發(fā)電廠汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)的故障分析

郭儆汶

（大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

發(fā)電廠汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)的故障分析

郭儆汶

（大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

DEH系統(tǒng)也稱為數(shù)字化電液控制系統(tǒng)，在電廠汽輪機(jī)中應(yīng)用得十分普遍。但在DEH系統(tǒng)在汽輪機(jī)中應(yīng)用過程中，極易出現(xiàn)一些常見故障，從而影響電廠的正常生產(chǎn)和運(yùn)行。本文從汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)概述入手，分析了電廠汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)運(yùn)行中的一些常見故障，并針對(duì)存在的故障提出了具體的解決對(duì)策，從而有效地保證了DEH系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保電廠運(yùn)營的安全性和可靠性。

汽輪機(jī)；DEH系統(tǒng)；功能；構(gòu)成；故障；措施

DEH系統(tǒng)作為電廠汽輪發(fā)電機(jī)閉環(huán)控制的電液控制系統(tǒng)，在電廠正常運(yùn)營過程中，DEH系統(tǒng)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些問題及故障，嚴(yán)重影響電廠的正常生產(chǎn)和運(yùn)行，因此需要針對(duì)這些常見故障進(jìn)行分析，從而采取切實(shí)可行的措施加以解放，有效地提高DEH系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量，使電廠能夠保持良好的生產(chǎn)經(jīng)營狀況。

1.汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)概述

1.1DEH控制系統(tǒng)的工作原理及特征

DEH系統(tǒng)在汽輪機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用，其作為DCS控制系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用。在汽輪機(jī)組運(yùn)行過程中，DEH系統(tǒng)利用電驅(qū)動(dòng)油動(dòng)機(jī)來控制閥門的開度，對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證汽輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在汽輪機(jī)DCS控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，調(diào)節(jié)指令的電信號(hào)由自動(dòng)數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出，并由電液轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而且油動(dòng)機(jī)的液壓缸與高壓油保持相互連通的狀態(tài)，從而有效地驅(qū)動(dòng)油動(dòng)機(jī)的運(yùn)作，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。一旦系統(tǒng)調(diào)節(jié)達(dá)到相應(yīng)要求后，系統(tǒng)的反饋裝置則會(huì)自動(dòng)停止調(diào)節(jié)過程。

DEH控制系統(tǒng)兼職了數(shù)字系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，在靈活性、快速性和可靠性方面具有突出的表現(xiàn)，將其在汽輪機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用，有效地提高了高壓調(diào)門和中壓調(diào)門的控制精度，而且為CCS協(xié)調(diào)控制的實(shí)現(xiàn)起到了積極的促進(jìn)作用，有利于整個(gè)機(jī)組控制水平的提升，為汽輪機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2DEH系統(tǒng)的功能

DEH系統(tǒng)的功能主要包括下面的一些內(nèi)容，即對(duì)汽輪機(jī)組的負(fù)荷控制、轉(zhuǎn)速控制、爐、機(jī)協(xié)調(diào)控制、自動(dòng)同期控制、快速減負(fù)荷控制、多閥解耦控制、單閥控制、閥門試驗(yàn)、主汽壓控制、OPC控制、輪機(jī)程控啟動(dòng)、DCS數(shù)據(jù)共享、失磁工況控制、一次調(diào)頻控制和手動(dòng)控制等等。

1.3DEH系統(tǒng)的構(gòu)成

電廠汽機(jī)的DEH系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括控制柜、操作員站、交換機(jī)、電液轉(zhuǎn)換器、傳感器、伺候放大器、油動(dòng)機(jī)等。

（1）控制柜

利用控制器和IO通信線路有效地將DEH系統(tǒng)的控制柜連接起來，從而構(gòu)建出控制系統(tǒng)的底層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)被控制參數(shù)的采集、輸入、分析和輸出等具體操作，確保I/O橫塊接線端子布置和安裝的實(shí)現(xiàn)，更好地完成DEH系統(tǒng)中控制算法的操作和運(yùn)算工作。

