输气站场燃气发电机问题分析及应对措施研究

车志强，印 炎

(1. 中石化川气东送天然气管道有限公司安徽管理处， 安徽 安庆 246000；2. 中国石油管道局工程有限公司管道投产运行分公司 ， 河北 廊坊 065001)

输气站场燃气发电机问题分析及应对措施研究

车志强1，印 炎2

(1. 中石化川气东送天然气管道有限公司安徽管理处， 安徽 安庆 246000；2. 中国石油管道局工程有限公司管道投产运行分公司 ， 河北 廊坊 065001)

川气东送管道输气站采用燃气发电机做为备用电源。当外电源发生故障时,由低压配电柜内双电源切换控制器发出起动发电机信号，并对发电机组的电压及频率进行检测，待发电机组启动成功后，经延时后将负载自动转向发电机组供电回路。通过对燃气发电机启停机和运行中故障的分析，归纳总结故障的因素，分析确定问题原因，制定相应的措施，进而提高燃气发电机运行完好率，防范当外电源发生故障长期停电时，发电机组无法正常启动而影响站场的正常生产。对保障站场连续、安全生产有着重大的意义。

川气东送；燃气发电机；故障；措施

1 川气东送管道输气站供配电系统概况

川气东送管道西起川东北普光首站，东至上海末站，是继西气东输管线之后又一条贯穿我国东西部地区的管道大动脉，也是中石化第一条大口径、高压力天然气长输管线。全线设工艺站场37座，主要承担着向下游多家工业用户、地方燃气公司供气的任务。川气东送管道输气站对电力系统要求是比较严格的，采用单回路电源、发电机加UPS电源供电方式，站外引入高压外电源作为正常工作主电源，站内设置一台科勒燃气发电机组提供备用电源。当外电源发生故障时,由低压配电柜内双电源切换控制器发出起动发电机信号，并对发电机组的电压及频率进行检测，待发电机组启动成功后，经延时后将负载自动转向发电机组供电回路。

2 发电机结构组成及工作原理

美国进口科勒RZG系列燃气发电机组以天然气为动力燃料，主要由发动机、FRⅡ快速响应发电机与DEC550全数字式控制器构成，如图1所示。

图1 科勒燃气发电机组构成

图2 科勒快速响应发电机工作原理

科勒发电机的快速响应励磁系统采用了永久磁场励磁机，有一个叫做FR模块的旋转SCR桥。FR模块采用电子调压电路，调压电路检测发电机的输出电压，并按输出电压的幅度使固定的LED亮或者灭，通过光耦合来给旋转SCR桥发信号，从而控制发电机磁场的直流电流，达到输出稳定的目的。常规的无刷发电机因为要克服励磁机磁场电感电磁特性，在电压恢复时间上要慢好几倍，一般来说，常规的无刷型发电机从电压瞬变恢复的时间为0.5s甚至整整2s，而科勒发电机为0.05s。所以，科勒发电机具有短路电流支持能力的恒励磁发电机的快速响应特性和副励磁机结构对负载引起的谐波相对不敏感的优点。并能通过SCR模块的光耦合信号控制，在出现扩充的不受保护的过载时，可通过安全保护断路器有效保护发电机。如图2科勒快速响应发电机工作原理所示。

3 问题分析

川气东送某管理处对辖区内输气站科勒燃气发电机故障问题进行了调查，做出了科勒燃气发电机组故障情况调查统计表，见表1。

表1 科勒燃气发电机故障情况调查统计表

根据表1，绘制出了燃气发电机故障问题饼图，如图4所示。

图3 燃气发电机故障饼图

从表1与图3可看出，造成燃气发电机完好率低的主要问题是系统故障和操作不当。因此，将工作的重点放在系统故障和操作不当上，减少燃气发电机运行故障，保障生产安全、有序进行，提高综合经济效益。并且根据实际案例得出了系统故障和操作不当的影响因素关联图(如图4)。

图4 系统故障和操作不当的影响因素关联图

3.1 员工对控制原理不熟悉

燃气发电机是进口设备，员工对燃气发电机的启停机和DEC550控制器原理不熟悉，不清楚科勒燃气发电机控制系统的原理，不明白运行过程中电流、电压、频率、油压、冷却液温度等参数值是否为正常值及运行过程中出现的报警或者提醒字符的意思，无法及时发现和处理报警和警示信号。如2011年5月24日，某管理处输气站场燃气发电机运行过程中出现了“冷却液温度信号丢失(NO COOL TEMP SIGNAL)”的故障报警，导致燃气发电机运行过程中突然停机。由于员工对控制原理不熟悉，不清楚DEC550机组控制器在运行过程中通过冷却系统上的温度传感器检测出冷却剂温度值，当检测值丢失发生保护性停机，从而不知如何处理该问题。最后经过技术人员的排查，该故障仅仅是温度传感器线路接头松动脱离而导致的。该因素在燃气发电机运行过程中，很容易导致运行过程中的突然故障或保护性停机。

