三菱M701F 型燃机跳闸阀控制回路优化

孙长春

（国能国华（北京）燃气热电有限公司设备维护部，北京 100035）

0 引言

国内引进的三菱M701F 型燃机的安全油管路配置只有1 套跳闸阀控制回路，当机组挂闸时此跳闸阀关闭，安全油管路建立起安全油压，机组挂闸成功；若跳闸阀打开，则管路中的安全油泄回至油箱，机组跳闸。由于原有安全油管路上的跳闸阀为单一结构设计，安全隐患很大，若跳闸阀出现故障，将会出现2种不安全情况的发生：①跳闸阀误开，泄掉安全油，直接导致机组跳闸；②跳闸阀拒动，此情况对机组的危害更高。针对此情况，优化三菱M701F 型燃机跳闸阀控制回路。

1 设计思路

1.1 结构优化

在三菱M701F 型燃机跳闸阀控制回路优化设计前，分析原有跳闸阀控制回路特点，优化为跳闸阀控制回路串并联结构设计。设计4 个跳闸阀分为2 组，将这2 组并联结构串联在一起后，构成串并联结构：①2 组并联结构中任意一个跳闸阀因故障而打开时，均不会使安全油泄掉；②即使任意一组中的2个跳闸阀打开，同样不会使安全油泄掉；③只有2 组并联结构中各有一个跳闸阀动作时，安全油压才会泄掉，实现机组跳闸功能（图1）。

图1 跳闸阀控制回路

1.2 开发在线试验功能

在优化后的跳闸阀结构中，进一步开发在线试验功能，可在线检验跳闸阀工作状态。在线活动试验时，打开进油侧并联的2 个跳闸阀中的任意一个跳闸阀，压力监视测点示值升高并触发压力高报警，以此检验阀门开启正常。当试验阀门关闭后，压力测点示值下降至正常值。当压力示值恢复至正常值后，打开出油侧跳闸阀并联结构中的任意一个跳闸阀，压力监视测点示值降低并触发压力低报警，以此检验阀门开启正常。当试验阀门关闭后，压力测点示值升高至正常值。

2 设备安装

机组安全油路的跳闸阀串并联结构主要包含如下设备：1 个压力测点（PT），2 个节流孔，4 个跳闸阀（SV1、SV2、SV3、SV4）。4 个跳闸阀在结构上分为2 组，即SV1、SV3 并联为一组，SV2、SV4 并联为另一组；并联的2 组跳闸阀再进行串联（图2）。4 个跳闸阀中任意一个跳闸阀因故障而打开时，均不会使安全油压泄掉；即使同一组中的2 个跳闸阀均因故障而打开时，同样不会使安全油压泄掉；只有2 组并联结构中各有一个跳闸阀打开时，安全油才会泄掉，实现跳闸功能。

图2 现场安装

跳闸功能：①当机组挂闸，控制系统发出指令使4 个跳闸阀关闭，管路中安全油压建立，图1 中PT 示值≈1/2 P1 示值；②当2 组跳闸阀同时打开，将管路中安全油泄回至油箱，触发安全油压低保护，实现保护跳闸；③当SV1、SV3 并联结构中任意一个跳闸阀打开时，安全油管路中PT 示值升高至PT 示值≈P1 示值；④当SV2、SV4 并联结构中任意一个跳闸阀打开时，安全油管路中PT 示值降低至PT 示值≈0；⑤当任一组中任意一个电磁阀打开时，管路中安全油不会被泄掉，不会触发安全油压低保护信号。

3 跳闸阀在线活动试验设计

3.1 现场设备具备试验条件

（1）检查跳闸阀、PT 压力测点无漏油。

（2）检查PT 压力测点指示正常。

3.2 试验允许条件

以SV1、SV2 跳闸阀为例。

（1）SV1 跳闸阀已选择。

（2）无其他跳闸阀试验进行。

（3）PT 压力示值（图3 中EMERGENCY INTERMEDIATE OIL PRESS）正常，无PT 油压低于定值报警（低报警设定值0.16 MPa），无PT 油压高于定值报警（高报警设定值0.48 MPa）。

3.3 设计试验操作顺序

以SV1 跳闸阀为例，试验条件满足后。

（1）点击图3 控制界面中的“TRIP SV TEST”按钮，弹出“TRIP SV TEST”操作窗口（图4）。

图3 “TRIP SV TEST”控制界面

图4 “TRIP SV TEST”操作窗口

（2）在“TRIP SV TEST”操作窗口上点击SV1 软按键，其背景变为红色表示以选中。

（3）在“TRIP SV TEST”操作窗口上点击“TEST ON”软按键，发出SV1 跳闸阀试验指令。

（4）指令发出后，SV1 跳闸阀打开，PT 示值升高触发压力高报警（高报警设定值0.48 MPa），“TRIP SV TEST”操作窗上的“TEST OK”背景由灰色变为红色，表示SV1 跳闸阀动作试验正常，最终PT示值接近安全油压正常值。

