輸氣站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)問題分析及應(yīng)對措施研究

車志強(qiáng)，印 炎

(1. 中石化川氣東送天然氣管道有限公司安徽管理處， 安徽 安慶 246000；2. 中國石油管道局工程有限公司管道投產(chǎn)運(yùn)行分公司 ， 河北 廊坊 065001)

輸氣站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)問題分析及應(yīng)對措施研究

車志強(qiáng)1，印 炎2

(1. 中石化川氣東送天然氣管道有限公司安徽管理處， 安徽 安慶 246000；2. 中國石油管道局工程有限公司管道投產(chǎn)運(yùn)行分公司 ， 河北 廊坊 065001)

川氣東送管道輸氣站采用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)做為備用電源。當(dāng)外電源發(fā)生故障時,由低壓配電柜內(nèi)雙電源切換控制器發(fā)出起動發(fā)電機(jī)信號，并對發(fā)電機(jī)組的電壓及頻率進(jìn)行檢測，待發(fā)電機(jī)組啟動成功后，經(jīng)延時后將負(fù)載自動轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī)組供電回路。通過對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟停機(jī)和運(yùn)行中故障的分析，歸納總結(jié)故障的因素，分析確定問題原因，制定相應(yīng)的措施，進(jìn)而提高燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行完好率，防范當(dāng)外電源發(fā)生故障長期停電時，發(fā)電機(jī)組無法正常啟動而影響站場的正常生產(chǎn)。對保障站場連續(xù)、安全生產(chǎn)有著重大的意義。

川氣東送；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)；故障；措施

1 川氣東送管道輸氣站供配電系統(tǒng)概況

川氣東送管道西起川東北普光首站，東至上海末站，是繼西氣東輸管線之后又一條貫穿我國東西部地區(qū)的管道大動脈，也是中石化第一條大口徑、高壓力天然氣長輸管線。全線設(shè)工藝站場37座，主要承擔(dān)著向下游多家工業(yè)用戶、地方燃?xì)夤竟獾娜蝿?wù)。川氣東送管道輸氣站對電力系統(tǒng)要求是比較嚴(yán)格的，采用單回路電源、發(fā)電機(jī)加UPS電源供電方式，站外引入高壓外電源作為正常工作主電源，站內(nèi)設(shè)置一臺科勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供備用電源。當(dāng)外電源發(fā)生故障時,由低壓配電柜內(nèi)雙電源切換控制器發(fā)出起動發(fā)電機(jī)信號，并對發(fā)電機(jī)組的電壓及頻率進(jìn)行檢測，待發(fā)電機(jī)組啟動成功后，經(jīng)延時后將負(fù)載自動轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī)組供電回路。

2 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

美國進(jìn)口科勒RZG系列燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組以天然氣為動力燃料，主要由發(fā)動機(jī)、FRⅡ快速響應(yīng)發(fā)電機(jī)與DEC550全數(shù)字式控制器構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 科勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組構(gòu)成

圖2 科勒快速響應(yīng)發(fā)電機(jī)工作原理

科勒發(fā)電機(jī)的快速響應(yīng)勵磁系統(tǒng)采用了永久磁場勵磁機(jī)，有一個叫做FR模塊的旋轉(zhuǎn)SCR橋。FR模塊采用電子調(diào)壓電路，調(diào)壓電路檢測發(fā)電機(jī)的輸出電壓，并按輸出電壓的幅度使固定的LED亮或者滅，通過光耦合來給旋轉(zhuǎn)SCR橋發(fā)信號，從而控制發(fā)電機(jī)磁場的直流電流，達(dá)到輸出穩(wěn)定的目的。常規(guī)的無刷發(fā)電機(jī)因為要克服勵磁機(jī)磁場電感電磁特性，在電壓恢復(fù)時間上要慢好幾倍，一般來說，常規(guī)的無刷型發(fā)電機(jī)從電壓瞬變恢復(fù)的時間為0.5s甚至整整2s，而科勒發(fā)電機(jī)為0.05s。所以，科勒發(fā)電機(jī)具有短路電流支持能力的恒勵磁發(fā)電機(jī)的快速響應(yīng)特性和副勵磁機(jī)結(jié)構(gòu)對負(fù)載引起的諧波相對不敏感的優(yōu)點(diǎn)。并能通過SCR模塊的光耦合信號控制，在出現(xiàn)擴(kuò)充的不受保護(hù)的過載時，可通過安全保護(hù)斷路器有效保護(hù)發(fā)電機(jī)。如圖2科勒快速響應(yīng)發(fā)電機(jī)工作原理所示。

