摘要：简述某M701燃气轮机配置的低压CO₂灭火系统结构、原理，根据实际误喷情况，通过试验查出故障发生的原因，是由于手动喷放控制箱内端子排手动信号“手喷信号”与“止喷信号”两线缆短时碰触短路导致，继而说明所采取的故障处理措施。
关键词：燃气轮机低压CO₂灭火系统；手动喷放装置；误喷故障；分析与处理
0 概述
某燃气轮机发电厂一期工程建有4台M701燃气轮机联合循环机组，在每台燃气汽轮机罩壳内分别设置一套独立的低压CO₂灭火系统，每套独立的灭火系统由两套独立的喷发管网组成，一套喷发管网为大流量喷放，能在1min内是喷发区域内CO₂达到37％的浓度；另一套喷发管网为小流量喷发，喷发时间持续20分钟，期间喷发的CO₂维持30％的灭火浓度。燃气轮机罩壳内设有两种探测器：防爆感温探测器和火焰探测器，他们被分成三路安装：火焰探测器为一路，防爆感温探测器被分成另外两路安装。如果只有一路探测器报警，保护区内部的防爆警笛将报警；如果有两路探测器报警，在经过0～105s（可调）延时后，控制盘将打开保护区的选择阀，使CO₂气体喷放到指定防护区。与此同时，保护区外面的声光报警器将报警，提醒相关工作人员不要进入现场[1]。设在管道上的压力开关会将气体喷发的信号传输火灾报警控制盘。
低压CO₂灭火系统设有手动和自动相结合的火灾探测和报警装置，由手动报警按钮、报警探测器和消防控制设备等部分组成。所用手动报警按钮、报警探测器和消防控制设备都连接在火灾控制盘的不同位置。
低压CO₂灭火系统是指CO₂灭火剂在-18℃～-20℃的温度下贮存的灭火系统，其中最大工作压力不大于2.5MPa[2]。
本文简述低压CO₂灭火系统某次误喷故障的分析及处理过程。
1 故障经过
2017年2月25日21:30，4号机组停运，消防人员接到当班值长通知：4号机组燃气轮机罩壳低压CO₂灭火系统喷发。
21:45左右，消防人员到达4号机低压CO₂灭火系统CO₂储罐间，首先查看低压CO₂灭火系统灭火控制器报警情况和气体喷射情况，检查确认：
（1）一、二次喷放气动阀为关闭状态，一、二次喷放气动阀后压力开关未动作，防火挡板动作关闭，防火挡板气动阀后压力开关动作。
（2）CO₂储罐出口至一、二次喷放气动阀管道结冰。
（3）消防控制盘报“4pt 燃机罩壳CO₂手动喷放信号”、“#4燃机罩壳防火挡板启动管路 压力开关报警”。
以上检查确认说明：低压CO₂灭火系统发生了误喷。
2 故障查找过程
消防人员经当值值长协商，暂时不对灭火控制器进行复位，先根据报警信息“4pt燃机罩壳CO₂手动喷放信号”，对现场6个手动喷放按钮控制箱（LCP）进行检查，“手动喷放信号”接线图见下图1，接线箱内均为并联连接。
在消防模块箱MJ40304内拆除手动喷放信号监视模块进线电缆，测量手动喷放信号监视模块两进线电缆对地绝缘为∞，线间无电压，两根进线电缆对地电压3 Vdc～7 Vdc之间波动，对地电压异常，线间电阻为56KΩ（回路中并接有47 KΩ终端电阻），正常。
图1手动喷放信号接线图
分别拆除6个手动喷放按钮控制箱（LCP）内的“手动喷放”线路端子排的上端子，对各个手动喷放按钮回路进行检查测试，手动喷放按钮回路正常。随之又对从接线箱至手动喷放按钮控制箱（LCP）线路进行测量，发现线路还是有对地电压，两根进线电缆对地电压均为3 Vdc～7 Vdc之间波动，判断线路有问题。
3月2日，在搭设好脚手架后，热控人员和消防人员对手动喷放线路再次进行检查，对接线箱、模块箱、控制箱（LCP）之间的线路逐段拆线检查，除燃机罩壳东侧6.5m层LCP6控制箱线路异常外，其他线路对地、线间绝缘阻值均为∞，线间无电压，线对地电压均为0Vdc，线路正常。
LCP6控制箱线路异常检查如下：当拆除13米层B侧消防防爆接线箱到LCP6控制箱 “手动喷放信号”线路后，测得线路线对地绝缘阻值为∞，线间无电压，两根出线电缆对地电压3 Vdc～7 Vdc之间波动，线间电阻为56KΩ，初步判断为此段线路电缆可能有接地导致“手动喷放”信号误发。
针对上述情况热控人员和消防人员对此段线缆进行了外观检查并把此段电缆全部退出电缆套管检查，发现没有明显破损，当重新进行接线后，再次测量时发现电缆各项数据已正常，线对地、线间绝缘阻值为∞，线间、线对地电压均为0Vdc。“手动喷放”信号误发原因未明。
3月15日，结合#4机组停机机会，热控人员和消防人员对整个处理过程进行重新整理后，认定误喷放唯一可能存在原因是LCP6控制箱进线线路存在异常，对LCP6控制箱进线电缆全部退出电缆套管重新进行了检查，未发现异常。对LCP6控制箱内接线线路进行模拟试验，发现LCP6控制箱内端子排“手喷信号”的负极和“止喷信号”的正极，因接线相近，同时均为多股电缆，存在有短接的可能，并且短接时故障现象与“手喷信号”误喷时的现象完全一致，短接时“手动喷放信号”两根出线电缆对地电压3 Vdc～7 Vdc之间波动。低压CO₂灭火系统控制盘会触发“燃机罩壳CO₂手动喷放”信号，LCP6控制箱内端子排接线如下图2。
图2 LCP6控制箱内端子排接线图
3 原因分析
经过上述处理和分析，本次4号机组燃气轮机罩壳低压CO₂灭火系统异常喷放的原因为：
LCP6控制箱内端子排“手喷信号”的负极和“止喷信号”的正极，因接线相近，同时均为多股电缆，在设备早期接线存在不规范，线头有裸露的情况下，因震动等原因，发生了短接，导致“燃机罩壳CO₂手动喷放” 信号误发，低压CO₂灭火系统误启动。
4 整改措施
为保证安全生产，避免此类故障重复发生，针对设备存在的问题采取如下处理措施。
将全厂4台M701燃气轮机低压CO₂灭火系统手动喷放按钮控制箱内的接线线头全部改为Y型冷压绝缘端子。
5 结语
通过这次故障的处理，我们对全厂设备进行了大规模的隐患排查，对发现相似的问题进行了整改。
低压CO₂灭火系统是一个十分重要的保护系统。特别是在燃气汽机壳罩处，由于运行时罩壳内部温度高，一旦有天然气或润滑油泄漏，很容易发生火灾，如不及时扑灭，将产生严重后果。因此，时刻保证该系统处于良好的备用状态是十分重要的。
参考文献：
[1] 机岛消防系统运行维护手册.中国东方电气集团公司，图号Dwg.No.DGTD-04-1101.
[2] 低压二氧化碳灭火系统及部件.中华人民共和国国家标准，GB 19572—2004.
作者简介：
赖友发（1981-）男，福建龙岩，东北电力大学，工学学士，工程师，主要从事燃气电厂热控管理工作。
论文作者:赖友发
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/3/29
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