燃气发电机氢气泄漏事件分析

柳俊怡

摘要:介绍燃气发电机停备期间，密封油系统异常中断，氢气泄漏事件，从设备管理、运行管理方面分析事件产生的原因，制定防范措施。

关键词 发电机；密封油；氢气泄漏

1、发电厂基本情况简介

某发电厂为2×400MW燃气—蒸汽联合循环机组，采用分轴联合循环布置。燃机发电机为上海电气集团制造的QFSN-300-2型三相交流隐极式同步发电机，采用水氢氢冷却方式。

燃机发电机配置双流环密封油系统，包括氢侧、空侧交流密封油泵各两台，一台直流密封油泵。其中直流密封油泵经备用差压阀、直流油泵出口手动门至交流油泵出口。

4台交流密封油泵电源均取自燃机EMCC段，该MCC电源配置有备自投装置，两路电源分别取自：380V保安段及380V PC A段。

380V保安段有三路进线电源：380V PC A段、380V PC B段及柴油发电机来。

保安段标准方式：PC A段电源开关运行，PC B段电源及柴油发电机来开关热备用。

保安段电源自投联锁功能由柴油发电机的PLC控制，柴油发电机面板模式开关需置“自动”模式（其它模式下将退出保安段自投联锁功能）。可实现保安段失压自投备用PC段电源，不成功则联启柴油发电机，接带保安段。

PC段至保安段电源正常后，可自动准同期合入380V PC A(B)段开关，合闸正常后，柴油发电机来开关自动分闸，联停柴油发电机。

该PLC逻辑中未设置保安段并联切换功能，需手动操作，先合PC段来备用电源开关，再分PC段来工作电源开关。操作前应先将柴油发电机面板模式开关置“手动”模式，防止现场开关状态与标准状态冲突，导致PLC程序紊乱。

2、事件发生前运行方式

2号机组停备，2号燃机低盘停止，燃机密封油A空侧油泵， A氢侧油泵运行，其它交、直流油泵正常备用。发电机氢压268kPa,油氢差压86kPa。

2号机保安段电源由380V PC A段接带，PC B段电源及柴油发电机来开关热备用。2号燃机EMCC电源由2号机组380V保安段接带。

存在2号机柴油发电机就地冷却液箱液位低缺陷（不影响柴油发电机备用）。

3、事件经过及处置过程

当班运行人员收到“2号机380V PC 2A段母线清扫”电气工作票，安措要求将该PC段由运行转检修。运行人员先将燃机EMCC段由380V PC 2A段倒至380V保安段供电。

中午12点半左右，值长下令进行保安段失压切换，因存在柴油发电机冷却液箱液位低缺陷，值班员将柴油发电机面板模式开关置“手动”模式。12点46分，在ECMS断开380V PC A段至保安段电源开关后，PC B段电源开关未合闸，保安段失压，燃机EMCC段失压。DCS中强合PC B段电源开关，不成功。

检查交流密封油泵均失压跳闸，空侧直流密封油泵联启，油氢差压显示4kPa左右，氢压从268kPa快速下降，判断密封油压未建立，立即对燃机发电机进行紧急排氢，12:56氢压降为0kPa，停止直流密封油泵。

中止现场所有作业、操作。全开主厂房门窗进行自然通风。检测发电机与燃机间轴承防护罩内、燃机靠发电机侧罩壳内氢气浓度超标，打开防护罩及罩壳人孔门自然通风。全面检测厂房屋顶、易积存氢气角落，氢气浓度为零。恢复保安段，燃机EMCC段电源，投运密封油系统，对发电机进行气体置换。

4、原因分析及暴露问题

4.1原因分析：

此次事件的直接原因是保安段、燃机EMCC段母线失压，密封油异常中断，导致发电机氢气泄漏。

保安段失压原因，运行人员将柴油发电机将柴油发电机面板模式开关置“手动”模式，退出PLC自投联锁功能，导致保安段备用电源、柴油发电机不能自投。此时断开保安段工作电源开关，保安段失压。PC B段电源开关在DCS中手动合闸不成功原因为，DCS画面未设计远方合闸功能，可在ECMS中合闸。

