燃气轮机发电机组操作规程.docx
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燃气轮机发电机组操作规程
SGT-400型燃气轮机发电机组
操作指南
第一节发电机组使用注意事项
第二节发电机组主要设备及技术参数
第三节发电机组辅助系统
一、燃机进气系统
二、燃机排气系统
三、集装箱体及箱体通风
四、消防系统及可燃气体防护系统
五、机组滑油系统
六、仪表风系统
七、控制系统
第四节机组启动前准备工作与检查
第五节机组启动
一、第一阶段
二、第二阶段
三、控制器计时
四、点火程序
五、稳定同步转速
六、励磁、同期并网操作
第六节机组发电运行
第七节机组停车
一、停车要求
二、自动停车
三、非正常停机
第八节燃气轮机的维护
一、日常维护
二、定期维护
第一节发电机组使用注意事项
1.操作燃气轮机发电机组的人员必须经过培训,并有承建方发证授权方可操作该机组。
2.操作人员必须熟悉电站工艺流程，熟悉现场各设备系统原理，切忌盲目操作。
3.操作人员应严格遵循安全操作规程，身体不适或酒后严禁上岗。
4.在燃机正常启动、运行过程中，不允许打开机组集装箱体防护门。
5.不允许在机组启动过程中对任何安全装置进行操作。
6.在没有查明停机的原因时不能尝试重新启动燃机。
7.机组停车后，在“燃机过热”信号未解除之前不允许关闭控制系统电源。
8.发电间、操作间、高低压间的消防器材应齐全，且方便取用。
9.燃机安装、排故、更换零、部件时不允许任何物品掉入燃机内，如有应立即上报并进行处理。
10.燃机启动前必须清点工具，工具不全不准开车。
11.启动时要清醒、认真、全神贯注，随时做好应急情况的处理准备。
12.电气检修时必须挂有“有人工作，严禁合闸”标牌。
13.煤气为易燃易爆气体，每次起动前必须检查煤气系统各管线阀门是否有漏气情况,如有,必须排除方能开机。
第二节发电机组主要设备及技术参数
QDR129燃气轮机发电机组是以西门子公司生产的SGT-400型燃气轮机作原动机，机组采用国际通用的最新的集装箱式结构，通用的模块化设计，产品标准化程度高,具有较高的可靠性和可维护性。
燃气轮机发电机组主要设备及技术参数如下：
一、燃气轮机：
型号SGT-400
形式双轴、简单开式循环、热端输出
转子旋转方向逆时针（从输出端看）
进气装置朝上安装的进气蜗壳和前轴承座外腔组成进气道
转子总成由CT转子总成和PT转子总成构成
压气机11级轴流亚音速，进口可转导叶
压比16.7:
1
燃烧室6个回流式管状燃烧室，每个燃烧室带1个高能点火器
涡轮2级压气机涡轮（CT）,2级动力涡轮（PT）
轴承4个可倾瓦径向滑动轴承，2个轴向止推轴承
排气装置扩散段和水平安装的排气蜗壳
额定功率12900KW/h
GG额定转速14100rpm
PT额定转速9500r/min
空气进气量38.9kg/s
排气量39.5kg/s
排气温度555℃
额定单循环效率35%
二、主减速箱与联轴器：
1.主减速箱：
简单行星式减速装置，将PT输出转速9500r/min减速后输出转速为1500r/min。
从输出端看，它将动力轴由逆时针方向反向成顺时针方向旋转输出。
2.高速联轴器：
齿轮型联轴器，它将动力涡轮输出轴适配器与齿轮箱的太阳小齿轮用螺栓连接耦合。
3.低速联轴器：
饶性金属盘式，将齿轮箱输出轴与发电机输出轴连接耦合。
三、发电机：
（上海电气燃气轮发电机）
型号GTFDWS-15-4
形式无刷励磁三相同步发电机
额定转速1500r/min
冷却方式空-水冷却
绝缘等级F
额定电压10500V
额定功率15000KW/18750KVA
功率因数滞后0.8
旋转方向逆时针（从燃机端看）
电机总重43058kg
