前言：某电厂采用天然气为燃料的410MW级燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机、蒸汽轮机、发电机同轴布置，蒸汽轮机布置在燃气轮机冷端和发电机之间。三菱M701F型选用燃气轮机。燃气轮机型号为单轴、重型(工业型)，M701F型号，额定功率270300kW，额定功率下排气流量2409.lt/h，排气温度为587℃，排气压力为3.30kPa。燃气轮机采用可调入口导叶（IGV）17级高效轴流压气机。燃烧室由机轴周围布置的20个燃烧室组成，每个小室有9个燃气喷嘴。在＃8、＃9燃烧室安装点火装置，#18、＃19燃烧室配有火焰探测器。燃气轮机的透平部分由四级反动叶片组成。BPT叶片通道的排气温度有20个温度测点，BPT叶片通道的排气温度偏差是指BPT温度与BPT平均温度之间的差值。针对叶片通道温度偏差大的保护动作，分析讨论了事故原因，并提出了正确的应对措施。

 

M701F型燃气轮机机组跳闸事故介绍

 

6月8日晚，机组负荷为360MW。电网调度通知解AGC，手动降负荷至210MW，在机组降负荷过程中，210MW。:TCS系统55分发出“TCS系统”GTNo.ARATATHAPATHATAAARIATATARIPATATATATATARIPA(TPP)“报警，即“燃机14号叶片通道温度偏差大跳闸”报警，此时燃机跳闸，机组负荷为0，当值长时立即报告调度和电厂领导，并派人当场启动杂用空气压缩机。

 

二、M701F燃气轮机机组跳闸事故原因分析

 

(1)M701F型燃气轮机叶片通道偏差保护介绍

 

M701F燃气轮机BPT叶片通道排气温度有20个温度测量点，BPT叶片通道排气温度偏差是指BPT温度与BPT平均温度之间的差值。BPT平均温度为20个BPT温度总和减去的最大和最小温度除以18。通过函数计算了BPT叶片通道排气温度的趋势变化：y=︱x-ex︱其中，y是BPT叶片通道的排气温度趋势变化，x是BPT叶片通道的排气温度偏差。20个BPT叶片通道的平均排气温度趋势变化是BPT叶片通道的平均排气温度趋势变化。

 

叶片通道温度偏差设置保护如下：

 

1)叶片通道温度（BPT）超过+20℃/-30℃的报警发出偏差(与BPT平均温度相比)。

 

2)当BPT偏差超过+25℃/-40℃，延迟30秒时，操作人员必须按正常停机程序立即停机。

 

3)当BPT偏差超过+30℃/-60℃时，延迟30秒，保护动作，机组跳闸。

 

在机组的TCS逻辑中，触发“GTNo.ARATATHAPATHATAAARIATATARIPATATATATATARIPA(TPP)“14号叶片通道温度偏差大跳闸”有三个条件，即：

 

(1)BPT与20支BPT的平均偏差超过30℃或-60℃

 

(2)BPT与相邻BPT之间的任何一个变化趋势较大(与20个BPT的平均温度偏差每分钟大于1℃)或相邻BPT(大于+20℃/-30℃)

 

(3)BPT信号传输正常

 

(2)M701F型燃气轮机叶片通道偏差保护动作原因分析

 

异常发生后，通过燃气轮机TCS系统查询事故发生时14号BPT温度变化和BPT平均温度变化，发现几个关键参数无明显异常，但触发报警，导致机组跳闸，明显不正确。

 

当天机组跳闸后，维修人员立即检查了20个BPT测点为热电偶。经过详细检查，得出以下结论：

 

M701F燃气轮机共有20个BPT测点，均为双热电偶，一个接入燃气控制系统，另一个接入燃气保护系统参与保护联锁。

 

当天机组跳闸时，接入燃机控制系统的热电偶工作正常，无异常，查询历史数据无异常。然而，接入燃机保护系统的热电偶发生故障，导致数据传输到保护系统，使“GTNo.ARATATHAPATHATAAARIATATARIPATATATATATARIPA(TPP)条件的确立导致机组跳闸。

 

三、M701F型燃气轮机机组跳闸事故应对措施

 

正常情况下，M701F燃气轮机机组叶片通道温度偏差较大的处理方法如下：

 

(1)异常:

 

叶片通道的温度（BPT）超过+20℃/-30℃的报警发出偏差(与BPT平均温度相比)。

 

当BPT偏差超过+25℃/-40℃+30sec时，操作人员必须按正常停机程序立即停机。

 

当BPT偏差超过+30℃/-60℃时，延迟30秒，保护动作，机组跳闸。

 

(2)可能的原因:

 

1)天然气流量问题。2)热通道部件和热电偶有问题。3)燃料喷嘴燃料分布不均匀。4)旁路阀问题。5)透平段问题。

 

（3）处理

 

1.叶片通道温度（BPT）偏差超过+20℃/-30℃，机组立即降低负荷，直至报警复位，检查各叶片通道温度，检查气流是否合适。检查结束后，从报警开始后12小时内停止。只有在查明原因并排除故障后才能重新启动。

 

2.检查燃料喷嘴燃料分布是否均匀。

 

3.如果确定为热电偶问题，则更换或调整到所需位置。

 

4.检查喷嘴是否堵塞，考虑其旋流角度是否有问题。

 

5.如果是旁路阀或透平段的问题，必须进行修理。

 

除上述常规处理措施外，还应注意机组跳闸时，应按紧急停机处理。注意事项如下：

 

机组杂用空压机应及时打开，确保燃机冷却空气供应正常

还应确认辅助蒸汽供应轴封蒸汽母管调节门自动投入，轴封母管压力正常，保证汽轮机轴封系统正常工作

及时检查高、中、低压旁路系统自动投入，主蒸汽压力正常，避免蒸汽管道超压，安全门动作

为保证凝汽器真空正常，待机组转速为零，盘车正常投入后，再损坏真空

高、中、低压汽包水位、凝汽器水位应及时调整，确保水位正常，避免水位过高或过低，造成其他影响

应密切注意机组轴向位移、膨胀差、推力瓦温度，避免汽轮机动静摩擦，及时处理异常

盘车投入前，应确认汽轮机冷却蒸汽压力正常，冷却蒸汽仍在运行。

记录机组惯行时间、盘车是否正常投入等情况

当M701F燃气-蒸汽联合循环机组跳闸时，最重要的是紧急停机，确保参数正常，避免二次事故。

 

四、总结

 

三菱M701F燃气轮机的叶片通道温度偏差保护较大，以保护燃气轮机的内部部件。叶片通道偏差的温度意味着燃烧器内筒的温度偏离透平进口温度。如果温度偏差较大，透平叶片应承受较高的热应力。

 

当叶片通道温度偏差较大时，应进行以下处理：当叶片通道温度偏差较大时，应进行以下处理：（BPT）偏差（与BPT平均温度相比）超过+20℃/-30℃报警，12小时内停机；当BPT偏差超过+25℃/-40℃，延迟30秒时，操作员必须按正常停机程序立即停机；当BPT偏差超过+30℃/-60℃时，延迟30秒，保护动作，机组跳闸，按紧急停机处理。