燃机EMCC段两路电源分别取自：380V保安段及380V PC A段。因380V PC A段来电源因布置安措，已由运行转检修，无备用电源，与保安段同时失压。

密封油系统异常中断原因，空、氢侧四台交流密封油泵电源全部来自燃机EMCC，EMCC失压后，交流密封油泵全部失电。直流密封油泵虽然联启成功，但备用差压阀氢气信号一次门及空侧油信号取样一次门均关闭，备用差压阀处在关闭状态，直流油泵出口油未能向系统供油。

4.2暴露的问题：

4.2.1设备方面

一是负荷布置设计不合理。4台交流密封油泵电源均设计在燃机EMCC段，一旦母线段失压，交流油泵全部失去，扩大事故。

二是控制系统选型不合理，控制系统过多，操作、维护复杂。电气设备分别由厂用电控制系统ECMS及DCS控制，两套系统分属两个厂家，保安段联锁功能由由ECMS及DCS共同实现，操作界面复杂，不友好，运行人员在DCS中强合K3不成功，延误事故处理时间。

三是保安段电源切换功能不完善。保安段电源自投联锁功能由柴油发电机的PLC控制，逻辑中未设置并联切换功能。

四是系统参数设置偏少。密封系统画面中，仅可见到密封油氢压差、电流模拟量，泵出口及系统压力均为开关量，不利于运行参数分析，未能及时发现备用差压阀状态异常现象。

4.2.1管理方面

一是操作票制度执行差。保安段电源倒换时，未使用操作票，用PC段母线停电操作票替代（票内未涉及负荷倒换操作）。操作过程中发现不能并列切换时，虽暂停了操作，未确认该操作对安全没有影响，即下令进行保安段失压切换试验，没有相关的试验方案。

二是缺陷管理不到位，处理不及时，防范措施不完善。2号机柴油发电机就地冷却液箱液位低缺陷，因缺少专用冷却液，且采购时间长，缺陷较长时间未消除。该缺陷对柴油发电机备用无影响，但未传达到各运行值。

三是日计划制度执行不到位。该厂要求次日所有需使用工作票、操作票的工作，均应提前一天编制日计划，确认作业风险、等级，复杂、高风险、夜间或节假日作业，需提高监护等级，专业管理人员到位，经审批后才能执行。当日厂用电母线倒换属于C级操作，应有专业管理人员到位旁站，但该项工作未纳入日计划，运行也未按制度通知管理人员，且选择在中午下班时间进行操作。

四是技术培训需加强。保安段电源自投联锁试验报告编制后对运行人员进行了一次培训，因试验内容相对复杂，部分值班员没有掌握。

五是定期工作、试验有漏项，参数分析不到位。密封油系统备用差压阀信号阀未开，阀门长期处于关闭状态，说明没有纳入定期试验项目。密封油直流油泵有定期启动试验，试验过程中未能通过现场情况、油压及电流参数分析，发现直流油泵工况异常。

5、整改措施

结合暴露出的问题，制定下列整改措施，防范类似事件发生。

5.1将氢侧、空侧交流密封油泵B，改到保安段供电。明确标准运行方式，保安段由PC B段供电，PC A段备用，EMCC由PC A段供电，保安段备用，增加供电可靠性。

5.2优化柴油发电机PLC逻辑，DCS中增加保安段并联切换功能。

5.3研究DCS整合ECMS方案，择机改造。

5.4密封油系统操作画面中，增加密封油泵出口压力、平衡阀差压等模拟量。

5.5严格执行动态零缺陷制度，梳理常用备件，三类缺陷在48小时内需消除。

5.6严格执行操作票制度，修编完善操作票，典型倒闸操作，形成标准操作票。

5.7严格执行日计划制度，未列入计划的工作，运行人员不许可、不操作。

5.8细化培训措施，将较复杂的操作，编制简明的操作说明卡，张贴到现场设备、盘柜，便于运行人员学习、掌握。

5.9梳理定期工作、试验项目，将所有设备均纳入运行或检修的定期工作。机组检修后、开机前，认真执行试验项目，确保所有设备正常投运。

6、结束语

事故链理论指出，事故不会因为一个单一的错误而引发，是由多个错误串联在一起才可能引发一个事故。通过这起燃气发电机氢气泄漏事件分析，可看出设计、选型，缺陷管理、技术管理、两票三制管理等方面均存在一些问题，要斩断事故链条，需要加强安全生产管理，落实整改措施，将事故扼杀在萌芽状态。

参考文献：

[1]大唐集团公司.工作票、操作票使用和管理标准,2017