淺析機組單法蘭壓力變送器故障原因分析及解決方案

摘要：自西一線(xiàn)天然氣增壓站燃驅壓縮機組投產(chǎn)以來(lái)，多次發(fā)生由于單法蘭壓力變送器故障造成的停機事件。本文詳細介紹了燃驅壓縮機組單法蘭壓力變送器的功能及組成，針對故障原因進(jìn)行分析，提出程序優(yōu)化方案，保障燃驅壓縮機組的安全穩定運行。

燃驅壓縮機組作為天然氣長(cháng)輸管道的核心增壓設備，其穩定性對輸氣生產(chǎn)有著(zhù)至關(guān)重要的作用。停機事件的發(fā)生會(huì )造成上下游天然氣管線(xiàn)的壓力波動(dòng)，對輸氣生產(chǎn)造成較大的影響[1]。GE燃驅機組的單法蘭壓力變送器是一個(gè)復雜且重要的附屬單法蘭壓力變送器，自西一線(xiàn)天然氣增壓站投產(chǎn)以來(lái)，燃驅壓縮機組曾多次發(fā)生由于單法蘭壓力變送器故障造成的停機事件。為避免停機的再次發(fā)生，有必要對單法蘭壓力變送器進(jìn)行單法蘭壓力變送器認識和故障原因分析。本文對單法蘭壓力變送器的結構、控制邏輯進(jìn)行解讀，根據現場(chǎng)情況分析故障原因，#終提出解決優(yōu)化方案。

1背景介紹

1.1單法蘭壓力變送器概況

單法蘭壓力變送器是GE燃氣輪機重要的附屬單法蘭壓力變送器，由兩臺交流風(fēng)機、一臺直流應急風(fēng)機、通風(fēng)擋板及相關(guān)儀表變送器組成[2]。由于燃氣輪機主體及其燃料氣單法蘭壓力變送器、滑油單法蘭壓力變送器的部分設備集中安裝于箱體內，當機組運行時(shí)箱體內部會(huì )產(chǎn)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(dòng)的冷空氣與箱體內部空氣進(jìn)行置換，通過(guò)監測箱體內部溫度、壓差、可燃氣濃度等數據，控制風(fēng)機實(shí)現良好的通風(fēng)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(jìn)入箱體。

1.2風(fēng)機的控制邏輯

箱體風(fēng)機分為全速運行模式和半速運行模式，程序根據外部環(huán)境溫度a26at進(jìn)行判斷，當環(huán)境溫度大于8℉時(shí)，觸發(fā)風(fēng)機全速命令；當環(huán)境溫度小于5℉時(shí)，觸發(fā)風(fēng)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(gè)條件任一觸發(fā)時(shí)，箱體風(fēng)機會(huì )收到程序給出的啟動(dòng)備用風(fēng)機命令EFANMANSW_DIS，同時(shí)停止主風(fēng)機。命令下發(fā)40s后，若程序未收到風(fēng)機運行反饋信號，則觸發(fā)風(fēng)機啟動(dòng)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(fā)箱體差壓低報停機命令。

2單法蘭壓力變送器故障停機原因分析

2.1大氣溫度的影響

大部分天然氣增壓站場(chǎng)地處我國西北地區，夏季常處高溫天氣，冬季氣候寒冷，單法蘭壓力變送器引用室外大氣。因此，箱體溫度受大氣溫度影響較大。夏季高溫易觸發(fā)箱體溫度超溫報警導致機組停機，冬季在低溫情況下，風(fēng)機全速切換至半速模式運行頻繁觸發(fā)，切換失敗會(huì )導致機組停機。春秋季風(fēng)沙引起的箱體通風(fēng)進(jìn)氣濾網(wǎng)堵塞，從而減小通風(fēng)進(jìn)氣量也是導致停機的一大原因。

2.2電網(wǎng)波動(dòng)的影響

部分地區電網(wǎng)電壓不穩定，經(jīng)常出現電網(wǎng)波動(dòng)的情況，當電網(wǎng)波動(dòng)較大時(shí)，容易導致運行中的風(fēng)機突然掉電停止，在啟動(dòng)備用風(fēng)機的過(guò)程中箱體差壓、溫度容易達到報警值而停機，備用風(fēng)機也存在啟動(dòng)失敗的風(fēng)險。

