DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)節(jié)門抖動(dòng)分析及處理方法

摘 要：山西漳電國(guó)電王坪發(fā)電有限公司安裝了兩臺(tái)200MW、超高壓、一次中間再熱、雙缸雙排汽、直接空冷抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪機(jī)（東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司）的額定參數(shù)為：主汽門前蒸汽壓力12.75MPa。主汽門前蒸汽溫度535℃，主汽門前蒸汽流量657.9t/h。汽機(jī)控制系統(tǒng)為東汽公司生產(chǎn)的TD-6000系統(tǒng)。兩套DEH控制系統(tǒng)分別隨機(jī)組在2011年8月和2011年10月投運(yùn)。在對(duì)該系統(tǒng)的日常檢修維護(hù)中，汽輪機(jī)的高壓調(diào)整汽門出現(xiàn)過(guò)多次抖動(dòng)以及閥門開(kāi)度跳變的狀況，我們根據(jù)所發(fā)生的情況采取了有針對(duì)性的措施，講問(wèn)題解決，確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：DEH控制系統(tǒng)；高壓調(diào)節(jié)門；調(diào)門抖動(dòng)

1 DEH控制系統(tǒng)簡(jiǎn)述

DEH控制系統(tǒng)即數(shù)字電液控制系統(tǒng)，它的作用就是實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)調(diào)整汽門的開(kāi)度進(jìn)行控制，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)組的控制。在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，DEH能否正常工作對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行有直接的影響。近年來(lái)，因?yàn)槠啓C(jī)調(diào)整汽門發(fā)生抖動(dòng)而導(dǎo)致的負(fù)荷波動(dòng)、停機(jī)事件時(shí)有發(fā)生，因此對(duì)汽輪機(jī)調(diào)整汽門抖動(dòng)的分析與研究工作有著重要的意義。

2 調(diào)節(jié)門控制回路

王坪電廠的汽輪機(jī)共有六個(gè)伺服閥。CV、ICV通過(guò)伺服閥與DEH的微機(jī)接口實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。其余二個(gè)中壓主汽閥RSV和二個(gè)高壓主汽閥MSV采用電磁閥與DEH接口實(shí)現(xiàn)兩位控制。高壓調(diào)整門采用美國(guó)Vickers生產(chǎn)的伺服閥，中壓調(diào)整門為MOOG閥。

DEH控制伺服閥控制回路的原理為：控制系統(tǒng)發(fā)出閥位指令，伺服閥將系統(tǒng)發(fā)出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛪盒盘?hào)，從而對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，控制汽輪機(jī)進(jìn)汽量的大小。LVDT位移傳感器是與油動(dòng)機(jī)相連接的，它能夠?qū)⒂蛣?dòng)機(jī)的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，將閥位的反饋信號(hào)送回控制系統(tǒng)。如圖1所示。

3 故障現(xiàn)象及其處理

3.1 高壓調(diào)門開(kāi)度突變及其處理

3.1.1 現(xiàn)象

（1）#2機(jī)組CV4閥門開(kāi)度突然增大，#2機(jī)組的負(fù)荷由200MW上升到208MW，然后CV4閥門開(kāi)度又恢復(fù)到10%左右；之后CV4閥門的開(kāi)度多次跳變，汽輪機(jī)組的油壓等參數(shù)未發(fā)生異常情況。

（2）當(dāng)天傍晚，CV4閥門開(kāi)度由8%突增至100%，監(jiān)控畫(huà)面發(fā)出伺服偏流故障報(bào)警，運(yùn)行人員在就地觀察，CV4閥門開(kāi)度實(shí)際為100%。之后CV4閥門開(kāi)度突然降低至0%，監(jiān)控畫(huà)面伺服偏流故障報(bào)警消失。

3.1.2 檢查和處理

（1）在機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中對(duì)#2機(jī)組#4伺服閥的線路、LVDT線路以及伺服卡的線路進(jìn)行了檢查，沒(méi)有異常情況，伺服卡故障燈也無(wú)顯示。

