烏魯木齊壓氣站1#電機(jī)吹掃系統(tǒng)故障原因分析

摘 要：電機(jī)吹掃系統(tǒng)又稱電機(jī)正壓通風(fēng)系統(tǒng)，是西氣東輸電驅(qū)站場18MW同步電機(jī)的關(guān)鍵輔助系統(tǒng)，吹掃系統(tǒng)故障會直接導(dǎo)致變頻器跳機(jī)，進(jìn)而引起機(jī)組停機(jī)，給站場的安全平穩(wěn)運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。針對烏魯木齊壓氣站1#電機(jī)吹掃系統(tǒng)故障，文章從電機(jī)吹掃系統(tǒng)的原理入手，用“故障樹分析法”深入分析了系統(tǒng)發(fā)生故障的原因，提出了整改措施，為今后電機(jī)吹掃系統(tǒng)的故障處理積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：電機(jī)吹掃系統(tǒng)；低壓報警；中壓報警；故障樹分析法

1 概述

電機(jī)吹掃系統(tǒng)又稱電機(jī)正壓通風(fēng)系統(tǒng)，是西氣東輸電驅(qū)站場18MW同步電機(jī)的關(guān)鍵輔助系統(tǒng)，吹掃系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行對站場的安全生產(chǎn)有重要意義。文章應(yīng)用“故障樹分析法”分析了烏魯木齊站1#電機(jī)吹掃系統(tǒng)發(fā)生“低壓報警”和“中壓報警”的原因，并提出了整改措施，對今后電機(jī)吹掃系統(tǒng)的故障處理有重要的指導(dǎo)意義。

2 故障現(xiàn)象

2014年1月16日，烏魯木齊壓氣站1#電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時，電機(jī)吹掃裝置發(fā)生“低壓報警”和“中壓報警”，值班人員關(guān)閉供氣閥后，再重新打開供氣閥，報警消失，大約4～5秒鐘后吹掃裝置安全閥打開，裝置出現(xiàn)“低壓報警”和“中壓報警”，吹掃系統(tǒng)無法進(jìn)入正?！岸〞r吹掃”狀態(tài)（定時吹掃的黃色指示燈不亮）。

3 電機(jī)吹掃系統(tǒng)工作原理

3.1 電機(jī)吹掃裝置的作用

在電機(jī)啟機(jī)前，電機(jī)吹掃裝置將站場空壓機(jī)提供的壓縮空氣送入電機(jī)內(nèi)腔，對電機(jī)內(nèi)腔內(nèi)的原有氣體進(jìn)行置換，將內(nèi)腔內(nèi)的原有氣體由頂部吹掃出口閥排出，吹掃完成后吹掃出口閥自動關(guān)閉，同時裝置給變頻器的PLC發(fā)出吹掃完成信號，電機(jī)進(jìn)入泄漏補(bǔ)償狀態(tài)。在電機(jī)運(yùn)行過程中電機(jī)內(nèi)腔壓力始終高出外界壓力10mbar，防止可燃?xì)怏w進(jìn)入殼體內(nèi)部。

3.2 電機(jī)吹掃系統(tǒng)的工作流程

電機(jī)吹掃系統(tǒng)的工作可分為五個步驟：預(yù)吹掃之前→增壓預(yù)吹掃→啟動定時吹掃→完成定時吹掃→泄漏補(bǔ)償模式。下面分別對每個步驟的控制邏輯進(jìn)行分析：

（1）預(yù)吹掃之前：打開供氣閥后，吹掃氣體通過吹掃閥進(jìn)入電機(jī)腔體。此時系統(tǒng)不會發(fā)出遠(yuǎn)傳信號。

（2）增壓預(yù)吹掃：由于吹掃氣體不斷進(jìn)入電機(jī)殼體，電機(jī)內(nèi)腔形成一個初始的內(nèi)部壓力，通過電機(jī)殼體上所設(shè)的壓力監(jiān)測點(diǎn)，將采集到的低壓、中壓和高壓信號反饋給系統(tǒng)，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部壓力大于1.5mbar時，系統(tǒng)通過快速排氣閥上的吹掃出口閥進(jìn)行預(yù)吹掃。同時裝置會發(fā)出低壓、中壓和高壓的遠(yuǎn)傳信號到PLC中（低壓低于4mbar，發(fā)出報警信號；中壓低于5.5mbar，發(fā)出報警信號；高壓高于35mbar，發(fā)出報警信號）。

（3）啟動定時吹掃：快速排氣閥上的吹掃出口閥的流量將隨腔體壓力的增大而增大，當(dāng)安全閥上的孔板壓差大于6.4mbar，中低壓感應(yīng)器發(fā)出信號啟動計時器。

（4）完成定時吹掃：當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定時間75min后，時間閥門給出信號，吹掃完成閥閉合，吹掃出口閥關(guān)閉，系統(tǒng)會發(fā)出“吹掃完成”遠(yuǎn)傳信號到PLC中。

