菱M701F4燃气—蒸汽联合循环机组跳机保护分析

摘 要：三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组的启动、停机以及正常的运行过程都已基本实现自动控制，特别是燃气轮机，可以说是基本不需要运行人员的手动干预，主要的工作是要加强对相关参数的监视，及时发现设备异常，并根据设备异常情况进行及时处理。本文主要对三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组的跳机保护进行分析说明，对正确判断机组在运行过程中的异常情况，保证机组安全稳定运行具有重要意义。

关键词：M701F4；燃气轮机；跳机保护

1、引言

燃气-蒸汽联合循环机组有着清洁环保、效率高、自动化程度高等优点，其装机容量逐年上升。尽管三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组的自动化程度较高，热工保护是机组稳定运行的重要保障，对其跳机保护有较深刻地认识，可以对机组运行过程中各种异常情况进行正确地分析。

2、燃气轮机相关跳机保护

（1）阀门异常：满足任一条件跳机

a）HPSV，HPCV，IPCV，LPCV 中有一个或以上的指令与阀位反馈偏差的绝对值>20%，延时10秒；

b）IGV或燃烧器旁路阀指令与阀位反馈偏差大于5%，延时10秒；

c）顶环、主A、主B、值班流量控制阀指令与反馈偏差大于5%，延时10秒；

d）燃气压力控制阀A、B指令与反馈偏差大于5%，延时10秒；

（2）主润滑油泵全停

运行中主润滑油泵A和B全停，延时2秒机组跳闸。

（3）电超速

当5号轴承处三个转速测点两个超过3300rpm时，或者当2号轴承处三个转速测点两个超过3330rpm时，机组跳闸。

（4）燃机排气温度控制偏差大

燃机排气温度测点共六个，减去一个最小值，取平均值A。根据燃烧室的压力经过压气机进气温度的修订，计算出燃机排气温度控制值B，若A减去B大于45，机组跳闸。

（5）燃机排气温度高

六个燃机排气温度测点，减去一个最小值取平均若高于660，机组跳闸。

（6）BPT控制偏差大

20个BPT温度测点，减去最大最小两个值，取平均值A。另外，逻辑根据燃烧室的压力经过压气机进气温度的修订，最终计算出一个燃机BPT控制温度B，如果A减去B大于45，机组跳闸。

（7）BPT温度高

20个BPT温度测点，减去最大最小值，取平均值若高于680℃，机组跳闸。

（8）BPT温度变化大

1）顶环燃料点火120秒后且并网60秒后（以下条件同时满足跳机）

a）某BPT温度比平均温度低60℃或高60℃（低负荷）/30℃（高负荷），延时30秒；

b）相邻BPT温度比平均温度高20℃或低30℃，延时30秒；或相邻BPT温度减平均温度差值的变化率绝对值>1℃/min，延时12.5秒。

2）点火120秒后至并网前（以下条件同时满足跳机）

a）BPT平均温度>300℃；

b）某BPT温度比平均温度低90℃。

（9）润滑油压力低

润滑油母管三个压力两个低于0.169Mpa，机组跳闸。

（10）燃机排气压力高

三个排气压力两个高于6.86Kpa，机组跳闸。

（15）推力轴承磨损

转子轴向位移>0.8mm（燃机侧）或<-1.5mm（汽机侧），机组跳闸。

（11）燃烧室压力波动大：满足任一条件跳机

a）24个压力波动传感器中2个高于跳闸限；

b）有2个压力波动传感器达报警值，燃气轮机甩负荷至165MW后，仍有某频段两个或以上传感器超过预报警值。

（12）润滑油供油温度高

三个润滑油供温度两个高于70℃，机组跳闸。

（13）轴承振动高

当任一轴承X和Y向振动均超过200μm 或其中一个超过200μm且另一个异常，机组跳闸。

（14）防喘放气阀故障：满足任一条件跳机

a）启动令后20秒，高压防喘放气阀没有全关；

b）机组转速2815rpm后20秒或者额定转速后，中压或者低压防喘放气阀没有全关；

c）中压或者低压防喘放气阀在机组降速到2800rpm后3秒内没有全开；

d）启机时，中压或低压防喘阀没有打开，延时3秒。

（15）低频保护

机组并网运行时，转速≤2820rpm（47Hz），延时0.1秒机组跳闸。

（16）启动装置异常：满足任一条件跳机

a）启动装置接启动令后在30秒内未启动；

b）启动装置接停运令后120秒内未停运；

c）机组启动过程中，熄火后延时2秒，启动装置仍在运行。

（17）发电机保护

（18）火灾保护

燃机罩壳或FG单元内三个火灾探测器两个感应到火灾，机组跳闸。

（19）熄火保护：满足任一条件跳机

a）点火后并网前，任一燃烧器（#18、#19）上的两个火焰检测器均检测不到火焰；

b）发电机出口断路器合闸后根据中压主汽进汽压力三取中计算出汽轮机占机组负荷比例减去发电机负荷的百分数，差值大于13%，机组跳闸。

（20）天然气供气压力低

三个天然气压力开关两个压力低于2.1MPa，延时1秒机组跳闸。

（21）燃机罩壳燃气泄漏

燃机罩壳内三个燃气检测探头中二个检测到燃气浓度高于25%LEL时，机组跳闸。

（22）TCA疏水液位高

TCA三个疏水液位两个高于725mm，机组跳闸。

（23）FGH疏水液位高

点火后，FGH（A）或FGH（B）三个疏水液位两个高于476mm，延时1秒机组跳闸。

（24）TCA流量低

未带负荷时，根据TCA入口水温计算出TCA需要的冷却水流量A；带负荷时，根据燃机负荷逻辑计算出TCA需要的冷却水流量A；若实际测量的给水流量经过给水温度修正后的值B低于A值，延时10秒机组跳闸。

（25）压气机入口温度低

三个压气机入口温度两个低于-25℃，机组跳闸。

（26）压气机进气滤网内部压力低

三个气机进气滤网内部压力两个低于-25Kpa，机组跳闸。

3、其它相关跳机保护

（1）凝汽器真空压力低

凝汽器三个真空压力开关中两个检测到凝汽器真空低于-74Kpa，机组跳闸。

（2）低压缸排汽温度高

三个低压缸排气温度两个高于120℃，机组跳闸。

（3）安全油压力低

当三个安全油压力开关两个低于6.9Mpa，机组跳闸。

（4）锅炉相关保护：满足任一条件跳机

a）高压汽包水位高于203mm，延时5秒。

b）高压汽包水位低于-632mm，延时30秒。

c）中压汽包水位高于203mm，延时5秒。

d）中压汽包水位低于-458mm，延时90秒。

e）低压汽包水位高于203mm，延时5秒。

f）低压汽包水位低于-1156mm，延时30秒。

4、结束语

三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组运行稳定，自动化水平较高，但是其热工保护也难做到十全十美，也有需要运行人员特别注意的地方。平时努力提高对热工保护的认识，可以有效保障机组安全稳定运行。■

参考文献

[1] 吴海滨. M701F燃气轮机主控制系统分析[J]. 燃气轮机技术，2006（9）.

[2] 广东惠州天然气发电有限公司. 大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行[M]. 北京：机械工业出版社，2013.

作者简介：吴凯（1987-），男，汉族，浙江杭州人，副值，工学硕士，单位：杭州华电江东热电有限公司，研究方向：电厂运行。

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