（2）#2機(jī)組停運(yùn)之后我們隊(duì)CV4控制回路進(jìn)行了詳細(xì)的檢查。為了排除伺服卡件故障，我們將伺服卡進(jìn)行了更換。在汽輪機(jī)檢修工作完成后對(duì)伺服卡進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，在對(duì)#4高壓調(diào)整門進(jìn)行閥門靜態(tài)試驗(yàn)的時(shí)候（及調(diào)門行程標(biāo)定），調(diào)門行程在0-100%內(nèi)擺動(dòng)，觀察就地閥門也發(fā)生擺動(dòng)。將原卡換回后，同樣發(fā)生此現(xiàn)象。

（3）將#4高壓調(diào)整門的LVDT進(jìn)行更換，此現(xiàn)象消除。將此LVDT換至#3高壓調(diào)整門，#3高調(diào)門也發(fā)生此類現(xiàn)象，因此判斷LVDT發(fā)生故障。

（4）對(duì)LVDT進(jìn)行檢查。將LVDT切開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)LVDT套管內(nèi)有明顯的破損現(xiàn)象，鐵芯的下半段也明顯被磨細(xì)。因此，此次故障的主要問(wèn)題為由于LVDT長(zhǎng)時(shí)間未更換，導(dǎo)致LVDT鐵心與套管破損，使LVDT的線圈的磁通量發(fā)生變化導(dǎo)致調(diào)門調(diào)整故障，在更換LVDT后此故障徹底消除。

3.2 高壓調(diào)門抖動(dòng)及其處理

3.2.1 現(xiàn)象

（1）在#1機(jī)組投運(yùn)后，#2高壓調(diào)整門發(fā)生波動(dòng)，幅度在1%-2%之間，機(jī)組負(fù)荷在±2MW左右波動(dòng)，#2高壓調(diào)整門進(jìn)油管路有明顯的振動(dòng)現(xiàn)象。其間檢查了控制回路的各段連接電纜以及電纜屏蔽層，但未能消除抖動(dòng)現(xiàn)象。

（2）機(jī)組臨停后，對(duì)#2高調(diào)門進(jìn)行檢查，LVDT、伺服卡等沒(méi)有故障現(xiàn)象，因此判斷可能為伺服閥發(fā)生問(wèn)題，在更換伺服閥之后，#2高調(diào)門的抖動(dòng)現(xiàn)象消失。

（3）#1機(jī)組運(yùn)行1個(gè)月左右之后，CV1開(kāi)始發(fā)生晃動(dòng)，晃動(dòng)幅度不大，在2%左右。#1機(jī)組的負(fù)荷在±2MW左右波動(dòng)，進(jìn)油管路沒(méi)有太大振動(dòng)，在機(jī)組停機(jī)更換伺服閥后抖動(dòng)現(xiàn)象也消失。

3.2.2 檢查和處理

在2014年大修期間將#1機(jī)組所有伺服閥進(jìn)行返廠清洗，清洗完畢后#1機(jī)組至今未發(fā)生調(diào)門抖動(dòng)現(xiàn)象。

4 高壓調(diào)門抖動(dòng)原因、分析以及防范措施

通過(guò)對(duì)伺服閥控制回路的分析我們可以發(fā)現(xiàn)，在伺服控制回路中，任意一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，都會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)調(diào)整汽門發(fā)生抖動(dòng)。發(fā)生抖動(dòng)的原因一般可以歸結(jié)為以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）控制回路端子的接線松動(dòng)或回路中的控制電纜發(fā)生故障，從而導(dǎo)致反饋信號(hào)或指令信號(hào)抖動(dòng)，引發(fā)調(diào)整汽門發(fā)生抖動(dòng)。這一類故障比較明顯，大部分問(wèn)題可在機(jī)組運(yùn)行期間處理。但是，在機(jī)組停運(yùn)期間一定要對(duì)控制柜內(nèi)端子進(jìn)行緊固，對(duì)重要的信號(hào)進(jìn)行傳動(dòng)，這樣才能減少或者避免故障的發(fā)生。