额定励磁电压229V
额定励磁电流402.8A
第三节发电机组辅助系统
一、燃机进气过滤系统：
燃机进气过滤系统沿进气方向主要分为7个部分，分别是：
●雨棚：
进气侧；
●除湿器：
服务舱之前（进气侧），位于服务舱与除湿器之间；
●服务舱：
位于自清过滤房之前，便于人工更换过滤器
●过滤房：
由钢架支撑，每套系统由60片V型过滤器组成；
●蒸发冷却器：
位于二级过滤器后三级终端过滤器前
●高效过滤房：
提高进气的清洁程度达H12级。
高效过滤房含36件高效滤芯。
●过渡段：
高效过滤器之后（出气侧）
过滤系统主要由三级过滤组成：
一级过滤器采用高效玻璃纤维滤料，用于除去使用环境中的大颗粒杂质；二级过滤器由60件V型板式过滤器组成，三级过滤器由36套高效滤芯组成，过滤精度达到H12等级。
过滤器正常压差第二级小于11mbar，第三级小于14mbar，随着运行时间的增加，过滤器滤芯积累的灰尘会导致压差逐渐增大，当压差达到第二级11mbar，第三级14mbar时，燃机控制系统会发出报警信号，达到第二级14mbar，第三级17mbar，燃机会紧急停机。
因此压差增大时应采取必要的停机维护或更换滤芯。
蒸发冷却器是在环境温度高于30℃时人工投入，热空气进入蒸发冷却室，与高效雾化喷嘴雾化后的水雾相碰，混合，进而水雾通过蒸发，被空气吸收。
吸收水分的空气湿度增大，实现温度降低。
温度降低并携带一定水分的空气再经过折流板，通过折流板将颗粒较大的水雾聚结回流，降低空气携水率。
之后，空气经过除湿膜，再通过除湿膜对空气中更微小的水雾吸收蒸发，最后，使空气的携水率达到燃机进气要求，并进一步降低空气温度。
二、燃机排气系统：
排气系统在集装箱体中部水平安装，由排气蜗壳、软连接、过渡段、膨胀节组成。
燃机排出约555℃的尾气经排气蜗壳、过渡段进入余热锅炉，经锅炉热交换后，排气温度降至150℃左右，再经过烟囱排到大气。
三、集装箱体及箱体通风：
集装箱体由带有消音壳体和消音门的承载架组成，箱体安装在台架底座上。
箱体内装有通风系统、照明和箱内消防系统等。
集装箱体的功能主要是:
降低噪音、隔离危险源、火灾遏制和灭火剂保持、人身保护等。
集装箱体系统相关参数如下：
隔音箱体出风口温度:
≤60℃故障时箱体内不超过120℃
噪声值：
≤85dBA
过滤器过滤效率：
平均综合灰尘拦截率不小于90%
燃机箱体通风系统包括进气过滤器、消音器、风门、通风管道等；排气包括消音器、风机、风门、通风管道等。
燃机箱体通风过程：
空气经进气过滤器、消音器、通风管道、风门等进入燃机箱体，将箱体冷却后经排气风门、风机抽风后进入消音器消音再排入大气。
箱体内始终保持微负压，以利于整个系统流畅。
进、出口风门与控制系统、消防系统连锁，在机组起动和正常运行时处于打开位置，在灭火系统启动时自动关闭。
四、消防系统：
消防系统由火灾控制盘、安装在燃机箱体中可燃气体探测器、火焰探测器、感温探测器和集装箱外的固定灭火装置组成。
集装箱外的固定灭火装置包括一套二氧化碳灭火瓶组、电磁阀、气动阀及连接管线等排释机械装置构件。
集装箱内可燃气体浓度探测器、感温探测器、红外线火焰探测器检测到火灾时，火灾控制盘控制系统会进行分析并发出指令，启动灭火装置上的灭火瓶阀，释放灭火剂进行灭火。
此外当发现火灾时，还可以进行手动和机械应急两种方式启动灭火瓶进行灭火。
一旦监测到火情，灭火剂主喷嘴就会打开，同时机组所有供电被切断，燃机也随之警停，但直流油泵将继续工作。
经过20分钟后，灭火探测系统将自动复位。
如果在复位后再次监测到火情，则灭火剂辅助喷头也将打开。
此时燃机直流油泵也会关闭。
可燃气体浓度探测器提供了三个分别设为LEL（爆炸下限）10%和20%的气体报警。
