淺談S109FA燃?xì)廨啓C(jī)熄火保護(hù)

摘要：介紹了S109FA燃?xì)廨啓C(jī)主保護(hù)之一熄火保護(hù)相關(guān)知識、停機(jī)熄火邏輯，并對機(jī)組升級前后熄火情況進(jìn)行對比、分析，供大家學(xué)習(xí)參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);升級;主保護(hù);熄火保護(hù);停機(jī)熄火

0 引言

某電廠配置4臺F級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)單軸發(fā)電機(jī)組，每臺機(jī)組由1臺S109FA型燃?xì)廨啓C(jī)、1臺D10型蒸汽輪機(jī)、1臺390H型全氫冷發(fā)電機(jī)和1臺NG-109FA-R型余熱鍋爐組成。

燃機(jī)S109FA是美國通用電氣公司（GE）生產(chǎn)，由一臺18級的軸流式壓氣機(jī)、一個(gè)由18個(gè)低NOx燃燒器組成的燃燒系統(tǒng)、一臺3級透平和燃機(jī)輔助系統(tǒng)組成。需說明的是目前該電廠#1、4號機(jī)燃燒室為DLN2.0+，而#2、3號機(jī)已經(jīng)改造升級成DLN2.6+。

1? S109FA燃機(jī)點(diǎn)火及火焰檢測系統(tǒng)介紹

1.1點(diǎn)火系統(tǒng)

燃機(jī)共設(shè)有兩個(gè)高壓電極火花塞，#2、#3燃燒器各一個(gè)，其余燃燒室通過聯(lián)焰管聯(lián)焰。火花塞點(diǎn)火后，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高，壓氣機(jī)排氣壓力及燃燒器內(nèi)壓力升高時(shí)，火花塞克服彈簧力自動彈出，熄火后隨著燃燒器內(nèi)壓力降低，通過彈簧自動推入。

1.2火焰檢測系統(tǒng)

燃機(jī)火焰探測器為紫外線探測器，分別布置在#15、#16、#17、#18燃燒器，共4個(gè)火檢檢測通道，每個(gè)通道對應(yīng)輸出邏輯信號L28FDA、L28FDB、L28FDC、L28FDD同時(shí)送到燃機(jī)控制系統(tǒng)，以便在啟動過程中監(jiān)視點(diǎn)火是否成功和在運(yùn)行中提供燃燒室熄火的報(bào)警或機(jī)組跳閘的保護(hù)。對于DLN2.0+燃燒室，L28FDn數(shù)值大于20%，系統(tǒng)認(rèn)為通道點(diǎn)著火，而DLN2.6+燃燒室，L28FDn數(shù)值只需大于12.5%，系統(tǒng)就認(rèn)為通道點(diǎn)著火。

我們知道燃?xì)廨啓C(jī)在正常啟動過程中，在點(diǎn)火期間監(jiān)視燃燒室是否點(diǎn)燃是非常重要的，如果燃燒室已經(jīng)噴入大量燃料而又沒及時(shí)點(diǎn)燃，機(jī)組應(yīng)報(bào)警或遮斷停機(jī)，以免燃料積聚在燃燒室或透平內(nèi)發(fā)生爆燃。程序設(shè)計(jì)機(jī)組在啟動點(diǎn)火時(shí)，4個(gè)火檢中有2個(gè)檢測到火焰，就認(rèn)為點(diǎn)火成功，啟動程序進(jìn)入下一步，暖機(jī)過程，否則認(rèn)為點(diǎn)火失敗，機(jī)組將重新升速至清吹轉(zhuǎn)速，繼續(xù)清吹11min，計(jì)時(shí)結(jié)束后，再次降速點(diǎn)火，若還是檢測失敗，則機(jī)組跳閘;機(jī)組正常運(yùn)行，檢測到失去火焰（4 取 3），機(jī)組熄火保護(hù)動作，跳閘;而當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速低于啟動過程最低點(diǎn)火轉(zhuǎn)速（L14HM）時(shí)，任一通道都應(yīng)無火焰，若任一火檢探頭檢測到火焰，則機(jī)組閉鎖啟動。

2? S109FA燃機(jī)熄火保護(hù)介紹

2.1 停機(jī)熄火邏輯

由邏輯可知機(jī)組停機(jī)熄火信號L94T在以下幾種情況會動作：

（1）A： 機(jī)組有停機(jī)信號，且解列、無全速自保持信號，延時(shí)8min;

（2）～B*C： 機(jī)組有停機(jī)信號，且解列、無全速自保持信號，機(jī)組火焰強(qiáng)度低（4取3），延時(shí)1S;或機(jī)組有停機(jī)信號，且解列，無全速自保持信號時(shí)，機(jī)組火焰強(qiáng)度低（4取3），且機(jī)組轉(zhuǎn)速小于600rpm;

（3）D： 機(jī)組有停機(jī)信號，且解列，無全速自保持信號，任一火檢強(qiáng)度低（或故障），延時(shí)6s;

