氣體壓縮站燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的調(diào)試運(yùn)行

關(guān)睿

（中國石油天然氣第一建設(shè)有限公司，河南 洛陽 471023）

0 引言

該電力供給系統(tǒng)是由三臺(tái)1750KW.415V英國康明斯QSV81/91發(fā)電機(jī)組和一臺(tái)575KW.415V應(yīng)急柴油機(jī)組合而成。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)系統(tǒng)是比較復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，它包含工藝，機(jī)械，設(shè)備，電氣，儀表各個(gè)相關(guān)方面。

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的工作原理:燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組與汽油發(fā)電機(jī)組，柴油發(fā)電機(jī)組相比，降低了對(duì)環(huán)境的污染，是一種環(huán)保節(jié)能型的發(fā)電機(jī)。而且燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全可靠，輸出的電壓和頻率穩(wěn)定[1]。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組包含：發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制器，還有可選用的裝置穩(wěn)壓過濾裝置、氣液分離裝置等，發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)同軸連接，并置于整機(jī)底盤上，再將消聲器和調(diào)速器連接在發(fā)動(dòng)機(jī)上，由燃?xì)庠赐ㄈ氚l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃?xì)馔ǖ?，連接在發(fā)動(dòng)機(jī)上帶拉繩的反沖起動(dòng)器以及連接在發(fā)電機(jī)輸出端的電壓調(diào)節(jié)器。其中燃?xì)庠磧?nèi)置可燃?xì)怏w是天然氣，或液化石油氣，或沼氣。同時(shí)輔助系統(tǒng)的配置也是必不可少的如；燃料氣供給系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，尾氣處理等系統(tǒng)。

1 燃料氣系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

燃?xì)夥€(wěn)壓過濾裝置是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組燃?xì)廨斉溥^程的主要和關(guān)鍵設(shè)備，主要承擔(dān)調(diào)壓和穩(wěn)壓的功能，同時(shí)還要承擔(dān)過濾、計(jì)量、加臭、氣體分配等多項(xiàng)功能。但廠家為節(jié)約成本，采購了低壓處理撬塊，并自行采購了一個(gè)減壓閥以滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，為保護(hù)發(fā)電機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)增加了Slam Shut Valve（超壓保護(hù)關(guān)斷閥），但是因供貨周期較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)沒有使用簡(jiǎn)單可靠的機(jī)械式Slam Shut Valve，而是采用了一個(gè)壓力開關(guān)連接電磁閥，通過電路控制實(shí)現(xiàn)超壓關(guān)斷的方案。這是不可取的，首先電磁閥在壓力過高時(shí)無法關(guān)閉，其次電磁閥需要平穩(wěn)供電以保持打開狀態(tài)，一系列的問題導(dǎo)致現(xiàn)在該超壓保護(hù)措施基本形同虛設(shè)。現(xiàn)場(chǎng)自行設(shè)計(jì)了手動(dòng)超壓放空閥用來在進(jìn)發(fā)電機(jī)前進(jìn)行最后的超壓保護(hù)。由于燃料氣系統(tǒng)的缺陷導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組待機(jī)過程中燃?xì)鈮毫Σ荒芎愣ǎ谌細(xì)獍l(fā)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)下燃?xì)膺M(jìn)口壓力過高，發(fā)電機(jī)一直處于故障狀態(tài)，因此每次開機(jī)之前必須手動(dòng)放空后才能消除故障，方可啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。這一問題導(dǎo)致整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出備機(jī)啟動(dòng)指令后備機(jī)無法自動(dòng)啟動(dòng)的現(xiàn)象。

2 冷卻水系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

冷卻水系統(tǒng)按正常工況，即兩臺(tái)發(fā)電機(jī)進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算，而水系統(tǒng)上無自動(dòng)閥門，因此在進(jìn)行備用機(jī)切換時(shí)，即使發(fā)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，但還需現(xiàn)場(chǎng)操作人員立即手動(dòng)打開水系統(tǒng)閥門，這是一個(gè)重大缺陷?，F(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)氯離子含量超過200ppm，在澄清階段廠家以對(duì)該水質(zhì)進(jìn)行了確認(rèn)，但還是采購了無法滿足該要求的SS304材質(zhì)板式換熱器，由于沒有考慮到水質(zhì)問題，冷卻水系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中出現(xiàn)了冷卻水泵入口Y行過濾器經(jīng)常堵塞，以及板式換熱器結(jié)垢，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)經(jīng)常因冷卻水溫度高故障停機(jī)，導(dǎo)致1750KW的發(fā)電機(jī)連500KW的負(fù)荷都無法承載。最后采用了管道注入硫酸的加藥裝置初步解決了這個(gè)問題。

