发电机功率异常引发燃气轮机超温跳机的原因分析.pdf

第32卷第3期
华电技术
Vol 32 No. 3
2010年3月
Huadian Technology
Max.2010
发电机功率异常引发燃气轮机超温跳机的原因分析
吴凡
(杭州华电半山发电有限公司,浙江杭州310015)
摘要:分析了S109FA燃气蒸汽联合循环机组因发电机功率异常引起燃机超温跳机的原因,有针对性地提出了解决该
问题的有效方法,该方法可为其他S109FA机组处理同类问题提供参考。
关键词:联合循环;发电机功率异常;燃机超温跳机;预防对策
中图分类号:TK478
文献标志码:B
文章编号:1674-1951(12010)03-0070-03
问题的提出
的某个值(根据2功率变送器中最大值的10%或者
3MW高选)。当时发电机功率信号 DWATT(2个功
S109FA蒸汽一燃气联合循环发电机组为大型率变送器的高选值)从30MW下降到-3.5MW后
単轴天然气发电机组,由9FA燃气轮机、D10蒸汽又恢复到36MW,历时2s左右。2008-02-15T
轮机、三压无补燃余热锅炉、390H氢冷发电机等411:46,在机组启动过程中,进行到汽轮机高、中、低
部分组成,单台容量390MW。为保证联合循环机组压系统进汽完毕,联合循环机组准备升负荷阶段时,
的安全运行,机组设置了一系列保护功能。其中,为出现FSR(燃料行程基准)限制为30%FSR无法增
保护燃气轮机不因过热而发生损害,专门设置了燃加负荷的情况。经过热控及电气人员的检查,判断
气轮机超温保护,这是一个后备系统,仅在燃气轮机为因报警信号Q1273置1,导致机组无法增加FSR
温控回路发生故障时起作用。在正常情况下,燃气而该报警信号需要机组主复位才能消除。2008
轮机应在温控回路的控制下运行。一旦燃气轮机排02-15T12:39:53.639机组负荷114MW,进行了
气温度超过温控限制值,燃气轮机超温保护将起作机组主复位操作后,出现FSR瞬间快速上升(3.5s
用,切断燃料遮断停机,可避免造成燃气轮机热通道内FSR从30%FSR上升到66%FSR)导致燃气轮机
部件的损坏。在机组运行中,可能引起燃气轮机排排气超温而出现无法控制的局面,2008-02-15T
气温度超温的原因有很多,本文介绍的因发电机功12:39:59.001机组因燃机排气超温跳机,当时负荷
率异常引起燃气轮机超温的原因虽非常见,但却值为192MW。
得重视。本文有针对性地提出了处理对策,供同类3原因分析
型机组参考
要分析此次燃气轮机排气超温跳机的原因,首
2故障的起因
先要从燃气轮机MKWI的主控制系统说起。MKVI
2008-02-05T10:09,杭州华电半山发电有设置了以下7种自动改变燃气轮机燃料消耗率的主
限公司“3机组启动,2008-02-15T10:35并网,控制系统:启动控制系统( Start Up);转速控制系统
2008-02-15T10:37:47.021燃机报警信号(Sped);温度控制系统( Temperature);加速控制系
Q』1273置1,内容为: FSR LMITED DUE TO DWAMT统( Acceleration);停机控制系统( Shut Down);压气
XDUCEIR FAILURE(燃料行程基准因功率变送器故机压比控制系统( Compressor Ratio);输出功率控制
障受限),当时,机组实际起作用的FSRN(转速控制系统(Dwa)
燃料行程基准)为28.5%FSR。在2008-02-15T
每个系统输出相应的燃料行程基准(指令)FSR
10:37:47.061至2008-02-15T10:37:47.460将( Fuel Stroke Reference)分别为:启动控制燃料行程
近0.4s的时间间隔内,燃机报警信号Q1318唱い,基准 FSRSU;转速控制燃料行程基准FSRN;温度控
内容为 MEGA WATT TRANSDUCER SIGNAL TROU
制燃料行程基准FSRT;加速控制燃料行程基准FS
BLE(功率变送器信号故障),含义为 DWATTI和RACC;停机控制燃料行程基准 FSRSD;压气机压比
DWAm?2这2个功率变送器的差值大于3MW以上控制燃料行程基准 FSRCPR(或 PSRCPD);输出功
率限制燃料行程基准 FSRDWCK。
收稿日期:2009-1-17
此外,还设置了手动FSR控制,输出信号为
第3期
吴凡:发电机功率异常引发燃气轮机超温跳机的原因分析
FSRMAN。8个FSR基准量进人最小值选择『」,选目的
出8个FSR中最小值作为输出,以此作为该时刻实
在正常情况下,机组解列后5s内, FSRDWCK
际执行用的FSR控制信号指令。尽管任何时候这8输出30%FSR与FSR_LAST(通常是解列前功率在
个系统各自都在运算和输出,但某一时刻只有一个2MW以上当时的FSR保留值)中的高选值,起到限
系统的输出能够通过最小值选择门,所以,只有这一制FSR输出值的作用。
个指令才能发挥控制机组燃料量的作用。
在异常情况下,一旦出现机组并网后发电机功
下面再分析一下报警信号Q1273 FSR LMMIITED率变送器持续5s不大于2MW,那么, FSRDWCK1
DUETO DWATT XDUCER FAILURE(燃料行程基准输出到 FSRDWGK,此时 FSRDWCK达到了限制
因功率变送器故障受限)产生的原因。
FSR量值的作用。同时,发出通报报警信号Q1273
每台机组的2个功率变送器9%CG-1和9%CW
(FSR LIITED DUE TO DWATT XDUCER FAIL-
的输出经过高选作为发电机功率 DWAMT的输出。
URE
机组并网以后,只要 DWATYTN>2MW(DWK
2008-02-15T10:37:47.021,杭州华电半山
LT),L3 DWBCOK就置1( Megawatt Transducer Sig-发电有限公司“3机组刚并网2min,由于发电机功
nal Normal After Synch),表示发电机功率变送器率变送器信号连续5s以上低于2MW(事后发现该
正常。
功率变送器反映的是真实的功率信号,当时,在机组
反之,当机组并网后(IS2CX=1),一旦出现并网后的确出现了短暂的逆功率现象,原因还未査
LB3 WBCOK为0,就表示发电机功率变送器出现故明),触发了报警Q1273( FSR LITED DUE T0
障,经过5s(K3 DWBCOKYZ)仍然不能恢复正常
DWAMT XDUCER FAILURE),使 FSRDWCK的值从
导致I3 DWBCOK YZ=1( Megawatt Transducer Signal100%FSR切换为30%FSR。由于当时的最小值FS
Normal After Synch T.D)。该信号在机组并网25sRN为28%FSR,因此,实际的FSR选择并保持了
后(L52CXZ=1)的相应条件下将一直保持到机组28%FSR,机组燃料量的控制未出现变化。直到
主复位动作。
2008-02-15T11:46,当时机组负荷为102MW,
3 DWBCOKYZ=1,则I3DWCK=1(意味着功TNR(转速控制基准 Speed Control Reference)为
率变送器异常),这时机组已经在并网条