同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉的原因分析及處理

劉偉興

(廣東粵電大埔發(fā)電有限公司，廣東 大埔 514265)

同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉的原因分析及處理

劉偉興

(廣東粵電大埔發(fā)電有限公司，廣東 大埔 514265)

某電廠#2機(jī)組因右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥閥位反饋信號(hào)波動(dòng)，引發(fā)汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)動(dòng)作快關(guān)右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥，機(jī)組負(fù)荷異常波動(dòng)。針對(duì)該問題，通過現(xiàn)場檢查和分析，找出故障原因并解決了調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉安全隱患，可供設(shè)備安裝、檢修維護(hù)時(shí)參考。

火電廠；DEH；反饋信號(hào)；調(diào)節(jié)閥；故障分析

圖1 右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥開度反饋曲線(第1，2次調(diào)節(jié)閥關(guān)閉前后)

0 引言

某電廠#2機(jī)組為N660-25/600/600型、一次中間再熱、三缸、四排汽超超臨界燃煤機(jī)組，汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)采用西門子SPPA-T3000系統(tǒng)。2016-05-19—27，#2機(jī)組DEH動(dòng)作快關(guān)右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥5次，使機(jī)組負(fù)荷異常波動(dòng)。本文針對(duì)該問題進(jìn)行分析，并給出解決辦法。

1 問題的出現(xiàn)[1]

(1)2016-05-19 T 19:09及2016-05-20 T 03:31，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉2次，每次約2 s，如圖1所示。調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉前機(jī)組負(fù)荷200 MW，主蒸汽壓力16 MPa，初壓模式，高壓調(diào)節(jié)閥開度16.5%，中壓調(diào)節(jié)閥開度21.0%，閥限未變化105%，抗燃(EH)油油壓無明顯波動(dòng)，高壓缸排汽溫度(簡稱高排溫度)及機(jī)前壓力在閥門關(guān)閉前穩(wěn)定，機(jī)組運(yùn)行工況已穩(wěn)定(約7 h)，第1次調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉后機(jī)組控制切至限壓模式。

(2)2016-05-26 T 19:00及2016-05-26 T 21:23，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉2次，每次約2 s，如圖2所示。機(jī)組負(fù)荷200 MW，主蒸汽壓力14 MPa，限壓模式，高壓調(diào)節(jié)閥開度18.0%，中壓調(diào)節(jié)閥開度29.3%，閥限未變化105%，EH油油壓無明顯波動(dòng)，高排溫度及機(jī)前壓力在閥門關(guān)閉前穩(wěn)定，機(jī)組運(yùn)行工況已穩(wěn)定(約1 h)。

(3)2016-05-27 T 17:20，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉1次，持續(xù)時(shí)間約2 s,如圖3所示。機(jī)組變負(fù)荷剛結(jié)束時(shí)，過程參數(shù)負(fù)荷由250 MW降至200 MW，主蒸汽壓力由16.6 MPa降至14.0 MPa，限壓模式，高壓調(diào)節(jié)閥開度18.0%未變化，中壓調(diào)節(jié)閥開度由27.0%降至24.5%，閥限未變化105%，EH油油壓無明顯波動(dòng)，高排溫度及機(jī)前壓力在閥門關(guān)閉前穩(wěn)定，機(jī)組負(fù)荷剛到達(dá)目標(biāo)200 MW約2 min，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉。

圖2 右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥開度反饋曲線(第3,4次調(diào)節(jié)閥關(guān)閉前后)

圖3 右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥開度反饋曲線(第5次調(diào)節(jié)閥關(guān)閉前后)

2 原因分析

調(diào)節(jié)閥閥位指令為公用指令，即左、右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥閥位指令為同一指令；左、右側(cè)中壓調(diào)節(jié)閥閥位指令也為同一指令。如果DEH通過負(fù)荷、主蒸汽壓力、流量、閥位等數(shù)據(jù)綜合運(yùn)算得出調(diào)節(jié)閥關(guān)閉指令，則左、右兩側(cè)調(diào)節(jié)閥應(yīng)該同時(shí)關(guān)閉，而5次調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉只發(fā)生在右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥上，故DEH通過負(fù)荷、壓力、流量、閥位等數(shù)據(jù)綜合運(yùn)算發(fā)出關(guān)閉調(diào)節(jié)閥指令的可能性較低。