3 問題分析

川氣東送某管理處對轄區(qū)內(nèi)輸氣站科勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)故障問題進(jìn)行了調(diào)查，做出了科勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組故障情況調(diào)查統(tǒng)計表，見表1。

表1 科勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)故障情況調(diào)查統(tǒng)計表

根據(jù)表1，繪制出了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)故障問題餅圖，如圖4所示。

圖3 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)故障餅圖

從表1與圖3可看出，造成燃?xì)獍l(fā)電機(jī)完好率低的主要問題是系統(tǒng)故障和操作不當(dāng)。因此，將工作的重點(diǎn)放在系統(tǒng)故障和操作不當(dāng)上，減少燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行故障，保障生產(chǎn)安全、有序進(jìn)行，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。并且根據(jù)實際案例得出了系統(tǒng)故障和操作不當(dāng)?shù)挠绊懸蛩仃P(guān)聯(lián)圖(如圖4)。

圖4 系統(tǒng)故障和操作不當(dāng)?shù)挠绊懸蛩仃P(guān)聯(lián)圖

3.1 員工對控制原理不熟悉

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)是進(jìn)口設(shè)備，員工對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的啟停機(jī)和DEC550控制器原理不熟悉，不清楚科勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的原理，不明白運(yùn)行過程中電流、電壓、頻率、油壓、冷卻液溫度等參數(shù)值是否為正常值及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的報警或者提醒字符的意思，無法及時發(fā)現(xiàn)和處理報警和警示信號。如2011年5月24日，某管理處輸氣站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)了“冷卻液溫度信號丟失(NO COOL TEMP SIGNAL)”的故障報警，導(dǎo)致燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中突然停機(jī)。由于員工對控制原理不熟悉，不清楚DEC550機(jī)組控制器在運(yùn)行過程中通過冷卻系統(tǒng)上的溫度傳感器檢測出冷卻劑溫度值，當(dāng)檢測值丟失發(fā)生保護(hù)性停機(jī)，從而不知如何處理該問題。最后經(jīng)過技術(shù)人員的排查，該故障僅僅是溫度傳感器線路接頭松動脫離而導(dǎo)致的。該因素在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，很容易導(dǎo)致運(yùn)行過程中的突然故障或保護(hù)性停機(jī)。

3.2 防雷措施不完整

2010年6月和2014年8月，雷雨季節(jié)期間，因燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組未安裝浪涌保護(hù)器，雷擊造成了兩個輸氣站DEC550控制器內(nèi)的電源板和控制程序主板燒毀，控制器程序紊亂，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組無法啟動。在廠家技術(shù)人員到站更換了控制器電源主板和控制程序主板后，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組才正常啟動。無浪涌保護(hù)裝置，就無法有效地對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的控制器進(jìn)行保護(hù)。在雷雨季節(jié)期間，雷擊十分容易造成控制箱內(nèi)電源和程序主板等器件損壞，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無法啟動運(yùn)行。

3.3 日常管理維護(hù)不到位

2010年3月，某輸氣站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)在運(yùn)行約2h后突然停機(jī)，經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)是由于投產(chǎn)初期自用氣撬到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)燃料氣管道內(nèi)存在大量的泥沙和雜物，施工單位未清理干凈，導(dǎo)致燃?xì)夤艿罏V芯堵塞，發(fā)電機(jī)燃?xì)夤?yīng)不足而停機(jī)。2015年7月，因供電所線路故障，輸氣站場停電12h，啟動燃?xì)獍l(fā)電機(jī)供電。但是由于日常管理不到位，日常維護(hù)和啟機(jī)前檢查也不夠仔細(xì)，未能發(fā)現(xiàn)冷卻劑液位低的問題，冷卻液不足會導(dǎo)致其他功能造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的高溫故障[1]，使得燃?xì)獍l(fā)電機(jī)經(jīng)過較長時間運(yùn)行后因冷卻液高溫而停機(jī)。

4 制定防護(hù)措施

針對上述問題分析探討，制定了以下對策表(表2)，并將每項問題落實責(zé)任人。

表2 對策實施表

4.1 強(qiáng)化員工培訓(xùn)力度

(1)加強(qiáng)站場員工對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成和各部分工作原理的培訓(xùn)，包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成和工作原理、主要的技術(shù)參數(shù)、DE550控制器的工作模式。

(2)利用廠家檢維修作業(yè)和培訓(xùn)過程講解的機(jī)會，積極組織員工更深層次的學(xué)習(xí)，掌握和統(tǒng)計燃?xì)獍l(fā)電機(jī)和DEC550控制器內(nèi)的各構(gòu)件的作用及工作狀態(tài)是否正常的識別。