（5）在“TRIP SV TEST”操作窗口上点击“TEST OFF”软按键跳闸阀发复位指令。若未对“TEST OFF”软按键操作，则“TEST ON”软按键操作10 s 后，自动发跳闸阀复位指令，PT 示值恢复正常后其报警复位。

（6）待SV1 跳闸阀试验完毕，且此试验中无其他报警发生。

（7）可依次进行其他跳闸阀试验，如SV2、SV4 跳闸阀试验。以SV2 为例，指令发出后，SV2 跳闸阀打开，PT 示值降低触发压力低报警（低报警设定值0.16 MPa），“TRIP SV TEST”操作窗上的“TEST OK”背景由灰色变为红色，表示SV2 跳闸阀动作试验正常，最终PT 示值接近0 MPa。

（8）同样在“TRIP SV TEST”操作窗上点击“TEST OFF”软按键跳闸阀发复位指令。若未对“TEST OFF”软按键操作，“TEST ON”软按键操作10 s 后，自动发跳闸阀复位指令，PT 示值恢复正常后其报警复位。

（9）待SV2 跳闸阀试验完毕，且此试验中无其他报警发生。

3.4 跳闸阀在线试验逻辑组态简介

在进行试验时，为降低试验人员误操作风险，当任何一个跳闸阀进行在线试验时或压力测点出现报警时，都将对其他跳闸阀试验进行闭锁。当试验正常进行时，每进行一个跳闸阀试验，其动作后PT 示值将会产生变化，并触发报警。

3.4.1 SV1 和SV3 跳闸阀在线试验

以SV1 为例。控制画面“TRIP SV TEST”操作窗上选择试验对应跳闸阀，当控制条件具备，例如：①PT 压力示值低报警取“非”，表示SV2 或SV4 已关闭，且PT 示值约等于1/2 P1 示值；②选择SV1；③“TSET ON”经SR 触发器后取“非”，表示无其他跳闸阀正在试验。以上3 个信号相“与”后的信号，即图5中“TRIP SV CH-1 TSET SET”（表示SV1 已选），再与“TSET ON”信号相“与”输出“TRIP SV CH-1 TSET ON”指令，即SV1 在线试验开始。

图5 跳闸阀在线试验逻辑

当SV1 阀打开，PT 压力示值将升高，触发压力高报警（高油压报警设定值为0.48 MPa），“H”高值报警信号与“1ON”（即TRIP SV CH-1 TSET ON 指令）相“与”“或”后输出“TOK”（即“TSET OK”），用来检验SV1 阀试验效果，如5 图左下区域所示。

结束SV1 在线试验，可在“TRIP SV TEST”操作窗上点击“TEST OFF”复位SR 触发器，则“TRIP SV CH-1 TSET ON”指令信号消失，结束在线试验或等待10 s 自动复位SR 触发器，则“TRIP SV CH-1 TSET ON”指令信号消失。SV1 关闭，PT 示值将恢复至正常示值，即PT 示值约等于1/2 P1 示值，SV1 在线试验结束。

3.4.2 SV2 和SV4 跳闸阀在线试验

以SV2 为例。控制画面“TRIP SV TEST”操作窗上选择试验对应跳闸阀，当控制条件具备，例如：①PT 压力示值高报警取“非”，表示SV1 或SV3 已关闭，且PT 示值约等于1/2 P1 示值；②选择SV2；③“TSET ON”经SR 触发器后取“非”，表示无其他跳闸阀正在试验。以上3 个信号相“与”后的信号，即图5 中“TRIP SV CH-2 TSET SET”（表示SV2 已选），再与“TSET ON”信号相“与”输出“TRIP SV CH-2 TSET ON”指令，即SV2 在线试验开始。

当SV2 阀打开，PT 示值将降低，触发压力低报警（低油压报警设定值为0.16 MPa），“L”高值报警信号与“2ON”（即TRIP SV CH-2 TSET ON 指令）相“与”“或”后输出“TOK”（即“TSET OK”），用来检验SV2 阀试验效果，如5 图左下区域所示。

结束SV2 在线试验，可在“TRIP SV TEST”操作窗上点击“TEST OFF”复位SR 触发器，则“TRIP SV CH-2 TSET ON”指令信号消失，结束在线试验或等待10 s 自动复位SR 触发器，则“TRIP SV CH-2 TSET ON”指令信号消失。SV2 关闭，PT 示值恢复至正常示值，即PT 示值约等于1/2 P1 示值，SV2 在线试验结束。

4 结论

此项目提高了三菱M701F 型燃机跳闸阀控制回路的可靠性，完善了跳闸阀回路的设计结构，消除了原单一跳闸阀所带来的设备隐患。在优化后的结构上，开发了跳闸阀在线活动试验功能，有效检验跳闸阀的工作状态，消除了由跳闸阀误动、拒动带来的安全隐患，保障了机组的安全运行。