3 消防系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

首先消防系統(tǒng)沒有任何設(shè)計(jì)，廠家只是在國內(nèi)采購了幾個(gè)溫度探頭、火焰探頭、可燃?xì)怏w探頭，幾個(gè)分離的控制柜和三個(gè)滅火器。消防系統(tǒng)探頭沒有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，經(jīng)常性誤報(bào)導(dǎo)致停機(jī)。最后導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組消防系統(tǒng)全面改造，建議采用成撬產(chǎn)品，不另外單獨(dú)購買。

4 尾氣處理系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

在簽訂訂單之前務(wù)必于業(yè)主，當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)人員了解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，CUMMINS燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的NOX（氮氧化物）排放大概在140ppm左右，CO（一氧化碳）在600ppm左右，請(qǐng)務(wù)必注意單位是ppm而非mg/Nm3，廠家并沒有有效地尾氣處理方法，若燃?xì)鈾C(jī)無法滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，則需要認(rèn)真對(duì)待此問題，與業(yè)主協(xié)商解決。至今仍無法處理尾氣的問題。

5 電氣系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

澄清階段廠家給出了柴油發(fā)電機(jī)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)設(shè)備供電要求的詳細(xì)清單列表，但該列表不準(zhǔn)確，且沒有詳細(xì)的電氣接線圖。我們根據(jù)它提供的供電要求為發(fā)電機(jī)的每個(gè)用電設(shè)備都分配了專門的供電盤柜，但是設(shè)備到貨后發(fā)現(xiàn)，許多用電設(shè)備是從一個(gè)盤柜供電的，無需為每個(gè)設(shè)備單獨(dú)供電，因此我們現(xiàn)場(chǎng)不得不修改了供電線路及馬達(dá)控制中心(MCC)，而且因此浪費(fèi)了兩列配電柜。

DMC300的甩載設(shè)計(jì)，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有供電盤柜進(jìn)行控制，但廠家在設(shè)計(jì)階段沒有設(shè)計(jì)任何電路，也沒有開出電纜列表，現(xiàn)場(chǎng)到貨后才在已經(jīng)敷設(shè)完畢的配電室內(nèi)，增加了電纜橋架，全部重新敷設(shè)。動(dòng)力供電電纜與發(fā)電機(jī)無法直接連接，現(xiàn)場(chǎng)新增轉(zhuǎn)接箱、軟電纜來連接，浪費(fèi)了大量人力，物力，延長(zhǎng)了安裝周期。

6 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

該發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)分為就地控制和遠(yuǎn)程控制兩種，就地控制采用了自帶的控制柜，上面安裝了PCC3100智能型發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)和HMI觸摸式監(jiān)控屏，以及其相關(guān)控制組件。該系統(tǒng)是康明斯公司專利產(chǎn)品，它具有AmpsentryTM 保護(hù)功能，它能充分發(fā)揮過流能力，最大限度地給下級(jí)設(shè)備提供調(diào)整的靈活性，隔離故障以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)過電流，過電壓/低電壓，低頻率和過載保護(hù)[2]。

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用DMC300控制系統(tǒng)，DMC 300 控制系統(tǒng)是 該發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目專業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)字控制系統(tǒng)；DMC 300 不僅為用戶提供了廣泛的標(biāo)準(zhǔn)控制和數(shù)字顯示功能，同時(shí)還可增加特定的功能。主要標(biāo)準(zhǔn)功能包括：

● 通過觸摸屏完成系統(tǒng)監(jiān)控

● 多功能 RMS 數(shù)字交流測(cè)量

● 發(fā)光二極管報(bào)警顯示

● 利用可編程控制器完成所有的系統(tǒng)邏輯控制

● 進(jìn)一步加強(qiáng)的系統(tǒng)可靠性

● 根據(jù)用戶需求進(jìn)行功能一體化設(shè)計(jì)

● 智慧型 PowerCommand 網(wǎng)絡(luò)通信功能。

集成控制系統(tǒng)；PowerCommand? DMC 300 是以微電腦為基礎(chǔ)的數(shù)字并聯(lián)控制系統(tǒng)，可直接與康明斯智能型 PCCP 并聯(lián)控制屏配套使用。DMC 300 適用于中低壓并聯(lián)系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可以用來管理多臺(tái)發(fā)電機(jī)組之間的并聯(lián)（孤島供電模式），也可以用來管理多臺(tái)發(fā)電機(jī)組與市電的并聯(lián)（海洋供電模式）?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)理念，提供系統(tǒng)監(jiān)控功能，同時(shí)能夠靈活地滿足用戶的特定需求。根據(jù)需求DMC 300 可方便地集成為樓宇控制系統(tǒng)的一部分[3]。