（4）E： 機(jī)組有停機(jī)信號，且解列，無全速自保持信號，機(jī)組火焰強(qiáng)度低（4取3），延時(shí)1S，再延時(shí)30S;或機(jī)組有停機(jī)信號，且解列，無全速自保持信號，機(jī)組轉(zhuǎn)速小于600rpm，延時(shí)30S。

L94T一旦動作置1，會觸發(fā)機(jī)組主保護(hù)信號L4由1變?yōu)?，主保護(hù)失去，從而去關(guān)閉各燃料控制閥，機(jī)組熄火，但機(jī)組不會跳閘。

2.2 停機(jī)熄火分析

DLN2.0+機(jī)組正常停機(jī)熄火是在機(jī)組解列8min后，機(jī)組轉(zhuǎn)速均大于600rpm時(shí)，觸發(fā)L94T為1，導(dǎo)致L4置0，機(jī)組熄火;而#2、3號機(jī)在改造升級為DLN2.6+后，停機(jī)過程中機(jī)組熄火是在機(jī)組解列7min，此時(shí)轉(zhuǎn)速大約為596rpm，均小于600rpm。

由于#2、3號升級成DLN2.6+后，燃燒模式的改變，在機(jī)組正常停機(jī)過程中，機(jī)組燃燒較升級前減弱，產(chǎn)生的熱量相應(yīng)減少，透平做功也減少，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)速度下降比之前快，在解列7min時(shí)，機(jī)組轉(zhuǎn)速降至低于600rpm，觸發(fā)L83RB置1，從而使停機(jī)燃料量FSRSD快速下降至0，緊接著火檢探頭檢測到強(qiáng)度低（4取3），從而觸發(fā)L94T置1，機(jī)組熄火;另當(dāng)機(jī)組火檢探頭檢測到強(qiáng)度低（4取3）時(shí)，延時(shí)1s，同樣也會觸發(fā)L94T，即使此時(shí)轉(zhuǎn)速大于600rpm。

2.3 熄火保護(hù)

上圖為燃機(jī)熄火保護(hù)邏輯塊：

A：火焰記憶存儲，在點(diǎn)火正常后置1，機(jī)組主保護(hù)失去置0;

B： 95%轉(zhuǎn)速信號，機(jī)組轉(zhuǎn)速大于95%置1，小于95%置0;

C：火焰檢測控制，在點(diǎn)火正常后置1，在機(jī)組出現(xiàn)任三個(gè)火焰強(qiáng)度低（4取3）時(shí)，延時(shí)1S置0;

D：主保護(hù)信號L4;

E：熄火保護(hù)動作跳閘信號;

F：失去主保護(hù)信號;

由邏輯可知，燃機(jī)熄火保護(hù)動作有兩種情況：① A*～B*～C*D：機(jī)組主保護(hù)建立，點(diǎn)火正常，轉(zhuǎn)速小于95%，出現(xiàn)任三個(gè)火焰強(qiáng)度低（4取3），延時(shí)1S，C（L28FDX）置0，～C置1，觸發(fā)熄火保護(hù)動作;② B*～C*D：主保護(hù)建立，機(jī)組轉(zhuǎn)速大于95%，出現(xiàn)任三個(gè)火焰強(qiáng)度低（4取3），延時(shí)1S，C（L28FDX）置0，～C置1，熄火保護(hù)動作。

從上可知，熄火保護(hù)邏輯回路中串了一個(gè)主保護(hù)信號L4，要觸發(fā)機(jī)組熄火保護(hù)L28FDT動作，L4必須為1，而機(jī)組正常停機(jī)熄火，L94T置1，瞬間觸發(fā)L4由1置0，從而去關(guān)閉各燃料控制閥，機(jī)組火焰丟失，也就是說因?yàn)闄C(jī)組熄火先導(dǎo)致主保護(hù)信號L4置0（D為0），熄火保護(hù)邏輯回路被破壞，即使后面檢測到三個(gè)火焰強(qiáng)度低（4取3），保護(hù)也不會動作，故燃機(jī)正常停機(jī)熄火，熄火保護(hù)L28FDT是不會觸發(fā)的。

3 結(jié)語

結(jié)合某燃?xì)怆姀SS109FA型燃機(jī)，對機(jī)組熄火保護(hù)及停機(jī)熄火相關(guān)知識進(jìn)行介紹，并對其保護(hù)邏輯進(jìn)行分析，加強(qiáng)電廠運(yùn)行人員對燃?xì)廨啓C(jī)熄火保護(hù)動作原理的理解和掌握。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國華電集團(tuán)公司.大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)叢書 控制系統(tǒng)分冊[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2] 福建晉江天然氣發(fā)電有限公司. S109FA燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行規(guī)程

作者簡介：盧旺先（1987-），男，福建龍巖人，工程師，從事燃?xì)廨啓C(jī)電廠發(fā)電運(yùn)行工作。