当发生低值报警时，控制盘会发出声音警告，该警报将持续15分钟，如果在此期间未消除报警，则会启动停机过程。
当三个气体探测器中任何一个检测到高值状态时，都会启动停机过程。
五、润滑油系统：
滑油系统是为燃气轮机、减速箱和发电机提供具有合适温度、压力的润滑油，以满足正常工作时各轴承和齿轮等工作表面上需要供给滑油，构成连续的油膜，带走由于摩擦和高温零件传来的热量，以维持零部件在正常的工作温度范围，保障零部件的使用寿命。
本机组使用L-TSA/LF46汽轮机油（GB11120-89）。
滑油系统主要由油箱、主滑油泵、交流辅助滑油泵、直流应急油泵、液位计、加热器、温度控制阀、压力控制阀、滑油过滤器、风冷散热器、通气系统（油雾分离器、阀门、连接管道以及温度、压力测量装置等组成。
1.油箱：
滑油箱用碳钢制造，与机组底座结成一体，油箱容积约5000L，机组正常工作每周滑油消耗量约为15~30L。
2.滑油加热器：
油箱上装有三个浸入式加热器，加热器配有一体式热切断保护开关。
在起机前，如油温低于20℃，可开起加热器对滑油循环加温至20℃以上，当油温升到35℃自动切断加热器电源，停止加温。
3.主滑油泵：
主油泵为齿轮泵，安装在主齿轮箱上。
泵上有连体安全阀。
主滑油泵为机械驱动，在燃机起动到9000转以上时，能为机组提供压力2.1Barg。
4.交流辅助滑油泵：
辅助滑油泵是一个齿轮泵，由一台功率13.5KW、电压380V的三相交流电机驱动。
机组起动前先打开交流辅助滑油泵，为各个轴承供油。
5.直流应急油泵：
直流应急泵是在燃机停机后发生交流停电或交流泵故障时，应急泵自动开启为热轴承供油，以防止震动侧头过热。
油泵通过压力开关自动启动。
每次燃机启动时，直流泵都会起动，在2秒中内系统滑油压力应达到0.6BarG以上，以检查直流泵工作是否正常，检测正常直流泵运行5秒后停止工作，进入应急备用状态。
6.温度控制阀：
温度控制阀是用来调控油温的。
它根据测量的油温，将油箱来的热油和滑油散热器冷却的滑油进行调和，从而把油温控制在正常范围40~50℃之间。
7.压力控制阀：
机组正常运行热轴承润滑油压力应为2Barg,由压力控制阀来控制的。
油压高于此压力时，阀门会打开旁路，将一部分滑油溢回油箱。
如热轴承油压降到1.7Barg，会发出润滑油压力低报警；降到1.4Barg以下时，燃机会保护停机；当油压达到2.5Barg时，机组还设置有润滑油压力高报警。
8.滑油过滤器：
系统配置一个双筒过滤器，通过手柄切换操作，正常运行时只投入一个，另一个备用。
过滤器过滤精度为10µm，过滤效率可达99%，在过滤器两端接有压差监视报警装置，一旦压差超过1.4Barg，会发出报警信号。
此外，直流应急泵管路上另装有一个管道油滤。
9.油雾分离器：
用于排除润滑油油箱的空气，清除空气夹带的油雾。
油雾分离器总成安装在燃气轮机集装箱顶部的框架上。
包括一个过滤器容器（包含一个不锈钢油雾分离器垫和一个聚结滤芯），一台交流电动机和一台侧风道风机。
10.滑油散热器：
滑油散热器安装在集装箱顶部，为一种板式换热器，使用水/乙基乙二醇混合物作为冷却液。
当燃机运行油温升高时，润滑油从发动机穿过冷却器，进行热交换，冷却液带走热量，降低油温。
六、仪表风系统：
仪表风系统是机组运行环节里一个重要的系统，它主要为气体燃料模块阀、滑轨外气体燃料切断阀和放空阀、润滑油模块阀组、启动和停止时的P2放气阀、级间放气阀、自动排水系统、燃气轮机密封、集装箱体通风风道防火隔板、反脉冲自清式燃机进气过滤器以及煤气压缩机压力调节装置提供0.55~0.69MPa的洁净干燥的压缩空气。
仪表风系统主要设备包括：
两台螺杆空气压缩机、一台微热吸附干燥机以及储气罐、阀门、管道、过滤器等。
正常运行时两台压缩机一开一备，互为连锁。
