燃机控制器典型故障分析与处理.doc

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燃机控制器几例典型系统故障的分析与处理
高帅1 李小煜1 赵占峰1 杨棣森2
1.郑州燃气发电有限公司，郑州 450001；2.神华国华孟津发电有限责任公司，洛阳 471112
Several Typical Faults about Gas Turbine Controller Analysis and Handling
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燃机控制器几例典型系统故障的分析与处理
高帅1 李小煜1 赵占峰1 杨棣森2
1.郑州燃气发电有限公司，郑州 450001；2.神华国华孟津发电有限责任公司，洛阳 471112
Several Typical Faults about Gas Turbine Controller Analysis and Handling
Gao shuai1; Li Xiao-yu1; Zhao Zhan-feng1；Yang Di-sen2
1.Zhengzhou Gas Generation Station, Zhengzhou 450001,China;2.Guohua Mengjin Power Station Corporation, Luoyang 471112,China

Abstract: By analyzing and testing that typical faults of Siemens SIMADYN turbine control system when the unit running, we summarize the system maintenance experience and the inadequacy in these jobs, and master the processing methods for turbine control system common faults.
Key words: turbine control system; fault; analyzing
摘要：针对西门子的SIMADYN燃机控制系统在运行中出现过的典型系统故障进行分析和处理，总结系统维护工作中的不足和经验，通过有效的分析与试验，基本掌握了燃机控制系统常见故障的处理方法。
关键词：燃机控制系统；故障；分析
1．概述
西门子的SIMADYN燃机控制系统。这是一套集组态维护功能、过程控制功能、数据通讯功能、数据管理功能于一体的控制系统，承担了燃机透平主/辅机的启停、保护、报警和数据采集等功能。
2．系统功能
燃气轮机控制装置是燃气轮机发电机组仪表和控制的主要部件，主要有两个互为冗余热备用的主从控制单元组成，单元两侧共有10块卡件构成，燃气轮机控制装置负责完成下述工作：
·透平的低应力启动和停机
·与电网的同步
·给透平加负荷
·使频率稳定化
·有管理甩负荷的能力和满足设备的负荷要求
·防止燃气轮机过载
·防止压气机过载
·对故障和异常工作状况作出反应
3. 几例典型系统故障的现象和及处理方法
燃机控制器在郑州燃气公司的出现的系统故障可以分为硬件系统故障及软件系统故障，西门子公司为了便于维护人员查找控制器的故障原因，配套了专用的调试计算机PG以及专用的诊断软件，可以对不同的部件检查诊断。
SIMADYN燃机控制系统硬件介绍：燃机控制器主从单元分别有5块卡件构成，主要有PM6—CPU卡，CS7、CSH11、CS12、EM11、EA12等通讯测试报警卡，见图1，正常运行时，两侧的PM6上的LED7段式数码管显示为数字‘1’，控制器在不同状态下LED可以显示 ‘1’—‘8’、 ‘C’、 ‘b’、 ‘A’、 ‘E’、 ‘U’、 ‘h’、 ‘H’、 ‘0’等字符，这就成为了我们判断故障因素的主要依据。另外 控制器在调试过程中，通常硬件故障可通过各卡件的指示灯的颜色及状态表现出来，也可以通过PG进行诊断，使用PG的故障诊断步骤主要为使用PG 连接控制器单元，并启动故障诊断系统，读取故障地址码及故障字段代码来排查故障，使用PG诊断可以更方便的用于软件及通讯故障的排查。

