DEH控制系統常見故障分析及處理措施

胡鳳璽

（大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

1 概況

目前，大多數發電機組均采用DEH控制系統作為汽輪機主要控制系統，其特點是響應快，可靠性高，能夠長期安全穩定運行。DEH控制系統不僅可以實現汽輪機的轉速調節、功率調節，還能按照不同工況，根據汽輪機應力及其它輔助條件實現自動升速、并網、增減負荷，以及對汽輪機、發電機組及主輔機的運行參數進行巡測、監視、報警、記錄和追憶。

2 常見故障分析與處理

大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司（簡稱“馬頭發電公司”）9、10號機組為亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽抽汽凝汽式汽輪機，采用基于西屋OVATION系統下的DEH控制系統，控制回路中使用6線制單LVDT反饋，馬頭發電公司300MW機組在實際應用中出現以下幾種常見故障。

2.1 調門實際位置與主控顯示不符

2.1.1 檢查概況

a.調取歷史曲線發現，LVDT反饋與指令一致，置位活動調門，反饋也隨之變化，調門能夠停留在一個固定的位置，只是與就地實際調門的位置不對應。

b.調取歷史曲線發現，調門指令沒有變化，負荷出現突升（突降），且VP卡工作正常。調門實際已開展（關嚴），LVDT反映的數值在CRT上的顯示固定在1個數不變化。

c.調取歷史曲線發現，調門指令沒有變化，負荷出現突升（突降），調門實際已開展（關嚴），VP卡的伺服閥輸出電壓與CRT上的顯示不一致。

2.1.2 原因分析

a.調門能夠停留在一個固定位置，且VP卡輸出電壓在正常范圍，排除VP卡的問題；檢查控制電纜沒有問題，判斷該故障為LVDT的線性不好所引起，需要更換LVDT。

b.測量VP卡的伺服閥輸出電壓，VP卡輸出指令不正常（如果調門已開展，則VP卡輸出電壓為5V左右；如果調門已關嚴，則VP卡應輸出電壓為1V左右），需更換VP卡。

2.1.3 處理措施

熱態時，為盡量減少對機組當前運行方式的影響，更換LVDT應采取如下步驟：

a.將故障調門緩慢置位關嚴，每次置位幅度不得大于2%，置位同時觀察機組負荷，待機組負荷穩定后再進行下一次置位；

b.待故障調門關嚴后，拆除其就地伺服閥繞組，關閉進油油路及其旁路，確保調門在關嚴位；

c.屏蔽該LVDT的反饋值在邏輯中的運算（最好不要置位硬件點，在硬件點下一級置位，保證能夠實時觀察到更換后LVDT的實際顯示值）；

d.核對以上步驟都正確完成后，更換新的LVDT，回裝時，盡量保證LVDT在DEH系統中的顯示為0%；

e.緊固LVDT接線、安裝夾板，插好伺服閥線圈，打開進油門；

f.如零點顯示有偏差，則調整VP卡中原來采集的零點電壓數據，如顯示偏高，則數據改大；顯示偏低，則數據改小（熱態時做靜態試驗相對來說風險較大，所以不建議做靜態試驗對調門的零位和滿度進行定位）。

g.恢復邏輯中的置位部分，使調門投入使用；

h.緩慢置位調門就地實際開展，每次置位幅度不得大于2%。置位同時觀察機組負荷，待機組負荷穩定后再進行下一次置位；

i.如就地實際已經開展，DEH系統顯示與就地有偏差，則調整VP卡中原來采集的滿度電壓數據，如顯示偏高，數據改大；顯示偏低，數據改小；

j.調整完畢后，置位調門恢復到與DEH系統運算出的指令一致后，開放功能模塊，使系統恢復正常運行。

更換VP卡，步驟如下：

a.如VP卡故障時，閥門已關嚴，則關閉進油油路，直接進行第b步；如閥門當時在開啟狀態，則應先關閉故障調門的進油油路及其旁路，使調門通過間隙泄油，將閥門關嚴（采用間隙泄油的方式時，閥門已經無法控制調門的關閉速度，負荷會有大范圍的波動，需要提醒運行人員加強監視，必要時采取相應的應急措施）；

b.故障調門關嚴后，置位調門指令為零，拆除其就地伺服閥繞組，確保調門在關嚴位；

c.屏蔽邏輯中的VP卡故障，及調門LVDT反饋運算相關邏輯，保證機組目前的運行方式；如對邏輯不了解，可將DEH系統改為閥門控制方式；

d.將VP卡中的原有參數做好記錄；

e.以上步驟都正確完成后，更換新的VP卡；

f.將記錄的參數寫入VP卡，開放屏蔽的邏輯運算，但不要開放調門指令；

g.恢復伺服閥線圈插頭，打開進油油路；

h.緩慢置位調門，每次置位幅度不得大于2%。置位同時觀察機組負荷，待機組負荷穩定后再進行下一次置位；

i.置位的指令與DEH系統運算出的指令一致后開放功能模塊，恢復系統正常運行。

2.2 調門指令與實際反饋偏差大

2.2.1 檢查概況

a.調取歷史曲線發現，指令未變，調門突然開展或者關嚴，負荷出現突升或突降，且調門實際位置與主控顯示一致，VP卡工作正常。

b.調取歷史曲線發現，指令變化，調門不跟隨指令變化，且調門實際位置與主控顯示一致，VP卡工作正常。

2.2.2 原因分析

通過觀察曲線，判斷LVDT工作正常；檢查VP卡輸出電壓和線路絕緣，未發現問題，判斷調門的伺服閥故障，需更換伺服閥。

2.2.3 處理措施

更換伺服閥，步驟如下：

a.如伺服閥故障時，閥門已關嚴，則關閉進油油路，直接進行第b步；如閥門當時在開啟狀態，則應先關閉故障調門的進油油路及其旁路，使調門通過間隙泄油，將閥門關嚴（因伺服閥故障，已經無法通過置為指令的方法將調門關嚴，只能采用間隙泄油的方式，因無法控制調門的關閉速度，負荷會有大范圍的波動，需要提醒運行人員加強監視，必要時采取相應的應急措施）；

