機組箱體通風系統故障原因分析及解決方案

　　摘要：自西一線天然氣增壓站燃驅壓縮機組投產以來，多次發生由于箱體通風系統故障造成的停機事件。本文詳細介紹了燃驅壓縮機組箱體通風系統的功能及組成，針對故障原因進行分析，提出程序優化方案，保障燃驅壓縮機組的安全穩定運行。

　　關鍵詞：箱體通風系統,程序優化,燃氣輪機

　　燃驅壓縮機組作為天然氣長輸管道的核心增壓設備，其穩定性對輸氣生產有著至關重要的作用。停機事件的發生會造成上下游天然氣管線的壓力波動，對輸氣生產造成較大的影響[1]。GE燃驅機組的箱體通風系統是一個復雜且重要的附屬系統，自西一線天然氣增壓站投產以來，燃驅壓縮機組曾多次發生由于箱體通風系統故障造成的停機事件。為避免停機的再次發生，有必要對箱體通風系統進行系統認識和故障原因分析。本文對箱體通風系統的結構、控制邏輯進行解讀，根據現場情況分析故障原因，最終提出解決優化方案。

　　1背景介紹

　　1.1箱體通風系統概況

　　箱體通風系統是GE燃氣輪機重要的附屬系統，由兩臺交流風機、一臺直流應急風機、通風擋板及相關儀表變送器組成[2]。由于燃氣輪機主體及其燃料氣系統、滑油系統的部分設備集中安裝于箱體內，當機組運行時箱體內部會產生大量熱量，并且存在箱體內部油氣泄漏的可能。為了消除火災隱患，燃驅機組需要流動的冷空氣與箱體內部空氣進行置換，通過監測箱體內部溫度、壓差、可燃氣濃度等數據，控制風機實現良好的通風效果，降低箱體內部溫度，防止可燃氣體聚集，建立箱體正壓防止外部可燃氣體進入箱體。

　　1.2風機的控制邏輯

　　箱體風機分為全速運行模式和半速運行模式，程序根據外部環境溫度a26at進行判斷，當環境溫度大于8℉時，觸發風機全速命令;當環境溫度小于5℉時，觸發風機半速命令[3]。當GG箱體溫度a26bt1大于185℉，PT箱體溫度a26bt2大于212℉，箱體差壓低報警，箱體可燃氣體檢測報警這4個條件任一觸發時，箱體風機會收到程序給出的啟動備用風機命令EFANMANSW_DIS，同時停止主風機。命令下發40s后，若程序未收到風機運行反饋信號，則觸發風機啟動失敗停機命令;50s后，若存在箱體差壓低報警信號GPEVDPLO_ALM，則觸發箱體差壓低報停機命令。

　　2通風系統故障停機原因分析

　　2.1大氣溫度的影響

　　大部分天然氣增壓站場地處我國西北地區，夏季常處高溫天氣，冬季氣候寒冷，箱體通風系統引用室外大氣。因此，箱體溫度受大氣溫度影響較大。夏季高溫易觸發箱體溫度超溫報警導致機組停機，冬季在低溫情況下，風機全速切換至半速模式運行頻繁觸發，切換失敗會導致機組停機。春秋季風沙引起的箱體通風進氣濾網堵塞，從而減小通風進氣量也是導致停機的一大原因。

　　2.2電網波動的影響

　　部分地區電網電壓不穩定，經常出現電網波動的情況，當電網波動較大時，容易導致運行中的風機突然掉電停止，在啟動備用風機的過程中箱體差壓、溫度容易達到報警值而停機，備用風機也存在啟動失敗的風險。

　　2.3箱體內高溫管線的影響

　　箱體內安裝著多條燃氣輪機附屬管線。其中，16級引氣管線氣體引至廠房外防冰系統，氣體溫度約為400℃，9級封嚴冷卻氣接近100℃，高溫管線氣體泄漏至箱體內部，會引發箱體溫度上升。