仪表风储气罐应根据情况定期进行排污。
（注意：
排污阀为双阀，运行时应将靠近容器的那个阀门置于常开位置，用其后的那个阀门控制排污，排污时应缓慢开启阀门，切忌把阀门开得过大过猛，以免造成系统压力波动或猛降。
）
七、控制系统：
机组控制系统主要包括燃气轮机控制单元（TCM）、发电机控制单元（GCP柜）人机界面（HMI）。
其中HMI是一台安置在控制台桌面上的监控电脑。
1.燃机控制单元（TCM）：
TCM为整个燃气轮机发电机组提供一个完全集成化的控制器。
它主要包括安装在汽机外壳之外的主控件组，以及安装在燃机附近分布的各联网I/O节点。
TCM采集整个机组的所有参数，包括燃机、发电机、各辅助系统参数，并将这些参数传输到HMI，供操作员操作和监控机组运行。
TCM实现燃机起动、停机、速度控制和发电过程中的功率控制，实现滑油系统等其它辅助系统控制以及对机组报警、紧停保护控制等。
2.发电机控制单元（GCP）：
发电机控制柜安装在控制室侧面，柜内装有自动励磁控制器、自动同期装置、电量表、电量变送器等元件，主要实现发电机励磁自动控制，同时支持手动增减励磁；自动或手动同期并网；孤网发电功能；发电电量测量；发电机保护等功能。
如图：
发电机控制单元（GCP）
GCP柜面板功能：
序号
名称
功能描述（档位功能说明）
旋钮
按钮
指示灯
1
励磁模式
手动/自动模式
√
2
起励控制
起励/停止
√
3
励磁开关控制
自动/停止
√
4
发电机出口断路器控制
分闸/停止/合闸
√
5
同期方式
自动/停止/手动
√
6
独立发电选择
停止/使能
√
7
发电机电压
U-VV-WW-V
√
8
恒PF/VAR激活开关
投入/禁止恒PF/VAR
√
9
发电机加热器
关断/接通
√
10
发电机控制柜加热器
关断/接通
√
11
励磁报警复位
√
12
励磁增加
√
13
励磁减少
√
14
燃料增加
√
15
燃料减少
√
16
指示灯测试
√
17
励磁装置故障
√
18
旋转二极管故障
√
19
励磁AVR故障转入FCR
√
20
励磁分闸
√
21
励磁合闸
√
22
自动同期装置正常
√
23
机组准备同期
√
24
发电机出口断路器分闸
√
25
发电机出口断路器合闸
√
3.人机界面（HMI）：
桌面显示系统提供监控电脑与机组系统之间的人／机接口（HMI）。
显示系统由表示燃气轮机各个系统数据的图形页面、查看历史数据和报警／状态信息的应用程序、以及从燃气轮机控制到更改显示系统语言等其它辅助特性组成。
此外，显示系统还能通过监视器和键盘／鼠标实现如下功能：
Ø燃气轮机启、停
Ø控制系统复位
Ø接收报警／跳闸停机通知
Ø不同系统模式转换
Ø控制器设定点修改。
显示系统画面由“导航区”“状态显示区”“工具栏”组成，如图：
系统显示画面
a）导航区：
导航区
导航区点击子菜单可以切换到燃机各系统状态显示画面，导航区子菜单如有能动的下拉式箭头，则表示可提供进一步页面。
导航区上方的是单一报警信息显示。
它显示的是需要进行确认的具有最高优先级的信息，点击信息右边的按钮，用以接收这一信息，并引出一个显示所有未确认信息的单独“窗口”。
在导航区的右侧，显示的是登录到HMI的日期和时间及登录人员用户名。
b）状态显示区：
状态显示区
状态显示区以模拟图形显示机组各个系统的运行状态和参数，其中各参数以标签盒的形式显示实时数据。
状态显示区主要画面如下：
●操作：
这是对燃气轮机和辅助装置进行控制的主页面，机组开、停和控制都在本画面，此外还显示了机组的汇总数据。
●发电机－在该页显示发电机控制。
●机组数据－该区显示的是机组状态、转速、温度及压力等数据。
速度探测器输入显示在一独立页面中，其可从该区下拉菜单中访问。
