高壓、中壓調控汽閥開啟緩慢原因分析

王輝

(廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責任公司，廣東 潮州 515723)

0 引言

廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責任公司#3，#4機組為哈爾濱某公司生產的CCLN1000-25/600/600型1 000 MW超超臨界、一次中間再熱、4缸4排汽、凝汽式汽輪機組。#3，#4機組于2007-06-20開工建設，分別于2009-11-09和2010-01-18通過了168 h試運行。#3，#4機組高壓進汽采用4套高壓聯(lián)合汽門，2套中壓聯(lián)合汽門。#2高壓主汽閥、4臺高壓調控汽閥(以下簡稱高調閥)、2臺中壓主汽閥(以下簡稱中主閥)、2臺中壓調控汽閥(以下簡稱中調閥)均采用伺服閥控制，共使用伺服閥9套。

1 事故經過

#4機組于2012年6—8月進行了大修，因機組運行時間不長，油動機及伺服閥等部件均未檢修。

2012-10-23 T 02:55，#4機組做主機閥門活動試驗。CV1閥關閉正常，開啟時指令正常，反饋緩慢開至16.6%后突降至6.6%，汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)報“伺服A，B通道故障”，檢查發(fā)現(xiàn)原因為CV1閥指令和反饋偏差大，DEH畫面復位后CV1閥恢復正常。04:40分別在DEH和熱工強制重新做CV1閥活動試驗，CV1閥開啟速度仍偏慢。

2012-10-28 T 02:47，做主機閥門活動試驗。CV1閥關閉正常，開啟時指令正常，反饋緩慢開至12.5%后又降至6.6%，DEH報“伺服A，B通道故障”，經熱工人員檢查后發(fā)現(xiàn)原因為CV1閥指令和反饋偏差大，通過強制做CV1閥活動試驗，緩慢增大指令后CV1閥開啟正常。

2012年11月，右側中主閥、中調閥出現(xiàn)類似問題，2013年1月，左側中主閥出現(xiàn)類似問題，開啟緩慢，出現(xiàn)指令與反饋偏差大而報警的現(xiàn)象。

2 原因分析

2.1 進油濾芯堵塞

#4機組于2012年8月底完成大修，大修時更換了抗燃油(EH油)系統(tǒng)所有濾芯，啟機前對系統(tǒng)進行了循環(huán)沖洗，化驗油質合格，最差為NAS6級。從機組運行到#1高調閥出現(xiàn)問題僅1.5個月，可以排除濾芯堵塞的可能性。

2.2 伺服閥存在問題

2.2.1 伺服閥工作原理

廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責任公司所使用的伺服閥為高性能的2級電液伺服閥。先導級是1個對稱的雙噴嘴擋板閥，由干式力矩馬達的雙氣隙驅動；輸出級是1個4通滑閥，閥芯位置由1根懸臂彈簧桿進行機械反饋。伺服閥結構圖如圖1所示。

圖1 伺服閥結構圖

對力矩馬達線圈輸入電流指令信號將會使銜鐵兩端產生電磁力，銜鐵因而帶動彈簧管內擋板偏轉。而擋板的偏轉將減少某個噴嘴的流量，進而改變與此噴嘴相通閥芯一側的壓力，推動閥芯向一邊移動。

由于閥芯的位移打開了供油口(P)與一個控制油口之間的通道，溝通了回油口(T)與另一個控制油口之間的油路。同時閥芯的位移也對彈簧桿產生一個作用力，此作用力形成了對銜鐵擋板組件的回復力矩。當此回復力矩與由力矩馬達的電磁力作用在銜鐵擋板處的力矩相平衡時，擋板回到零位，滑閥芯保持在這一平衡狀態(tài)的開啟位置，直到輸入的給定信號發(fā)生變化。

圖2 CV1閥指令與反饋曲線

圖3 更換后指令與反饋曲線

閥芯的位移與輸入的電流信號大小成正比，在恒定的閥壓降下，流過閥的負載流量與閥芯的位移成正比。

2.2.2 故障現(xiàn)象

通過調閱歷史曲線發(fā)現(xiàn)：反饋存在滯后現(xiàn)象，即指令發(fā)出后閥門動作滯后，但閥門可以正常活動，只是動作緩慢。CV1閥指令與反饋曲線如圖2所示。

經熱控專業(yè)人員檢查，#1高調操縱座、相關線路及卡件均未發(fā)現(xiàn)異常。

2.2.3 伺服閥本體濾芯堵塞

通過分析伺服閥工作原理及故障現(xiàn)象，綜合判斷造成閥門動作滯后的主要原因可能是伺服閥本體濾芯發(fā)生堵塞。

伺服閥本體濾芯安裝于先導級入口處，過濾器為集成式結構，絕對過濾精度達到35 μm，此濾芯堵塞后會造成伺服閥噴嘴流量減小。當指令發(fā)出后，滑閥兩端的壓力差造成滑閥開啟時間延長，導致滑閥開啟動作緩慢，進油口打開速度減小，表現(xiàn)為伺服閥開啟緩慢，閥門動作遲緩。

因伺服閥開啟緩慢，導致指令與反饋有偏差，當指令與反饋偏差較大時，DEH報“伺服A，B通道故障”，閥門關閉，熱工強制信號后可正常開啟，但動作較為遲緩。

3 故障處理

3.1 伺服閥更換

伺服閥更換后，指令與反饋曲線如圖3所示。由圖3可知，閥門更換后開關靈活，指令與反饋跟蹤良好。更換過程如下：

(1)2013-01-28，對CV1高調伺服閥進行了在線更換，更換后閥門活動試驗正常；

(2)2013-03-05，對3臺高調閥、2臺中主閥、2臺中調閥更換伺服閥，更換后活動試驗均正常。

3.2 伺服閥解體確認

為了驗證分析判斷結果，對更換下的故障伺服閥進行了解體檢查確認。故障伺服閥解體照片如圖4所示。

圖4 故障伺服閥解體照片

解體后對反饋裝置加電流觀察，反饋裝置動作良好。滑閥刃口完整，由于濾芯為集成式，現(xiàn)場無法解體，返廠解體后經專業(yè)人員檢測，確認濾芯臟堵。

4 結論

伺服閥作業(yè)調速系統(tǒng)中的重要設備應按照《防止電力生產重大事故的二十五項反措重點要求》等相關規(guī)定，嚴密監(jiān)視其運行狀態(tài)，確保設備不卡澀、不泄漏，確保系統(tǒng)穩(wěn)定；在大修中要對設備進行清洗、檢測等維護工作；發(fā)現(xiàn)問題要及時處理；備用伺服閥應按照制造廠的要求條件妥善保管。

按相關規(guī)定，定期做好閥門活動試驗，對出現(xiàn)的問題及存在的隱患及時分析，及時處理。進一步加強學習，提高運行、檢修人員的技術水平，增強工作人員分析、判斷、解決能力。加強日常EH油的濾油、化驗工作，防止因油質不凈或不合格而造成系統(tǒng)或伺服閥本體濾芯堵塞。加強設備日常點檢工作，對控制系統(tǒng)、油系統(tǒng)進行全面檢查，及時更換濾芯。應重視并嚴格監(jiān)控調速系統(tǒng)的運行、維護和檢修工作，按規(guī)程或相關規(guī)定進行試驗和檢驗，嚴防調速系統(tǒng)部套件卡澀、調速系統(tǒng)不正常工作。

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