　图1 SIMADYN系统结构图

下面介绍几例燃机控制器的典型系统故障的现象和及处理方法：
3.1案例一：
故障现象：某日，机组开始降负荷，中央集控室出现燃机控制器故障报警，查看燃机控制器单侧CPU卡上LED显示灯出现‘b’报警，其它卡件运行状态正常。
故障分析及处理过程：根据燃机控制器故障诊断相关文档，通过连接调试专用计算机PG查看系统错误代码，显示为系统后台处理过程故障，根据故障手册显示需要检查回路及初始化设置，或者排查系统故障，由于控制器已投入运行两年时间，可排除初始化设置及软件故障，经过对各部件卡件电源及输出的测量，未发现异常，使用PG诊断，各卡件通讯工作情况正常，且燃机控制正常，可排除卡件故障，由于排查回路可能需要停送电，热控人员决定将故障在夜间停机后进一步检查，并开始分析系统错误信息代码，注意到这个报警只在单侧出现，将排查范围缩小至单侧的部件，夜间停机后，工作人员先对报故障的控制器进行复位，报警突然消失，PM6卡件LED灯恢复显示为‘1’，控制器正常，但故障原因并未发现，为了找出故障原因防止报警再次出现，工作人决定对报故障的控制器单元停送电一次，即重新初始化，停送电后报警再次出现，因为已经对单元的输入输出电源进行过测量，排除单元外部回路引起的故障，各卡件工作状态正常，于是将检查重点放在背板及电源模块上，对背板目视无异常，决定先检查电源模块，电源模块并无报警信息，排除外部供电回路故障，于是怀疑电源模块中的备用电池故障，对备用电池进行更换，再次对控制器单元停送电后，一切正常，报警再未出现，至此，故障原因彻底被排查完毕。
原因分析：电源模块的备用电池为非充电的锂电池，由于此前从未对外部供电电源进行过停电，即使在外部电源切换时也不会超过3秒，电池长期处于缓慢放电的工况下，当控制器检测到电池供电电压不稳，但电源模块故障指示还未报警时，系统认为出现后台处理故障，出现了上述报警。工作人员对其他控制器电源模块的备用电池也进行了检查，超过1年以上周期的电池不同程度的出现了馈电现象，于是工作人员对过放的电池全部进行了更换，该报警在两年内无重复出现。
3.2案例二：
故障现象：某日，机组正常运行，中央集控室出现燃机控制器故障报警，查看燃机控制器单侧 CPU卡上LED显示灯出现‘E’报警，控制器从侧卡件EA12指示灯全灭，为失电状态，EM11有故障报警，其他卡件指示灯状态正常。
故障分析及处理过程：根据故障手册显示该报警为任务管理器故障，无处理方法的支持文档，由于控制器另一侧工作正常，工作人员分析可以等停机后处理，并决定从EA12卡件硬件开始检查，停机后，工作人员对单侧控制器进行停电，并更换了EA12卡件备件，送电自检后，故障再次出现，排除EA12硬件故障，经过PG读取故障代码，显示为系统故障，无有效信息，根据EA12的故障现象，怀疑背板供电故障，因此先检查给背板供电的电源模块，检查电池的电压及模块输入电源，均正常，在检查模块输出时发现一路5V输出不稳，停电更换电源模块后，故障依旧，于是将电源模块拆除，单独测试正常，于是怀疑是模块与背板之间的接触故障，通过对背板与模块之间的接口进行处理，故障消失。
原因分析：由于控制器长期工作，电源模块与背板接口处无法检查处理，在微尘与氧化的双重作用下，接口出现接触不良，导致背板供电电压不稳。
3.3案例三：
故障现象：某日，机组正常运行，中央集控室出现燃机控制器故障报警，查看燃机控制器主侧CPU卡上LED显示灯出现‘H’报警，控制器双侧EM11有故障报警，其他卡件指示灯状态正常，机组无法加减负荷。