b.故障調門關嚴后，置位調門指令為零，拆除其就地伺服閥線圈，確保調門在關嚴位；

c.更換新的伺服閥，恢復伺服閥線圈插頭，打開進油油路；

d.緩慢置位調門，每次置位幅度不得大于2%。置位同時觀察機組負荷，待機組負荷穩定后再進行下一次置位；

e.置位的指令與DEH系統運算出的指令一致后開放功能模塊，恢復系統正常運行。

2.3 LVDT反饋高頻振蕩

2.3.1 檢查概況

通過查閱曲線，調門指令不變，LVDT反饋高頻振蕩，引起進氣流量也發生變化，指令也隨之變化，不容易判斷和找到振蕩的起點。

2.3.2 原因分析

可以將故障調門的DEH輸出指令信號置為一個固定數值，檢查VP卡輸出信號，若VP卡輸出指令電壓在變化，可判斷VP卡故障；測量電纜的絕緣，如果絕緣程度小于規定數值則可以判斷為電纜絕緣不合格；觀察LVDT輸出線性特性，若與出廠特性不符則為LVDT輸出非線性。

2.3.3 處理措施

若為VP卡故障，更換VP卡；若為電纜絕緣問題則可以通過更換電纜備用芯的辦法來解決；若為LVDT非線性故障則需要更換LVDT。

2.4 調門正常動作負荷不變化

2.4.1 檢查概況

a.主壓力調節不穩，波動大；

b.調閱歷史曲線檢查，主壓力調節品質良好，但在順序閥時，在一個調門開到90%，而另一個調門還在預啟閥（一般在10%）時，調門的變化對負荷沒有影響。

2.4.2 原因分析

a.主壓力調節不穩，波動大，調門開關無法克服壓力的變化；

b.順序閥時，調門流量特性曲線重疊度不好。

2.4.3 處理措施

a.優化主蒸汽壓力調節的調節品質；

b.修改調門的流量特性曲線，盡量保持其原有的線性（曲線的斜率），將重疊度不好區域提前在前一個調門開啟90%時，重新安排調門的重疊度（在修正靠前開啟的調門曲線時注意考慮與后面調門的重疊度，即平移一個調門的曲線，后面的調門曲線也要相應的平移）。

2.5 VP卡參數失配

2.5.1 檢查概況

查閱歷史曲線，發現指令發出后，調門開過指令給的開度，但很快又返回到指令開度附近，最終反饋與指令一致。

2.5.2 原因分析

a.抗燃油的油溫過低，粘稠度大，伺服閥動作后無法自動回復平衡態；

b.VP卡內參數設置不合理，比例帶過大，積分時間過小。

2.5.3 處理措施

a.開啟加熱裝置并進行油循環，提高油溫后，置位活動調門；

b.調整VP卡內的比例帶和積分時間。

2.6 調汽閥特性曲線失配

2.6.1 檢查概況

查閱歷史曲線，發現調門指令與反饋都不變化，負荷有小幅頻繁波動，同時調速級壓力也在波動，而調門又在預啟閥范圍內。

2.6.2 原因分析

通過以上現象可以看出此時調門位置在小范圍的波動，但是DEH系統并沒有記錄下來，由于功率有波動可以推斷出汽輪機的通流量發生了變化，由此可以確定此時汽輪機的調速汽門應該有少量漏流屬于汽輪機特性曲線中重疊度計算不準確問題。

2.6.3 處理措施

進行閥門流量特性試驗，根據試驗結果確定汽輪機新的流量特性曲線并且修改預啟閥位置。

3 處理效果

對馬頭發電公司9、10號機組投運以來，出現的LVDT、VP卡、伺服閥等故障現象，分別采取了相應的處理措施，實現了機組熱態下對LVDT、VP卡及伺服閥的更換，有效降低了機組非計劃停機次數。在“兩個細則”管理規定開始考核后，通過對主壓力調節和調門特性曲線的優化，提高了AGC系統的調節品質和一次調頻的正確動作率。

4 建議

通過總結馬頭發電公司DEH控制系統應用中常見的故障及處理方法，可以發現，隨著設備長周期運行和設備的不斷老化，DEH控制系統會有新的問題出現。提高DEH系統的可靠性是一個系統的工程，客觀上涉及熱工測量、信號的取樣、控制設備與邏輯的可靠性等；主觀上涉及熱工系統的設計、安裝調試、運行、檢修維護質量和人員的素質等。因此，為不斷完善和提高DEH控制系統的可靠性，提出以下建議：

a.應加強對DEH系統的維護，機組大小修時對DEH系統及附屬設備進行全面檢查；

b.部分發電廠的LVDT磨損嚴重，建議加裝萬向節，并提高LVDT的安裝工藝水平；

c.定期進行汽輪機閥門流量特性試驗，建議大修后進行；

d.大修時要進行DEH系統的測試工作，從硬件角度來保證機組的可靠性。