●轴承–该页面显示燃机、减速箱以及发电机轴承振动和温度参数。
●核心温度－该图显示热电耦环记录的涡轮发动机温度。
●火灾、气体－该区显示消防、燃气保护系统状态的页面。
●燃料系统－该图显示燃料系统概览。
●进气通道－该图显示流经燃机的空气温度及压力。
●燃机调速器－该图显示燃机燃料调速器的状态，并允许选择所有调速模式。
●润滑油－该图显示燃气轮机和发电机润滑油系统，指出哪些油泵正在运行并给出油压及油温。
●燃气轮机日志－该页显示燃气轮机的关键数据，可供有相关经验的人员进行分析。
●通风－该图包括集装箱体通风、流量开关，以及诸如入口过滤器及火灾隔离挡板在内的相关项目。
c）工具栏：
图上的主工具栏具有如下功能：
切换到退出／语言更改工具栏
注销／作为其它用户登录
访问消息屏幕
访问报告窗口
打开趋势系统
标记点－用以通过测量点进行图像选择（例如，打开标记面板）
通过图像名称选择打开任一图像
导航箭头－这些箭头可用于移动特定区域内的流程图。
返回到之前工艺流程图区可见图像中。
存储／检索图－第一个按钮存储流程图，第二个按钮可以在将来用于重新显示流程图。
这些按钮用于保存屏幕组分（即，流程图＋其它打开的窗口），然后加载或删除已保存组分。
多个组分可以在不同名称下保存。
电厂网络配置－该按钮可打开显示HMI和PLC之间通信状态的图像。
关于流程区内显示的图像的显示信息。
消声音响报警。
接收工艺流程图区可见目标的信息。
d）标签盒：
标签盒
标签盒显示了机组参数的名称、当前值和消息状态。
点击标签盒会打开相应的一个面板，显示此测量点单独的动态趋势和标签信息。
这些为装置提供了扩展信息。
如下图所示为某些标签盒的示例。
模拟输入
数字输入数值指示，灰色圆圈＝断开，绿色圆圈＝接通（通常为OK）
数字输出需量指示，灰色圆圈＝断开，绿色圆圈＝接通
阀门状态指示，灰色“三角”＝闭合，有色“三角”＝开启
泵需量指示，灰色圆圈＝断开，绿色圆圈＝接通
e）面板（点击弹出的小窗口）：
面板是用来捕获所有与监测或控制目标（例如，阀门，压力变送器或泵等）有关的数据的屏幕。
通常，点击标签盒可打开面板，但也可通过工具栏“标记点”按钮访问。
在一个面板上可提供许多标准屏幕。
其可通过“成组显示”方式个别查看，也可以通过“回路显示”方式一起查看。
几种典型的屏幕组示例如下：
Ø标准面板：
这些面板屏幕提供系统参数的监测－比如：
运行时电流值和温度值、压力值等信息。
对于输出而言，也可通过相应的鼠标点击或输入数值来进行手动设置操作-如：
设定发电功率、转换运行模式等。
模拟输入阀门
Ø报警面板：
机组当前所有出现的消息均显示在这一屏幕上。
视图可转换为该装置所有消息的历史清单。
报警
Ø图形趋势：
趋势图显示的是机组参数连续的图形趋势。
图形趋势
Ø参数：
装置的所有设定清单，例如，通知故障前的延时或阀门开关时间。
这些设定值有一些可以通过相应的数字输入进行调整。
参数
f）机组控制：
在“操作”状态显示区左下角的“机组运行”页面几乎可以控制机组所有设备，如下图：
Ø运作模式：
i）关－中止来自本地或远程位置的指令。
在这种模式，将阻止燃机启动。
ii）现场－仅接受现场指令。
iii）远程－将接受来自远程的指令。
在现场模式中，燃机启动将被禁止。
Ø调节模式：
i）加载模式-设定机组发电功率。
ii）有差模式–选择发电方式“有差”、“无差”或“纯功率”模式。
iii）同期模式–设置并网模式。
Ø操作：
机组启、停，控制器的复位等功能均在此操作。
可提供如下功能：
i）运行／停止－这组控制用于启动燃料推进的启动顺序。
“运行／停止”左侧的图框将在发动机启动／运行时变绿。
在呈现绿色时，可利用该组控制，启动正常停机。
ii）定时冷转－该组控制用以启动定时冷转。
