（東亞電力（廈門）有限公司，福建 廈門 361102）

0 引言

某燃?xì)怆姀S為西門子V94.3A單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，壓氣機(jī)為軸流式風(fēng)機(jī)，與發(fā)電機(jī)同軸同速。運(yùn)行中當(dāng)壓氣機(jī)內(nèi)空氣流量減小到一定程度時(shí)，壓氣機(jī)會(huì)產(chǎn)生非正常振動(dòng)，即喘振現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致葉片斷裂、設(shè)備損壞。燃機(jī)防喘系統(tǒng)是避免壓氣機(jī)發(fā)生喘振現(xiàn)象的重要保護(hù)設(shè)備，當(dāng)防喘差壓高于3 kPa時(shí)，機(jī)組跳閘并打開防喘閥放氣，排出多余空氣，使壓機(jī)氣遠(yuǎn)離喘振區(qū)域，保障設(shè)備安全[1]。

1 防喘系統(tǒng)簡介

防喘系統(tǒng)由2臺(tái)防喘空壓機(jī)，2臺(tái)空氣干燥器，1個(gè)儲(chǔ)氣罐，3臺(tái)防喘閥以及熱工儀表等共同組成。燃機(jī)防喘系統(tǒng)簡圖如圖1所示。防喘空壓機(jī)單獨(dú)為防喘閥提供壓縮空氣，保證防喘閥在機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行階段有穩(wěn)定氣源。由于電廠投用以來防喘系統(tǒng)逐步暴露出設(shè)計(jì)缺陷，因此在工作中逐步對系統(tǒng)進(jìn)行了改造優(yōu)化，總結(jié)完善了故障防范措施，保證了防喘系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2 燃機(jī)防喘系統(tǒng)優(yōu)化改造

2.1 防喘空壓機(jī)聯(lián)起定值優(yōu)化

燃機(jī)空壓機(jī)啟停由2臺(tái)壓力開關(guān)控制。原始設(shè)計(jì)為當(dāng)系統(tǒng)壓力低于8.5 bar時(shí)，聯(lián)鎖啟動(dòng)空壓機(jī)；系統(tǒng)壓力升壓至9.2 bar左右時(shí)，空壓機(jī)停運(yùn)。在機(jī)組啟停階段防喘閥切換時(shí)，空壓機(jī)會(huì)同時(shí)頻繁啟動(dòng)。為節(jié)約能耗，延長空壓機(jī)使用壽命，滿足一用一備運(yùn)行要求，因此對空壓機(jī)聯(lián)起定值進(jìn)行優(yōu)化；將壓力開關(guān)聯(lián)起定值分別調(diào)整為8.4 bar（PS03）和8.6 bar（PS04），避免2臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，新增了空壓機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)報(bào)警的邏輯，實(shí)現(xiàn)了一用一備功能。

2.2 燃機(jī)空壓機(jī)定期切換功能改造

2臺(tái)燃機(jī)空壓機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)沒有定期切換功能，優(yōu)化啟動(dòng)定值后，空壓機(jī)一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。按照設(shè)備定期工作要求，重要設(shè)備每季度定期輪換主備運(yùn)行方式，防喘空壓機(jī)出廠沒有設(shè)計(jì)定期切換功能，每次切換時(shí)需要熱控人員配合調(diào)整2臺(tái)聯(lián)起壓力開關(guān)定值。這種方式無法在線自動(dòng)切換，也容易損壞壓力開關(guān)。利用機(jī)組檢修時(shí)間，對防喘空壓機(jī)定期切換方式進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)切換功能。改造方法為DCS畫面增加切換按鈕，就地裝設(shè)接線箱，加裝24 V繼電器R1，從DCS盤柜DO卡件拉電纜到接線箱，接到繼電器電源端子，1臺(tái)聯(lián)起壓力開關(guān)在每臺(tái)空壓機(jī)啟動(dòng)回路并聯(lián)，繼電器常開常閉2組觸點(diǎn)用互鎖方式串入壓力開關(guān)回路中，回路圖見防喘空壓機(jī)自動(dòng)切換簡圖，如圖2所示，繼電器沒接收到切換指令時(shí)，1號(hào)空壓機(jī)聯(lián)起壓力PS03起作用，2號(hào)空壓機(jī)聯(lián)起壓力開關(guān)PS04起作用，此時(shí)2號(hào)空壓機(jī)優(yōu)先啟動(dòng)，繼電器發(fā)出切換指令后，R1切換繼電器帶電，觸點(diǎn)吸合，此時(shí)1號(hào)空壓機(jī)回路聯(lián)起壓力開關(guān)PS04，2號(hào)空壓機(jī)回路聯(lián)起壓力開關(guān)PS03起作用，1號(hào)空壓機(jī)優(yōu)先啟動(dòng)，通過改造實(shí)現(xiàn)了燃機(jī)空壓機(jī)遠(yuǎn)方自動(dòng)切換功能，無須隔離設(shè)備頻繁調(diào)整壓力開關(guān)定值實(shí)現(xiàn)，彌補(bǔ)了設(shè)計(jì)缺陷。