（2）操作員站

操作員站的主要功能是完成人機(jī)接口功能，需要運(yùn)行人員進(jìn)行具體地操作，而且兼具工程師站的相關(guān)工作，對(duì)于操作員站中的組態(tài)工作，可以由DEH系統(tǒng)維護(hù)人員來進(jìn)行，以便于能夠?qū)φ緝?nèi)相關(guān)配置和算法操作進(jìn)行改變。

（3）交換機(jī)

HUB即為DEH系統(tǒng)中的交換機(jī)，也可稱為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或是網(wǎng)絡(luò)集線器，其作為DEH系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的物理性接口。

（4）電液轉(zhuǎn)換器

在DEH系統(tǒng)中，電液轉(zhuǎn)換器的安裝和使用工作非常重要，其在工作過程中，主要是將收集到的信號(hào)利用電液轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為所需要的液壓信號(hào)，在信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中，通常會(huì)利用直流力矩馬達(dá)伺服閥起到穩(wěn)定和順暢的作用。

（5）傳感器

在DEH系統(tǒng)中，其傳感器主要是差動(dòng)變壓器式的位移傳感器，其功能主要是利用伺服放大器來反饋和調(diào)整系統(tǒng)收集到的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和控制DEH油動(dòng)機(jī)的目的。

（6）伺服放大器

在DEH系統(tǒng)中，伺服放大器作為控制柜的組成部分，使油動(dòng)機(jī)、DDV閥及LVDT實(shí)行一個(gè)共同的液壓伺服控制機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)組的執(zhí)行控制。

（7）油動(dòng)機(jī)

油動(dòng)機(jī)在汽輪機(jī)運(yùn)行中主要是對(duì)抽汽和蒸汽等流量進(jìn)行控制，其利用彈簧、凸輪和機(jī)械杠桿等實(shí)現(xiàn)與汽輪機(jī)的有效連接，作為液壓控制機(jī)構(gòu)的最終環(huán)節(jié)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)組的汽壓、功率和轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制。

2.汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)故障分析

發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，DEH系統(tǒng)極易出現(xiàn)一些常見故障，針對(duì)某一電廠進(jìn)行實(shí)地考察后，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)地考察后，將具體故障大致歸納為以下幾方面的內(nèi)容：

2.1機(jī)組在AGC方式下加負(fù)荷時(shí)的DEH系統(tǒng)關(guān)閉調(diào)門

在AGC方式下運(yùn)行的汽輪機(jī)組，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行加負(fù)荷過程中，實(shí)際負(fù)荷值會(huì)小于增加負(fù)荷的指令值，這種情況下，DEH系統(tǒng)則不會(huì)對(duì)增加的負(fù)荷進(jìn)行控制，從而導(dǎo)致負(fù)荷值之間偏差加大。但此時(shí)汽輪機(jī)仍處于協(xié)調(diào)方式狀態(tài)下，當(dāng)機(jī)組退出AGC方式后，DEH系統(tǒng)則會(huì)對(duì)控制方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，使汽輪機(jī)控制方式成為主控方式，主要是利用開關(guān)調(diào)門來對(duì)壓力進(jìn)行直接控制，這必然會(huì)使主汽壓力的給定值與測量值之間的偏差持續(xù)擴(kuò)大，同時(shí)其負(fù)荷的偏差也會(huì)隨之增加。

2.2汽泵出口處電動(dòng)門開反饋信號(hào)的跳變

汽泵出口處電動(dòng)門的開反饋是汽泵運(yùn)行狀態(tài)的重要保障，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，汽泵出口處電動(dòng)門開反饋信號(hào)跳變是較為常見的現(xiàn)象，從而對(duì)汽泵運(yùn)行信號(hào)帶來影響，進(jìn)而不導(dǎo)致整個(gè)汽輪機(jī)組的負(fù)荷跳變。通常情況下，汽泵運(yùn)行信號(hào)消失后短時(shí)間內(nèi)會(huì)觸發(fā)汽泵的RB，從而使汽泵運(yùn)行信號(hào)復(fù)歸。但在這種過程中，觸發(fā)時(shí)間較短，控制器的掃描沒有觸發(fā)RB的控制回路，這就會(huì)導(dǎo)致鍋爐的控制回路沒有經(jīng)過RB回路，從而使鍋爐控制一直處于跟隨的狀態(tài)下，致命汽輪機(jī)組鍋爐控制較為混亂，引發(fā)測量通道數(shù)據(jù)上產(chǎn)生誤差，這必然會(huì)使鍋爐從主控降至手動(dòng)運(yùn)行。