（5）泄漏補(bǔ)償模式：通過電機(jī)殼體上所設(shè)的壓力監(jiān)測點(diǎn)，將采集到的電機(jī)外殼壓力信號反饋給系統(tǒng)，當(dāng)壓力低于系統(tǒng)設(shè)定值10mbar時，系統(tǒng)通過泄漏補(bǔ)償閥進(jìn)行補(bǔ)氣，這時系統(tǒng)進(jìn)入泄漏補(bǔ)償狀態(tài)，保證電機(jī)內(nèi)腔壓力始終高于外界。

4 故障原因分析

根據(jù)故障現(xiàn)象，吹掃裝置在安全閥打開后，電機(jī)內(nèi)部壓力必然下降，電機(jī)外殼的壓力監(jiān)測點(diǎn)采集的壓力低信號反饋給吹掃系統(tǒng)，因此裝置會出現(xiàn)“低壓報警”和“中壓報警”，所以，安全閥打開的原因也就是故障發(fā)生的原因。

對于安全閥打開的原因，下面我們采用“故障樹分析法”進(jìn)行分析。

如圖1所示，吹掃系統(tǒng)安全閥打開有兩個原因：一是安全閥損壞，二是電機(jī)內(nèi)部壓力超過安全閥設(shè)定值30mbar。而導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部壓力超過30mbar的原因只能是電機(jī)在增壓預(yù)吹掃過程中吹掃出口閥未打開，從而導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部一直在增壓。

進(jìn)一步分析，吹掃出口閥未打開的原因有兩個：一是吹掃出口閥損壞，二是打開吹掃出口閥的回路出現(xiàn)故障。導(dǎo)致打開吹掃出口閥的回路故障的原因有三個：一是吹掃出口啟動信號閥（1）未打開，二是吹掃出口啟動信號閥（2）未打開，三是快速排氣閥未打開。由于吹掃出口啟動信號閥（2）是常開閥（即沒有觸發(fā)氣時，閥門為打開狀態(tài)），因此吹掃出口啟動信號閥（2）未打開的原因只能是吹掃出口啟動信號閥（2）損壞。而快速排氣閥未打開的原因必然是快速排氣閥損壞。

由于吹掃出口啟動信號閥（1）為常關(guān)閥（即沒有觸發(fā)氣時，閥門為關(guān)閉狀態(tài)），因此吹掃出口啟動信號閥（1）未打開的原因有兩個：一是吹掃出口啟動信號閥（1）損壞；二是吹掃出口啟動信號閥（1）未觸發(fā)，也就是吹掃出口啟動信號閥（1）邏輯氣壓力不足。

在給吹到出口啟動信號閥（1）提供邏輯觸發(fā)氣的回路中，有五個原因會導(dǎo)致吹掃出口啟動信號閥（1）邏輯氣壓力不足。一是低壓感應(yīng)器1未導(dǎo)通，二是低壓感應(yīng)器2未導(dǎo)通，三是中低壓感應(yīng)器漏氣，四是吹掃完成閥漏氣，五是低壓開關(guān)漏氣。

而引起低壓感應(yīng)器1未導(dǎo)通的原因有三個：一是低壓感應(yīng)器1損壞；二是低壓感應(yīng)器1觸發(fā)氣回路漏氣；三是電機(jī)外殼壓力變送器損壞。相應(yīng)的，引起低壓感應(yīng)器2未導(dǎo)通的原因也有三個：一是低壓感應(yīng)器2損壞；二是低壓感應(yīng)器2觸發(fā)氣回路漏氣；三是二次接線盒外殼壓力變送器損壞。

至此，我們一共分析出14個可能導(dǎo)致安全閥打開的原因。對這14個原因，我們逐一進(jìn)行排查，最終發(fā)現(xiàn)，吹掃完成閥有輕微的漏氣。

5 結(jié)論

由于吹掃完成閥有輕微漏氣，使得觸發(fā)吹掃出口啟動信號閥（1）的邏輯氣壓力降低（低于2bar，邏輯觸發(fā)氣壓力在2bar～2.4bar時，吹掃出口啟動信號閥（1）打開），導(dǎo)致吹掃出口啟動信號閥（1）沒有打開，進(jìn)而導(dǎo)致快速排氣閥上的吹掃出口閥未打開，電機(jī)內(nèi)部一直在充氣，卻沒有排氣的通道（電機(jī)外殼泄漏量很小），當(dāng)電機(jī)內(nèi)部壓力達(dá)到安全閥的動作壓力值30mbar以上時，安全閥打開，引起電機(jī)內(nèi)部壓力下降，進(jìn)而系統(tǒng)發(fā)出“低壓報警”和“中壓報警”。

6 處理措施

更換漏氣的吹掃完成閥后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。

7 結(jié)束語

通過對烏魯木齊站1#電機(jī)吹掃系統(tǒng)故障原因的分析，我們不僅得出了故障的根本原因，而且總結(jié)出了處理類似問題的方法，并提出了整改措施，使得電機(jī)吹掃系統(tǒng)恢復(fù)了正常，同時也為今后電機(jī)吹掃系統(tǒng)的故障處理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

作者簡介：韓小虎（1986-），男，助理工程師，學(xué)士，主要從事電氣自動化方面的工作。