(3)統(tǒng)計收集燃?xì)獍l(fā)電機(jī)控制器報警代碼、字符信息，翻譯成中文對照表，放置在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)房，便于查閱和及時準(zhǔn)確掌握報警原因。

4.2 加裝浪涌保護(hù)裝置

(1)對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)三相電源、單相電源、直流電源、RS485通信、自動啟停機(jī)部分加裝浪涌裝置，增加了防雷措施[2]，保護(hù)發(fā)電機(jī)組各部件。

(2)站場每半年定期對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組防雷接地電阻進(jìn)行檢測，每年春夏季雷雨季節(jié)前對發(fā)電機(jī)組防雷接地電阻加密檢測，保證發(fā)電機(jī)組防雷接地阻值在正常范圍[3]。

4.3 定期開展設(shè)備維護(hù)

(1)按照燃?xì)獍l(fā)電機(jī)操作維護(hù)規(guī)程和春秋兩季檢維修要求，嚴(yán)格認(rèn)真開展燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行400小時或者一年后，更換發(fā)電機(jī)組空氣濾芯、機(jī)油濾芯、機(jī)油、冷卻液。每月定期對燃?xì)獍l(fā)電機(jī)進(jìn)行一次空載運(yùn)行、一次負(fù)載運(yùn)行，做好燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)。

(2)對自用氣撬到發(fā)電機(jī)燃?xì)庹{(diào)壓箱管段濾芯每年清洗一次，保證燃料氣的供應(yīng)正常充分。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行燃?xì)獍l(fā)電機(jī)操作規(guī)程制度，將操作規(guī)程上墻，量化關(guān)鍵點(diǎn)，制作燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)正常值表，加強(qiáng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控。在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動運(yùn)行期間，每隔30min觀察一次各運(yùn)行參數(shù)，確保燃?xì)獍l(fā)電機(jī)運(yùn)行正常。

5 結(jié)論

鑒于以上對川氣東送管道輸氣站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)問題研究分析，為提高電氣設(shè)備運(yùn)行完好率、保證輸氣站場安全生產(chǎn)運(yùn)行、消除事故隱患提供相應(yīng)參考依據(jù)。為做好站場發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，筆者認(rèn)為應(yīng)注意一下三點(diǎn)：①由生產(chǎn)技術(shù)人員做好操作人員發(fā)電機(jī)日常培訓(xùn)工作，通過培訓(xùn)提高自身技能；②加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行完整性管理，做好防雷措施，避免因雷擊而造成的發(fā)電機(jī)電氣元件損壞；③定期開展燃?xì)獍l(fā)電機(jī)設(shè)備周期性維護(hù)工作。

[1] 李立博. 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組高溫原因分析及預(yù)防[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，, 2016 , 36 (21) :88-89.

[2] 張鎮(zhèn)峰.淺談雷擊對電氣自動化設(shè)備的危害及防護(hù)措施[J].黑龍江科學(xué)，2014(2):272.

[3] 鄭仁武.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行故障分析和維修措施[J].設(shè)備管理與維修，2006(1)：18-19.

StudyonProblemAnalysisandMeasureoftheGasGeneratorinGasTransmissionStation

CheZhiqiang1,YinYan2

(1. Sinopec Sichuan to East Gas Pipeline Co., Ltd. ,Anqing 246000,China;2.Commissioning Operation Company of China Petroleum Pipeline Engineering Co., Ltd., Langfang 065001,China)

Gas generator is used as back-up power in Sichuan to eastern pipeline gas stations. When external power broke down, the dual power switching controller which is installed in low voltage distribution cabinet gave the generator start-up signal and kept detecting the voltage and frequency of the generator set. It turned the load to gas genertudy took the fault analysis during start, stop and operation of gas generator. We summarized thator automatically after a given time-delay when the gas generator started-up successfully. This se inductive factors of fault, identifying the really causes, then proposed the corresponding measures to improve the operation performance of gas generator, which could avoid the unsuccessfully start-up to affect the normal production of gas station when external power got a long term break down. This paper got a significant meaning to ensure the continuous and safe production of the gas station.

Sichuan to eastern gas transmission pipeline; gas generator;fault;countermeasure

2017-07-03

車志強(qiáng)(1984—)，四川樂山人，2008年6月畢業(yè)于西南石油大學(xué)，本科學(xué)位，工程師，主要從事天然氣長輸管道運(yùn)行和設(shè)備維護(hù)管理工作。

TM31

A

1008-021X(2017)18-0105-03

(本文文獻(xiàn)格式車志強(qiáng)，印炎.輸氣站場燃?xì)獍l(fā)電機(jī)問題分析及應(yīng)對措施研究[J].山東化工，2017，46(18)：105-107.)