2.3低負(fù)荷時(shí)汽泵的跳閘現(xiàn)象

機(jī)組在停機(jī)操作前，其負(fù)荷會(huì)減小，而速關(guān)油壓值過低必然會(huì)觸發(fā)保護(hù)性跳閘，但此時(shí)機(jī)組負(fù)荷值由于低于RB負(fù)荷值，這樣在跳閘動(dòng)作后不會(huì)觸發(fā)RB動(dòng)作，從而導(dǎo)致主燃料跳閘產(chǎn)生。這一系列動(dòng)作產(chǎn)生會(huì)使機(jī)組實(shí)際給水流量出現(xiàn)迅速下降，但機(jī)側(cè)給水控制回路則沒有及時(shí)將跳閘信號(hào)疊加到汽泵運(yùn)行輸出指令中，這必然會(huì)導(dǎo)致流量測量值小于給出的給水指令，從而引發(fā)整個(gè)機(jī)組出現(xiàn)跳閘故障。

3.解決汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)故障的措施

在實(shí)際的電廠汽輪機(jī)的DEH系統(tǒng)的運(yùn)行操作過程中，可以采取下面幾種措施來控制DEH系統(tǒng)故障的產(chǎn)生，從而保證DEH系統(tǒng)的平穩(wěn)、正常運(yùn)行。

3.1改進(jìn)負(fù)荷指令的控制回路

由于機(jī)組在增加負(fù)荷的過程中處于欠壓的狀態(tài)，因此，在給定壓力值與實(shí)際的壓力值之間的偏差小于2MPa時(shí)，要將限壓控制方式從控制負(fù)荷方式轉(zhuǎn)切至控制壓力的方式。并將其相應(yīng)的信號(hào)傳送到DCS系統(tǒng)中去，為負(fù)荷閉鎖的增減提供可靠的依據(jù)，并在其操作員站的畫面上顯示報(bào)警提示。

3.2改進(jìn)鍋爐的主控方式

在實(shí)際的運(yùn)行操作中，操作人員可以將鍋爐的主控方式中主汽壓力的計(jì)算偏差值和控制前饋的信號(hào)值修改為零。在機(jī)組處于協(xié)調(diào)方式下時(shí)，鍋爐的主控控制器要跟蹤鍋爐的主控輸出信號(hào)，并將其自動(dòng)跟隨狀態(tài)下的鍋爐主控控制器的輸入偏差信號(hào)值控制為O，并保留運(yùn)行人員手動(dòng)撤出鍋爐的主控自動(dòng)操作。

3.3修改汽泵在運(yùn)行狀態(tài)下的判斷邏輯

要修改汽泵在原有運(yùn)行狀態(tài)下的判斷邏輯，將原來的汽泵轉(zhuǎn)速超過2200r/min—無跳閘信號(hào)—前置泵進(jìn)口處電動(dòng)門已開且合位，或者汽泵轉(zhuǎn)速超過2200r/min—無跳閘信號(hào)—出口處電動(dòng)門全開—無電動(dòng)門關(guān)閉信號(hào)的判斷邏輯修改為小機(jī)轉(zhuǎn)速超過2200r/min—汽泵無跳閘信號(hào)—前置泵出口處流量在10s內(nèi)下降250t或者出口處的電動(dòng)門已開的情況下取“非”。

結(jié)語

DEH系統(tǒng)在汽輪機(jī)中發(fā)揮著非常重要的作用，其有效應(yīng)用有利于機(jī)組運(yùn)行安全性的提升，而且對(duì)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的提高也具有積極的意義，有利于更好地滿足汽輪機(jī)組自動(dòng)化控制的需求。當(dāng)前在DEH系統(tǒng)在汽輪機(jī)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)雖然還存在一些不足之處，對(duì)于這些問題我們需要給予充分地重視，并針對(duì)具體問題提出有針對(duì)性地解決措施，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的有效控制，更好地保護(hù)好機(jī)械設(shè)備，確保汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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