触发油箱负压低保护自动停机。增加延时模块后可以有效避免燃机停机保护误动作。

3.5 加强燃机油箱负压监视，值班人员做好事故预想，油箱负压异常下降时及时查找原因采取临时措施。即使油箱负压保护动作燃机自动降负荷，从开始降负荷到停机时间大约有10分钟，值班人员有足够时间处理，但需时刻保持冷静，避免忙中出错，在机组解列前将燃机油箱负压恢复即可避免燃机解列，重新恢复机组负荷。

4结语

本文通过对燃机油箱负压系统控制、保护逻辑进行分析，对其中存在的隐患及设计不合理的地方进行合理优化，实践表明可以有效降低燃机润滑油系统的故障率，提高了机组运行稳定性。

参考文献：

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