圖1 防喘系統(tǒng)簡圖

表1 燃機(jī)空壓機(jī)保護(hù)定值（附表）

2.3 增加防喘系統(tǒng)監(jiān)視功能

燃機(jī)防喘空壓機(jī)沒有設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程壓力監(jiān)視功能，運(yùn)行中如果出現(xiàn)泄漏等異常情況，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和干預(yù)。優(yōu)化改造方法：加裝壓力變送器，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)為4 mA～20 mA的電流信號(hào)遠(yuǎn)傳到模擬量采集卡件，組態(tài)DCS模擬量通道，防喘監(jiān)視畫面添加壓力顯示及報(bào)警功能，壓力低于8.2 bar設(shè)置提示報(bào)警。優(yōu)化改造后，運(yùn)行人員可以監(jiān)視防喘系統(tǒng)壓力，避免因設(shè)備泄漏或故障造成系統(tǒng)持續(xù)泄壓以及因不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理而使空壓機(jī)壓力無法完成低三取二跳燃機(jī)保護(hù)邏輯動(dòng)作引發(fā)的機(jī)組跳閘等不安全事件?？諌簷C(jī)三取二保護(hù)邏輯如圖3 所示。

2.4 防喘空壓機(jī)壓力測點(diǎn)改造

防喘空壓機(jī)壓力測點(diǎn)存在以下2點(diǎn)設(shè)計(jì)缺陷：1）壓力開關(guān)裝在空壓機(jī)本體支架上，空壓機(jī)啟停運(yùn)行過程中存在振動(dòng)，開關(guān)觸點(diǎn)在振動(dòng)環(huán)境容易誤動(dòng)作，定值漂移誤報(bào)警。優(yōu)化方法是制作儀表支架，儀表架固定在地面，壓力測點(diǎn)從空壓機(jī)本體支架上脫離，避免振動(dòng)導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)及觸點(diǎn)損壞。2）防喘空壓機(jī)壓力開關(guān)取樣管路存在設(shè)計(jì)缺陷，1根取樣管帶5臺(tái)壓力開關(guān)，風(fēng)險(xiǎn)集中，取樣管堵塞或管路泄漏，整個(gè)回路壓力開關(guān)測量值都會(huì)偏低，壓力低保護(hù)誤動(dòng)引發(fā)燃機(jī)跳閘。優(yōu)化方法為啟用儲(chǔ)氣罐備用取樣口，制作3根取樣管，將壓力低保護(hù)開關(guān)分別安裝到3個(gè)取樣管路，保證三取二保護(hù)邏輯的可靠性。每臺(tái)開關(guān)能單獨(dú)隔離，分散取樣，確保單個(gè)測定故障能及時(shí)隔離處理。壓力開關(guān)PS0X對應(yīng)關(guān)系如燃機(jī)空壓機(jī)保護(hù)定值（表1）所示，取樣管路改造前后對比，如圖4所示。

