G3412型燃气发电机“超速报警”故障排查与预防

引言

青海输气分公司西线各压气站均配有卡特彼勒 3412 型燃气发电机，该机组设计精密、日常运行平稳故障率低，因此保有量非常大。当站内市电突然断电时，配备的燃气发电机就承担起站内各类设备的供电保障问题，对正常输气生产起着关键性的动力保障作用。涩宁兰沿线各站均处在高海拔地区，对发电机正常运行也带来不利因素，因此使发电机组功率输出也大打折扣。

一、典型的高海拔地区机组停机案例

2015 年 10 月 9 日，青海输气分公司羊肠子沟压气站将市电手动切换为 2#燃气发电机运行，当复线老线 ATS 柜切换到发电机路，由发电机带载运行大约 10 分钟后，发电机突然出现“SPEED SHUTWOWN”超速停车报警并停机。发动机速度报警工作原理：当发动机转速超过 GSC 中设定的发动机超速设置点，发动机超速指示器出现闪烁。发动机关闭，故障排除之前不得起动发动机。为保证用电设备稳定运行，随后马上投运市电运行，电气人员在发电机面板上按压“消音”，“复位”按钮后报警消失，但此时报警停机原因还没有查到，结合机组维护手册及厂家售后，反复论证后，重新启动 2#发电机带载运行，并时刻观察控制面板各参数值，发现，当功率突然增大至 258KW 时，发电机转速也随之急剧增加至 1680rmp ，频率突然增加至56HZ，均超过正常值，达到连锁报警停机值，发电机组报警并停机，由此可以确定发电机是由于负荷过大而导致超速停机。

二、问题剖析与结论

青海输气分公司使用的卡特彼勒燃气发电机 G3412 最大输出功率是 360KW，在功率达到258KW 时为什么会出现此故障报警呢？此时，就牵扯到了海拔问题，涩宁兰沿线平均海拔在 3000 米左右，当海拔高度超过 1000 米后,空气会变得稀薄,发电机燃烧氧气缺少，活塞推力不足，且发电机是靠风扇进行空气冷却的,故发电机的冷却效果差,导致发电机输出功率大大下降，所以，在海拔超过 1000 米时，按照发电机高海拔运行实际输出功率修正系数，每升高100 米，发电机输出功率降低大约2.6KW,按照此数值计算，当海拔在 3500 米时，发电机输出功率降大约降低了 65KW，G3412型发电机实际输出功率只有 295KW，可是，发电机报警停机输出功率还没有达到计算输出功率，那为什么停机了呢？通过当日发电机运行情况来，主要有一下几个因素：

（一）现场功率变化过大，从 76KW 突然增加到了 256KW，功率增大了 2 倍还多，发电机出力突增，最终导致报警停机；

（二）当日天气情况，有 4 级左右的大风；

（三）发电机运行性能不可能达到 100% 。

三、此类事故的预防措施

综合以上问题，羊肠子沟站必然出现 2#发电机超速停机，在这次设备故障中汲取了以下经验：

（一）如果在燃压机组运行期间，需要启动发电机供电时，最好是双机运行，确保输出功率能满足现场生产需要。同时在负荷侧均衡用电负荷，在发电侧调整发电机出力情况，保证两台发电机均衡出力，以免单机出现过载超负荷等情况发生；

（二）要定期检查进风室百叶窗在正确位置，百叶窗叶片无损坏及缺失，进风室内不能堆放杂物，保证进风量，以免造成由于进风量不足导致出力不足现象。要对风道上所有转动部位检查，做到转动无异常，需要润滑的部位也要按照“五定”原则进行润滑保养，通过上诉措施确保发电机组吸气及排气通风良好。最后要按照保养周期更换滤芯，确保进入机组内部的空气质量；

（三）要按照发电机维护保养规程，按照保养手册对机组定期及时保养，按周期更换易损部件，同时通过精密点检的手段记录部件劣化程度，到达更换标准时及时更换。同时也要做到周期启动备机工作，按照计划要求，按期启动备机，按照规程要求，不能启动后运行几分钟或不带载运行就停机，这样不能验证备机是否完好，一定按照规程或厂家维护手册让备机启动规定小时数并带载运行，验证备机是否完好，让发电机一直处于最佳的热机备用状态，确保市电失电事故时安全有序生产。

（四）日常管理，建立每日、每周、每月的巡检制度，记录运行参数，及时发现潜在问题，每次巡检要详细查看控制面板各运行参数，对各类参数进行对比分析，发现参数的变化，并将劣化的参数逐级上报，由技术人员分析判断是否存在运行隐患，当发现确有隐患时，要将机组退出运行，立即安排有针对性的停机检修工作，只有这样消除设备隐患，才能确保站内设备正常运行。

总结：

按照压气站使用设备功率计算，启运单台燃压机组时全站最大功率大约在249KW,所以在日常使用发电机时，要按照当地海拔计算输入输出功率，根据实际情况确定启运一台或两台发电机，这样，在保证输气生产的同时也可以节约能源。

参考文献：

XG-JCGL-GC-DQ-004_2015-AO 发电机运行维护规程Q/SY XG 0016-2012 卡特彼勒燃气发电机维护检修规程