　　3解決方案

　　通過箱體通風系統故障原因分析，針對重點引起機組停機的幾個因素進行程序優化。

　　3.1風機半速全速模式邏輯的優化

　　查看箱體內部各設備儀表的用戶手冊，為了避免風機全速半速模式頻繁切換，將環境溫度a26bt判斷條件更改為高于-40℉風機全速運行，低于-49℉風機半速運行。

　　3.2箱體壓差低停機判斷條件的優化

　　設置箱體通風系統的主要目的是降溫和防止可燃氣體聚集，因而將箱體差壓低導致停機的判斷條件加以優化，箱體壓差低停機判斷時間由50s改為10min，停機條件改為箱體差壓低、GG或PT箱體任一溫度超溫、可燃氣體探頭高報警同時觸發才導致停機。

　　3.3主備風機啟動邏輯的優化

　　當箱體風機切換命令下發后，原程序是將主用風機停止，同時啟動備用風機。風機的切換是通過STEP3_1、STEP3_2、STEP3_3、STEP3_4四個功能塊實現的。STEP3_1.Ti2用于停止1#風機并半速啟動2#風機;STEP3_2.Ti2用于停止2#風機并半速啟動1#風機;STEP3_3.Ti2用于停止1#風機并全速啟動2#風機;STEP3_4.Ti2用于停止2#風機并全速啟動1#風機。

　　因風機切換過程中可能出現備用風機啟動失敗，所以將邏輯改為：風機切換時主用風機不停止，備用風機同時啟動，實現兩臺風機同時運行，若要停止主用風機需在HMI上手動點停。程序修改的具體方法為，將STEP3_1.Ti2改為MANSTOPFAN1HMI手動停止1#風機命令，并在其前端添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2TWO切換至2#風機命令前添加PULSE脈沖功能塊并連接至STEP3_2.in;將STEP3_2.Ti2改為MANSTOPFAN2HMI手動停止2#風機命令，并在其前端添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2ONE切換至1#風機命令前添加PULSE脈沖功能塊連接至STEP3_1.in。

　　將STEP3_3.Ti2改為MANSTOPFAN1并添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2TWO添加PULSE脈沖后連接至STEP3_4.in;將STEP3_4.Ti2改為MANSTOPFAN2并添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2ONE添加PULSE脈沖后連接至STEP3_3.in。

　　3.4風機啟動失敗邏輯的優化

　　原邏輯是當風機命令與反饋不符時，若有備用風機啟動命令，則觸發風機啟動失敗會導致停機。現更改為在主用風機停止狀態，備用風機命令與反饋不符時，若有風機切換命令，會造成機組停機。因在程序中發現風機啟動失敗判斷時間和風機全速啟動所需時間均為40s，會導致備用風機啟動時停機報警誤觸發。因此，需要更改風機啟動失敗判斷時間，將EVFAN1HS_FON、EVFAN2HS_FON啟動故障變量前的延時功能塊設定時間更改為45s。

　　3.5增加手動停止備用風機命令

　　新增變量MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2手動停止風機命令，將MANSTOPFAN1接入PBHDLR功能塊，將時間設置為2000ms，輸出與L43DUTY2做與運算，隨后接入PULSE模塊;MANSTOPFAN2接入PBHDLR功能塊，將時間設置為2000ms，輸出與L43DUTY1做與運算，隨后接入PULSE模塊。在畫面中添加按鈕，連接MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2變量，實現手動停止備用風機的功能。

　　4結束語

　　優化后的程序經現場機組實際檢測，模擬外電波動導致風機掉電、備用風機啟動失敗、風機切換時箱體壓差低等情況，不會造成機組停機，有效避免非真實故障引起的機組停機事件，同時保留機組原有的保護機制，在箱體內出現超溫、可燃氣體泄漏、箱體風機失效的情況下能夠觸發機組保護停機，實現前期設計功能。

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