2.3箱體內高溫管線(xiàn)的影響

箱體內安裝著(zhù)多條燃氣輪機附屬管線(xiàn)。其中，16級引氣管線(xiàn)氣體引至廠(chǎng)房外防冰單法蘭壓力變送器，氣體溫度約為400℃，9級封嚴冷卻氣接近100℃，高溫管線(xiàn)氣體泄漏至箱體內部，會(huì )引發(fā)箱體溫度上升。

3解決方案

通過(guò)單法蘭壓力變送器故障原因分析，針對重點(diǎn)引起機組停機的幾個(gè)因素進(jìn)行程序優(yōu)化。

3.1風(fēng)機半速全速模式邏輯的優(yōu)化

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

3.2箱體壓差低停機判斷條件的優(yōu)化

設置單法蘭壓力變送器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?xún)?yōu)化，箱體壓差低停機判斷時(shí)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(shí)觸發(fā)才導致停機。

3.3主備風(fēng)機啟動(dòng)邏輯的優(yōu)化

當箱體風(fēng)機切換命令下發(fā)后，原程序是將主用風(fēng)機停止，同時(shí)啟動(dòng)備用風(fēng)機。風(fēng)機的切換是通過(guò)STEP3_1、STEP3_2、STEP3_3、STEP3_4四個(gè)功能塊實(shí)現的。STEP3_1.Ti2用于停止1#風(fēng)機并半速啟動(dòng)2#風(fēng)機；STEP3_2.Ti2用于停止2#風(fēng)機并半速啟動(dòng)1#風(fēng)機；STEP3_3.Ti2用于停止1#風(fēng)機并全速啟動(dòng)2#風(fēng)機；STEP3_4.Ti2用于停止2#風(fēng)機并全速啟動(dòng)1#風(fēng)機。因風(fēng)機切換過(guò)程中可能出現備用風(fēng)機啟動(dòng)失敗，所以將邏輯改為：風(fēng)機切換時(shí)主用風(fēng)機不停止，備用風(fēng)機同時(shí)啟動(dòng)，實(shí)現兩臺風(fēng)機同時(shí)運行，若要停止主用風(fēng)機需在HMI上手動(dòng)點(diǎn)停。程序修改的具體方法為，將STEP3_1.Ti2改為MANSTOPFAN1HMI手動(dòng)停止1#風(fēng)機命令，并在其前端添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2TWO切換至2#風(fēng)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(dòng)停止2#風(fēng)機命令，并在其前端添加PULSE脈沖功能塊，將SWAP2ONE切換至1#風(fēng)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(fēng)機啟動(dòng)失敗邏輯的優(yōu)化

原邏輯是當風(fēng)機命令與反饋不符時(shí)，若有備用風(fēng)機啟動(dòng)命令，則觸發(fā)風(fēng)機啟動(dòng)失敗會(huì )導致停機�，F更改為在主用風(fēng)機停止狀態(tài)，備用風(fēng)機命令與反饋不符時(shí)，若有風(fēng)機切換命令，會(huì )造成機組停機。因在程序中發(fā)現風(fēng)機啟動(dòng)失敗判斷時(shí)間和風(fēng)機全速啟動(dòng)所需時(shí)間均為40s，會(huì )導致備用風(fēng)機啟動(dòng)時(shí)停機報警誤觸發(fā)。因此，需要更改風(fēng)機啟動(dòng)失敗判斷時(shí)間，將EVFAN1HS_FON、EVFAN2HS_FON啟動(dòng)故障變量前的延時(shí)功能塊設定時(shí)間更改為45s。

3.5增加手動(dòng)停止備用風(fēng)機命令

新增變量MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2手動(dòng)停止風(fēng)機命令，將MANSTOPFAN1接入PBHDLR功能塊，將時(shí)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(shí)間設置為2000ms，輸出與L43DUTY1做與運算，隨后接入PULSE模塊。在畫(huà)面中添加按鈕，連接MANSTOPFAN1和MANSTOPFAN2變量，實(shí)現手動(dòng)停止備用風(fēng)機的功能。

4結束語(yǔ)

優(yōu)化后的程序經(jīng)現場(chǎng)機組實(shí)際檢測，模擬外電波動(dòng)導致風(fēng)機掉電、備用風(fēng)機啟動(dòng)失敗、風(fēng)機切換時(shí)箱體壓差低等情況，不會(huì )造成機組停機，有效避免非真實(shí)故障引起的機組停機事件，同時(shí)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(fēng)機失效的情況下能夠觸發(fā)機組保護停機，實(shí)現前期設計功能。