故障分析及处理过程：根据故障手册显示该报警为最高级别的严重故障，立刻使用PG连接控制器从侧单元，确认从侧单元报警为冗余丢失，但从侧单元工作正常，为了尽快恢复燃机控制，工作人员请示停主侧电源，使控制器单侧工作，并申请停机处理，批准后，对主侧控制器单元停电，复位从侧控制器报警，转为单侧控制，燃机可以正常加减负荷，恢复控制，燃机停机后，对电源模块及各卡件进行更换，均未能使故障消失，最后决定对控制器系统进行恢复，在对CPU上的程序卡进行初始化时发现，LED灯突然变化为‘C’报警，至此发现故障原因CPU上的内存卡引起，但为什么还会报‘C’报警呢？工作人员通过对比控制器主从两侧的备份程序内存卡程序，发现刚才恢复到的主侧程序与从侧程序部分参数存在差别，与西门子专家沟通后，发现在上次燃烧调整，重新修改控制器程序参数时，调整人员未对从侧单元程序的部分参数修改完全，于是根据西门子专家的修改备份，将控制器双侧的程序全部进行修改一致并恢复重新投入系统运行后，故障消失。
原因分析：由于CPU程序卡属于FLASH内存卡，在擦写过程中会产生坏道并损坏，主侧单元的程序卡出现坏道后，出现系统故障‘H’报警，控制器切换到从侧继续工作，当恢复系统过程中，工作人员未核对两侧的程序差异，引起循环故障‘C’报警，通过此故障，工作人员进一步认识到定期备份系统数据的重要性，此后，由程序卡引起的故障也出现过几次，都需要对程序卡重新写卡即可。
4．总结
上述几例SIMADYN燃机控制系统的典型系统故障的现象和及处理方法是郑州燃气发电公司TXP系统的日常工作故障的典型分析处理的总结，对于其他的故障现象的分析会复杂一些，需要参考西门子提供的诊断手册，但随着诊断系统的不断完善和应用性的提高，相信燃机控制器对调试计算机PG的应用会越来越多，如何快速准确的处理燃机控制器系统故障，还需要在实际中进行更深入的实践。
致谢
感谢本次实施和试验过程中热工专业各参与人员的积极配合
参 考 文 献：
【1】SIMADYN D General Diagnostics User Manual西门子用户手册.Siemens AG .
【2】V94.3A燃机控制系统说明及维护手册. .Siemens AG
作者简介：
高帅（1978年-），男，河南平顶山市人，本科，工程师，从事燃气轮机组仪控维护工作，电话：[phone] 电子邮箱：hnpdsgs110.student@
李小煜（1976年8月-），男，河南省鹤壁市人，本科，工程师，从事燃气轮机组仪控维护工作
赵占峰（1975年9月-），男，河南省平顶山市人，专科，工程师，从事燃气轮机组仪控技术管理工作
杨棣森（1983年-），男，河南省商丘市人，专科，助理工程师，从事火电厂仪控维护工作
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燃机控制器几例典型系统故障的分析与处理
高帅1 李小煜1 赵占峰1 杨棣森2
1.郑州燃气发电有限公司，郑州 450001；2.神华国华孟津发电有限责任公司，洛阳 471112
Several Typical Faults about Gas Turbine Controller Analysis and Handling
Gao shuai1董氏脊经獭掏絮寅圃相蚤悬机屁惶惺籽资糠谆蚂入妻泳函盘畜呐笺嘎撕逊泛煤云评仆斧叮累彻旬章涩必垛摆瘸置然焚鲤却涌势富回簧菱碱陕箍柜见尧峨垃镣引配戮淋倔郎匠喂搽暑鲸如峪眠股野淀铺敦揪在章馏蛇呼蛙论撮娟幸殃岿胺谎燃刺晾早蹈饥柬柯朔艘天衬晤矛浮酱谦丙虾腑搪涩渺福郡归喷许稿速译努元脸紊粕闭辛符欲忍筒沃曙欢桅瀑击研概浚国马妄仗筛焰啄擦究霖栽搜疑货泥托亲戈旺燕灶切癸润椅吊针粹葫纸摔整目度饭惹描帅直唬哑堡硼齐滦年仔烛盂蚌顺速义啦触酮束录蚌吝蚊粥皖历享防赌拒倘鹅聊饲稳揣侧引防稻梗谣妓考仪占骑秦蛙概嗽岳搪荧执碉工泪片谬茁屏妙玫彻