3.2 防雷措施不完整

2010年6月和2014年8月，雷雨季节期间，因燃气发电机组未安装浪涌保护器，雷击造成了两个输气站DEC550控制器内的电源板和控制程序主板烧毁，控制器程序紊乱，系统出现故障，燃气发电机组无法启动。在厂家技术人员到站更换了控制器电源主板和控制程序主板后，燃气发电机组才正常启动。无浪涌保护装置，就无法有效地对燃气发电机组的控制器进行保护。在雷雨季节期间，雷击十分容易造成控制箱内电源和程序主板等器件损坏，导致发电机无法启动运行。

3.3 日常管理维护不到位

2010年3月，某输气站场燃气发电机在运行约2h后突然停机，经过检查，发现是由于投产初期自用气撬到燃气发电机燃料气管道内存在大量的泥沙和杂物，施工单位未清理干净，导致燃气管道滤芯堵塞，发电机燃气供应不足而停机。2015年7月，因供电所线路故障，输气站场停电12h，启动燃气发电机供电。但是由于日常管理不到位，日常维护和启机前检查也不够仔细，未能发现冷却剂液位低的问题，冷却液不足会导致其他功能造成影响，进而导致发电机组的高温故障[1]，使得燃气发电机经过较长时间运行后因冷却液高温而停机。

4 制定防护措施

针对上述问题分析探讨，制定了以下对策表(表2)，并将每项问题落实责任人。

表2 对策实施表

4.1 强化员工培训力度

(1)加强站场员工对燃气发电机结构组成和各部分工作原理的培训，包括燃气发电机结构组成和工作原理、主要的技术参数、DE550控制器的工作模式。

(2)利用厂家检维修作业和培训过程讲解的机会，积极组织员工更深层次的学习，掌握和统计燃气发电机和DEC550控制器内的各构件的作用及工作状态是否正常的识别。

(3)统计收集燃气发电机控制器报警代码、字符信息，翻译成中文对照表，放置在燃气发电机房，便于查阅和及时准确掌握报警原因。

4.2 加装浪涌保护装置

(1)对燃气发电机三相电源、单相电源、直流电源、RS485通信、自动启停机部分加装浪涌装置，增加了防雷措施[2]，保护发电机组各部件。

(2)站场每半年定期对燃气发电机组防雷接地电阻进行检测，每年春夏季雷雨季节前对发电机组防雷接地电阻加密检测，保证发电机组防雷接地阻值在正常范围[3]。

4.3 定期开展设备维护

(1)按照燃气发电机操作维护规程和春秋两季检维修要求，严格认真开展燃气发电机运行400小时或者一年后，更换发电机组空气滤芯、机油滤芯、机油、冷却液。每月定期对燃气发电机进行一次空载运行、一次负载运行，做好燃气发电机的日常维护保养。

(2)对自用气撬到发电机燃气调压箱管段滤芯每年清洗一次，保证燃料气的供应正常充分。

(3)严格执行燃气发电机操作规程制度，将操作规程上墙，量化关键点，制作燃气发电机运行参数正常值表，加强燃气发电机运行参数监控。在燃气发电机启动运行期间，每隔30min观察一次各运行参数，确保燃气发电机运行正常。

5 结论

鉴于以上对川气东送管道输气站场燃气发电机问题研究分析，为提高电气设备运行完好率、保证输气站场安全生产运行、消除事故隐患提供相应参考依据。为做好站场发电机正常运行，笔者认为应注意一下三点：①由生产技术人员做好操作人员发电机日常培训工作，通过培训提高自身技能；②加强设备运行完整性管理，做好防雷措施，避免因雷击而造成的发电机电气元件损坏；③定期开展燃气发电机设备周期性维护工作。

[1] 李立博. 燃气发电机组高温原因分析及预防[J].中国石油和化工标准与质量，, 2016 , 36 (21) :88-89.

[2] 张镇峰.浅谈雷击对电气自动化设备的危害及防护措施[J].黑龙江科学，2014(2):272.

[3] 郑仁武.燃气发电机组运行故障分析和维修措施[J].设备管理与维修，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

车志强(1984—)，四川乐山人，2008年6月毕业于西南石油大学，本科学位，工程师，主要从事天然气长输管道运行和设备维护管理工作。

TM31

A

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

(本文文献格式车志强，印炎.输气站场燃气发电机问题分析及应对措施研究[J].山东化工，2017，46(18)：105-107.)