（2）LVDT故障。LVDT是調(diào)整汽門位置反饋裝置，它能夠?qū)㈤y門位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)。LVDT在移動(dòng)中其芯桿也將在線圈套管中反復(fù)移動(dòng)，這必將造成芯桿與套管發(fā)生摩擦，導(dǎo)致芯桿和線圈套管磨損，如果LVDT在安裝過(guò)程中芯桿與線圈套筒不同心，則磨損過(guò)程更加厲害，如磨損嚴(yán)重甚至?xí)?dǎo)致套管破損，LVDT的線性度下降，造成位置反饋的不穩(wěn)定引起閥門的波動(dòng)。更加嚴(yán)重的情況是芯桿被線圈卡澀而不能暢通地移動(dòng)，油動(dòng)機(jī)動(dòng)作到一定程度后，使芯桿突然動(dòng)作，此時(shí)調(diào)節(jié)回路反饋必然跟隨跳動(dòng)。2014年12月份，#2機(jī)組#4高壓調(diào)整門就是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間摩擦導(dǎo)致LVDT故障，致使#4高壓調(diào)整汽門波動(dòng)。為保證LVDT的安全可靠運(yùn)行我們應(yīng)定期檢查L(zhǎng)VDT的固定情況，保證支架不松動(dòng)；定期檢查L(zhǎng)VDT芯桿的磨損情況，發(fā)現(xiàn)磨損情況比較明顯則在機(jī)組停運(yùn)后要立即更換LVDT。

（3）伺服閥故障。伺服閥是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成為油壓信號(hào)的裝置。它是非常精密的設(shè)備，伺服閥發(fā)生故障的主要就是由于EH油質(zhì)劣化導(dǎo)致的。根據(jù)我廠發(fā)生的狀況來(lái)看，#1機(jī)組在2014年大修期間將所有EH油進(jìn)行更換，并且對(duì)伺服閥進(jìn)行清洗，之后2年內(nèi)伺服閥未發(fā)生故障。而#2機(jī)組未進(jìn)行EH油更換，雖然也對(duì)伺服閥進(jìn)行了清理，但是伺服閥故障現(xiàn)象卻發(fā)生較為頻繁，而且#2機(jī)組的#3高調(diào)門伺服閥在更換1個(gè)月后就發(fā)生故障。目前已確定在#2機(jī)組C修期間將EH油進(jìn)行更換。

（4）DEH控制器發(fā)生故障。當(dāng)控制器發(fā)生故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致操作員站發(fā)出的指令不穩(wěn)定而導(dǎo)致調(diào)整汽門抖動(dòng)。此問(wèn)題可通過(guò)對(duì)主控制器進(jìn)行檢查，檢查控制器輸出的電流信號(hào)是否有波動(dòng)現(xiàn)象就可以確定問(wèn)題。對(duì)于采用DCS的硬件做成DEH控制系統(tǒng)的，一般都具有故障診斷功能.因此在控制器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)有診斷指示則更容易處理這類問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章從結(jié)合電廠實(shí)際缺陷出發(fā)，對(duì)DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)整門進(jìn)行了分析，找出了幾種常見(jiàn)的導(dǎo)致高壓調(diào)整汽門抖動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，并且給出了處理的方法。DEH系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、保護(hù)作用對(duì)于高參數(shù)大容量機(jī)組越來(lái)越重要，在日常維護(hù)中我們更需要對(duì)其產(chǎn)生的原因有深刻的理解才能最大限度的降低DEH控制系統(tǒng)的故障。

作者簡(jiǎn)介：石俊（1986，11-），男，山西省大同市，本科，山西漳電國(guó)電王坪發(fā)電公司助理工程師，主要負(fù)責(zé)熱控生產(chǎn)一線工作。