冷转时左侧的图框将在发动机启动／运行时变绿。
iii）连续冷转-该组控制用以启动连续冷转。
iv）燃机冲洗－选择这组控制将打开用以进行燃机冲洗的单独页面。
“燃机冲洗”左侧的图框将在汽机正在进行冲洗时变绿。
v）复位－该组控制用以启动燃机控制器复位。
在机组单元要启动之前，必须在任何形式停机（不包括正常停机）之后执行控制器复位。
“复位”左侧的图框将在执行控制器复位时变红。
g）消息：
Ø消息类型：
机组的任何提示信息显示为以下几种类型：
i）报警（红色背景白色正文）－用于停机消息。
这些消息也可能在发动机准备启动时作为启动单元条件出现。
ii）警告（黄色背景黑色正文）－对操作人员的一般警告消息。
iii）过程控制消息－故障（黑色背景黄色正文）－“需要维护”型消息。
该消息用于警告操作人员装置存在多个故障，或者某个装置存在运行故障（例如，阀门不在应用的位置上）。
iv）操作员提示（紫色背景白色正文）－该消息用于要求操作员执行某一动作。
v）操作员消息（紫色背景白色正文）－每次操作员执行动作时，就会生成操作员消息。
vi）状态消息（深青色背景白色正文）－信息类消息。
vii）系统消息（灰色背景黑色正文）－直接与操作系统相关的消息。
Ø消息优先级：
HMI上显示的每条消息会赋予0（重要度最低）到16（重要度最高）之间的优先级。
优先级通常遵循下文所示的标准：
0系统生成的任何类型消息
1－3事件（状态）消息
5－9对操作员的警告消息
11－16停机消息－优先级15和16表示高危险级。
Ø消息屏幕
消息屏幕提供六种查看消息的方式：
引入报警清单：
要求操作员确认的消息显示在该清单中并一直待到“已确认”为止。
其“状态”将是“C”（消息出现）或“CG”（消息消失）。
“状态”闪烁，表示需要确认。
操作员提示消息也是有些许异常的，会出现在消息清单中，其是有效的，尽管随后会消失。
确认报警清单：
已被接受但仍然有效的消息。
待发的报警清单：
已经出现但是尚未被接受的消息。
过程报警：
显示维护类消息的历史清单，包括过程控制消息和系统消息。
状态将显示消息出现（状态“C”）、被确认（状态“QS”）及消失（状态“G”）的时间。
运行清单：
显示操作员消息的历史清单。
日志清单：
显示报警、警告、过程控制及状态等消息的历史清单。
注意位于HMI顶部的独立报警消息显示屏以“引入报警清单”相同的方式运行，但是
其不显示可能伴随“警告”的操作员提示消息。
为此，建议操作员仅在查看引入报警清单之后接受消息。
h）历史趋势：
对于控制系统的所有硬件输入和输出，以及控制系统的许多内置变量，记录数据。
为查看数据，提供有历史趋势功能。
要访问趋势应用程序，可点击主工具栏上的“趋势系统”按钮，将显示如下窗口：
点击“新增…”，可添加一个新趋势。
这将打开一个对话框，在此应键入趋势名称。
在这一级，选择“在线”趋势，可记录HMI可供的任何变量，或选择“归档”趋势，有一个有限的标签清单，但只显示历史数据以及当前数值。
选择“归档”，将出现如下窗口：
点击“选择…”按钮，浏览存在的归档标签。
“显示类型”选项确定数据点之间趋势结合的方式。
对于模拟值，“线性连接点”将是常用的选项。
对于二进制值，选择“步进趋势”。
点击“＋”按钮，可向“趋势”添加更多项目。
在趋势应用程序中可供其它许多选项。
一些比较有用的选项为：
●交错显示趋势－该选项位于“通用”选项卡上，分开将要进行趋势浏览的不同标记。
●时间范围－此部分显示在“时间轴”选项卡上，能够对可见的趋势时间窗进行调整。
●标签－此字段位于“数值轴”选项卡上，用于对已进行趋势分析的
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