鑒于控制系統(tǒng)的專業(yè)及復(fù)雜性，控制系統(tǒng)調(diào)試必需是廠家專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試，而廠商不能有效控制CUMMINS的技術(shù)服務(wù)人員，以現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣不安全因素為由，英國有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)試工程師不到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，而CUMMINS燃?xì)獍l(fā)電機(jī)調(diào)試需要專用軟件進(jìn)行，CUMMINS中國的工程師至今沒有人接受過所有這些專用軟件的培訓(xùn)，以及發(fā)電機(jī)控制模塊DMC300(Digital Master Control 300)國內(nèi)沒有工程師具有真正的調(diào)試資格，在DMC300調(diào)試過程中CUMMINS中國的工程師的每一步驟都要遠(yuǎn)在英國的工程師確認(rèn)同意后才能做下一步工作，由于時(shí)差問題調(diào)試過程花費(fèi)了大量得時(shí)間和精力，最后調(diào)試程序中發(fā)現(xiàn)的問題也以英國工程師不同意修改為由拒絕更改。

7 負(fù)載測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題

由于大功率燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的負(fù)載測(cè)試是一項(xiàng)必不可少的項(xiàng)目，但由于進(jìn)行這項(xiàng)工作需要大功率純電阻負(fù)載箱，而國外項(xiàng)目又不可能從國內(nèi)購買大型試驗(yàn)設(shè)備，在考慮到運(yùn)輸成本，只有在當(dāng)?shù)貙ふ蚁嚓P(guān)能夠使用的設(shè)備，這就制約了試驗(yàn)的手段和進(jìn)度，在此把本站燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組負(fù)載測(cè)試中需要的設(shè)備及相關(guān)工具列出供大家參考；

1.3000KW純電阻負(fù)載箱及連接電纜。

2.0.5%級(jí)的測(cè)試儀表（電壓，電流，頻率，功率，功率因數(shù)表）。

3.電腦一部及相關(guān)軟件。

4.適配器及其編程連線，PLC編程連線。

5.接地腕帶。

6.可燃?xì)怏w檢測(cè)器。

7.煙氣測(cè)量器（可以測(cè)量尾氣排放數(shù)據(jù)的檢測(cè)設(shè)備）。

注意：接地腕帶必需隨時(shí)穿戴和接地。

負(fù)載測(cè)試過程中負(fù)載加載的方法是逐步供給法，每次按照發(fā)電機(jī)負(fù)載的10%加載并運(yùn)行一個(gè)小時(shí)，記錄個(gè)個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)。加到100%負(fù)載時(shí)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。滿載測(cè)試結(jié)束后要檢查燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的機(jī)械部分，一切正常后在起機(jī)，加到40%負(fù)載時(shí)進(jìn)行并機(jī)功能測(cè)試，及發(fā)電機(jī)的相互轉(zhuǎn)換功能測(cè)試。單臺(tái)發(fā)電機(jī)還要進(jìn)行超80%負(fù)載時(shí)甩載功能測(cè)試，及單臺(tái)發(fā)電機(jī)超60%載時(shí)的自動(dòng)啟動(dòng)第二臺(tái)發(fā)電機(jī)的并機(jī)功能測(cè)試，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并機(jī)工作中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)載功能測(cè)試，單臺(tái)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的60%負(fù)載的突升突降功能測(cè)試，還有和應(yīng)急柴油機(jī)之間的并機(jī)功能和應(yīng)急起機(jī)功能測(cè)試。應(yīng)急柴油機(jī)的黑啟動(dòng)功能測(cè)試等等。（柴油機(jī)要做110%的超載測(cè)試）在發(fā)電機(jī)測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)了“擾流”現(xiàn)象,經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)動(dòng)力電纜鋪設(shè)時(shí)沒有安照品字型擺放，轉(zhuǎn)接箱中的軟電纜固定在金屬支撐上，去除金屬支撐將軟電纜進(jìn)行品字型擺放后故障消失[4]。

8 結(jié)論

總結(jié)以上個(gè)個(gè)系統(tǒng)問題；建議舍棄現(xiàn)場(chǎng)組裝成撬發(fā)電機(jī)組思想，購買真正的撬裝發(fā)電機(jī)組確?，F(xiàn)場(chǎng)安裝順暢[5]。在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該嚴(yán)格審核廠家的技術(shù)文件，所有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝使用有影響的設(shè)備均應(yīng)該提供詳細(xì)技術(shù)資料。CUMMINS英國本來有許多成撬的附件可以采購，包括冷卻系統(tǒng)，燃料氣進(jìn)氣系統(tǒng)等，建議盡量直接向英國采購這些規(guī)范的成撬附件，這樣可能暫時(shí)增加的了成本，但可以節(jié)約大量的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間，并避免很可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更以及為此產(chǎn)生的現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)料等諸多問題。