韩春　李昕

摘 要：西门子9F燃机气动模块压力低保护和燃机紧急跳闸按钮是西门子燃机主保护的重要组成部分，这两套保护的可靠性直接关系着燃机运行的可靠性和稳定性，然而西门子9F燃机的常规设计中，这两套保护都存在较高的误动风险。

关键词：燃机气动模块;紧急跳闸按钮

前言：浙江浙能天然气热电有限公司两台燃机为 430MW SIEMENS- SCC5-4000F单轴联合循环机组，由 SGT5-4000F（X）型燃气轮机、TCF1型三压再热系统的双缸双流式汽轮机、THDF108/53 型氢冷发电机、和SG-273.1（61.3）（53.8）/12.91（3.28）（0.29）-Q8102型三压再热无补燃卧式的自然循环余热锅炉组成。分别于2013年7月28日和12月30日投产运行。机组商业运行后，本厂热工专业对两台燃机进行了全面的热工可靠性分析与优化。

一、燃机气动模块保护优化

为保证机组安全、可靠启停和正常运行，防喘放气阀的动作可靠性尤为重要。燃机气动模块作为防喘放气阀的气源，其性能的可靠与否直接关系到机组的安全性。本次燃机空压机保护优化工作在提升燃机气动模块运行稳定性、易于监视参数、降低跳机事故概率等方面有着至关重要的作用。

本厂燃机气动模块，内设两条压缩空气工艺线，按一开一备的冗余方案设计（2×100%），每条工艺线均包括有压缩机、冷却式干燥器和过滤器。每条线均具有 100%的生产能力来确保燃机防喘放气阀具有充足的仪用压缩空气供应，且每条空气压缩工艺线均单独配置 1 只就地控制箱，用于对该条线上设备运行的控制以及与燃机控制系统的通讯联系。

燃机气动模块一共有五个压力开关，分别用于对燃机空压机储气罐压力低报警、跳机和启停空压机。其中压力开关 MBX24CP003和 MBX24CP004 分别用于两台压缩机的启动和停机，这两个压力开关具有相同的设定值（8.5bar）。压力开关 MBX24CP001/002/008用于监控储气罐压力。当储气罐压力低于压力开关 MBX24CP001的压力设定值（7.0bar）时，则产生 “压力低”报警信号。如果缓冲罐压力继续降低，低于压力开关 MBX24CP002 和 MBX24CP008 的压力设定值（6.7bar）时，则产生 “压力低低”报警信号，此三个压力开关信号三取二后进跳机保护逻辑。

本厂自基建以来，在多年实际运行过程中，通过本专业隐患排查工作以及相关资料分析研究，总结了本厂燃机气动模块存在以下几个方面的问题：

1、DCS画面无燃机空压机储气罐压力指示，运行人员在实际操作过程中可能因无法实时监测储气罐压力而导致误判断甚至误操作。

2、用于储气罐压力低报警、跳机的三只压力开关与启停空压机的两只压力开关取样管均为同一根压缩空气管道，一旦发生取样管路发生泄露， 则可能产生误报警信号甚至误跳机信号。

3、两只控制空压机启停的压力开关校验后存在一定的偏差（允许范围内），两年多来两台空压机的启动次数出差明显的差异，其中一台基本没有启动过。

针对以上问题，专业组技术人员经过反复研究分析采取以下措施进行燃机空压机保护优化：

1、在储气罐压力表取样管处引出一路，增加一个压力变送器，将储气罐压力值送至DCS画面进行模拟量监测。

2、将原本串联连接在同一取样回回路中的中的五个压力开关，通过压力表取样口，储气罐备用取样口进行分开连接，其中用于压力“低低报警”的压力开关MBX24CP001通过三通阀接入压力表和压力变送器取样管路，启停空压机的压力开关MBX24CP003和 “压力低低”开关MBX24CP002采用储气罐备用取样口接入同一取样回路，而启停空压机的压力开关MBX24CP004和 “压力低低”开关MBX24CP008接入原先取样管路。这样确保了用于3取2跳机的三路压力开关信号分别取自不同的取样管路，从信号源头做到了冗余配置，提高了跳机动作的准确可靠性，有效防止误动作。

3、配合运行人员进行空压机启停试验，保证两台空压机可靠备用。

以上三点保护优化措施完成后，基本能消除燃机气动模块以前存在的安全隐患， 对提高燃机气动模块运行稳定性以及防喘放气阀动作可靠性有着显著作用，最大程度地保证了机组安全启停与正常运行。

二、燃机紧急跳闸按钮控制回路优化设想

本厂燃机紧急跳闸按钮共有五个，其中四个在燃机罩壳，一个在操作台，五个按钮以串联的方式连接，每个按钮有三副常闭接点，连接方式如下：

燃机紧急跳闸按钮两副常闭触点回路分别使继电器E1A27.2和E1A31.2线圈得电，与余热锅炉无跳闸，电气无跳闸，燃机无跳闸，天然气泄漏探测，火焰监视，过燃料保护，喘振保护，压气机进气挡板保护等形成燃机NO TRIP 判断，两个NO TRIP 回路分别接入在燃机预混阀，值班阀，ESV阀的先导阀控制回路，如图：

当任一紧急跳闸按钮按下后，继电器E1A27.2和E1A31.2线圈失电，E1A27.2和E1A31.2常开触点脱开，两个NO TRIP 回路失电，燃机预混阀，值班阀，ESV阀的先导阀就会失电，预混阀、值班阀、ESV即关闭，机组跳闸。而实际上，机组运行过程中，任一紧急跳闸按钮的常闭触点断开或者回路中任一接线端子松动，E1A27.2或E1A31.2即失电，对应 的NO TRIP 回路就失电，机组就会跳闸，此紧急跳闸回路设计以宁可误不可拒动的理念为指导，存在较大的安全风险.

整改方法：增加三个继电器K1，K2，K3，将跳闸按钮备用常闭触点以同样的方式进行串联连接，与原来的两副触点回路进行三取二判断后送入继电器E1A27.2和E1A31.2线圈，再进行NO TRIP 回路判断.如图所示（K1，K2，K3分别是继电器K1，K2，K3的常开触点）

此设计大大降低因紧急跳闸按钮任一触点故障或者接线松动引起机组跳闸的误动风险，又降低了按钮触点不能脱开引起的拒动风险。

总结：根据《二十五项反措》的规定，所有主、辅保护都应采用“三取二”的逻辑判断形式，保护信号应遵循从取样点到输入模件全程相对独立的原则，而西门子燃机主保护中存在较多保护在取样点上未独立，共用取样点的问题且没有防止保护误动的措施，需要西门子公司配合进行整改处理。

参考文献;

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[3]吴文珍，孙凯，孙刚.9E燃气轮机CO_2火灾保护系统故障控制逻辑分析[J].燃氣轮机技术，2009，22（03）：64-66.

作者简介：

韩春：（1981-）男，热工技师，从事电厂自动化专业工作

李昕：（1991-）女，助理工程师，从事电厂自动化专业工作