3 燃機(jī)防喘系統(tǒng)典型故障處理

3.1 防喘閥泄漏引發(fā)的空壓機(jī)頻繁啟動(dòng)

圖2 防喘空壓機(jī)自動(dòng)切換簡圖

圖3 燃機(jī)空壓機(jī)壓力低三取二保護(hù)邏輯

圖4 取樣管路改造前后對比

燃機(jī)空壓機(jī)為防喘閥提供工作氣源，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，燃機(jī)轉(zhuǎn)速是防喘閥打開與關(guān)閉的邏輯條件，防喘閥帶電關(guān)閉。啟動(dòng)過程中，當(dāng)燃機(jī)轉(zhuǎn)速大于40 Hz時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉9級(jí)防喘閥MBA43AA051；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于49 Hz時(shí)自動(dòng)關(guān)閉5級(jí)防喘閥MBA41AA051和MBA42AA051。按照燃機(jī)運(yùn)行規(guī)程，空壓機(jī)啟停間隔要大于3 h，而運(yùn)行中防喘閥內(nèi)漏，會(huì)使空壓機(jī)啟動(dòng)間隔小于20 min。內(nèi)漏原因?yàn)殚y體內(nèi)密封圈因高溫老化，而導(dǎo)致氣缸或電磁閥內(nèi)漏。防喘系統(tǒng)原設(shè)計(jì)3臺(tái)防喘閥共用1根氣源管路，防喘閥沒有單獨(dú)的隔離閥，為了快速查找內(nèi)漏原因，優(yōu)化了氣源管路隔離方式，每個(gè)閥門前加裝二次閥，平時(shí)拆掉手柄，防止有人誤操作。查找時(shí)關(guān)閉每個(gè)閥門前二次閥，單獨(dú)隔離防喘閥，這樣能快速判斷出內(nèi)漏閥門。檢修方式由最初的換電磁閥換氣缸，優(yōu)化為先將電磁閥解體，保留電磁閥全金屬底座，更換線圈部分，確認(rèn)電磁閥本身是否存在內(nèi)漏，再?zèng)Q定是否更換氣缸。查找判斷時(shí)間由一整天縮短到30 min內(nèi)，大大提高了檢修工作的時(shí)效性，為防喘系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行提供了保障。

3.2 防喘閥保護(hù)信號(hào)防誤動(dòng)改造

防喘電磁閥帶電閥門關(guān)閉，機(jī)組曾發(fā)生過運(yùn)行階段電磁閥電源丟失，防喘閥打開，觸發(fā)燃機(jī)停機(jī)邏輯，機(jī)組緊急停機(jī)事件。故障原因?yàn)?級(jí)防喘電磁閥電源插座振動(dòng)斷裂，電源丟失，9級(jí)防喘閥打開。檢查發(fā)現(xiàn)，每次閥門開關(guān)時(shí)振動(dòng)大，同時(shí)罩殼內(nèi)的高溫環(huán)境也容易使固定螺紋軟化。針對此種情況在電磁閥插座位置加裝了防脫抱箍，完全避免了電源連接位置因振動(dòng)松脫。

防喘閥反饋信號(hào)連接采用航空插頭方式，如果運(yùn)行中航空插頭松脫，關(guān)信號(hào)同時(shí)消失，關(guān)限位三取二保護(hù)邏輯觸發(fā)燃機(jī)順控停機(jī)，為避免該種情況發(fā)生，取消了航空插頭，加裝中間接線盒，開關(guān)反饋信號(hào)在端子排上接線，消除了因航空插頭振動(dòng)脫落，發(fā)生保護(hù)信號(hào)誤動(dòng)作的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

通過對燃機(jī)防喘系統(tǒng)不斷優(yōu)化，確保了熱工保護(hù)回路動(dòng)作可靠，在優(yōu)化過程中消除了潛在的故障點(diǎn)，并且不斷總結(jié)改進(jìn)檢修工藝，大大提高了檢修效率。優(yōu)化后防喘系統(tǒng)工作正常，空壓機(jī)滿足3 h啟停要求，防喘閥動(dòng)作可靠，為2臺(tái)燃機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。