查詢DEH邏輯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)閥位指令與閥位反饋值偏差在-25%以上，DEH能啟動(dòng)快速動(dòng)作功能，即閥位指令與反饋偏差大時(shí)，激活在關(guān)閉方向上的快速動(dòng)作控制功能，因此同側(cè)的高壓調(diào)節(jié)閥與中壓調(diào)節(jié)閥快速動(dòng)作功能同時(shí)觸發(fā)，同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉，1 s后，指令與反饋偏差在-25%范圍內(nèi)時(shí)，則調(diào)節(jié)閥跟隨指令打開，由此分析得出調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉由指令與反饋偏差大引起。

查閱歷史曲線，調(diào)節(jié)閥指令未出現(xiàn)波動(dòng)，反饋信號(hào)則波動(dòng)頻繁，偏差超過-25%，DEH觸發(fā)調(diào)節(jié)閥快速動(dòng)作控制功能，同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)關(guān)閉，而反饋信號(hào)波動(dòng)則存在以下幾方面原因：(1)線性可變差動(dòng)變壓器(LVDT)瞬間故障，輸出信號(hào)波動(dòng)導(dǎo)致指令與反饋偏差超出-25%；(2)LVDT松動(dòng)，當(dāng)調(diào)節(jié)閥本體出現(xiàn)較大振動(dòng)時(shí)引發(fā)LVDT振動(dòng)，造成閥位反饋信號(hào)波動(dòng)；(3)信號(hào)電纜受到干擾，導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)，指令與反饋偏差超過-25%；(4)控制電纜屏蔽破損或者接觸不好，導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定；(5)伺服閥、插裝閥故障，導(dǎo)致閥門瞬間關(guān)閉。

3 檢查處理措施

針對(duì)上述分析，在機(jī)組停運(yùn)后逐一檢查閥門支座、信號(hào)電纜、伺服閥、插裝閥等，均未發(fā)現(xiàn)問題。而在檢查右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥LVDT時(shí)發(fā)現(xiàn)反饋桿固定支架與LVDT反饋桿螺紋孔錯(cuò)位，按設(shè)計(jì)采用的6枚緊固螺絲只有2枚能夠?qū)嶋H緊固嚙合，LVDT緊固強(qiáng)度不足，反饋桿受振松動(dòng)導(dǎo)致反饋信號(hào)波動(dòng)。除螺紋孔錯(cuò)位原因外，針對(duì)導(dǎo)致LVDT松動(dòng)的直接原因繼續(xù)檢查分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)因機(jī)前壓力過高、閥門節(jié)流過大，高、中壓調(diào)節(jié)閥時(shí)常出現(xiàn)較大的振動(dòng)，而LVDT即安裝在調(diào)節(jié)閥本體上(如圖4所示)，因此，導(dǎo)致LVDT松動(dòng)的原因應(yīng)是閥門本體振動(dòng)。

更換LVDT反饋桿支架，重新加工矯正螺紋孔后擰緊所有固定螺栓。處理完畢待機(jī)組啟動(dòng)后，右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥LVDT反饋信號(hào)未再出現(xiàn)異常波動(dòng)現(xiàn)象，同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉問題得到解決。

圖4 高壓調(diào)節(jié)閥本體

4 結(jié)束語

該起高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉故障直接原因是LVDT反饋桿固定支架與LVDT反饋桿螺紋孔錯(cuò)位，LVDT緊固強(qiáng)度不足，反饋桿受振松動(dòng)導(dǎo)致反饋信號(hào)波動(dòng)。這是一起比較特殊的故障，設(shè)備廠商在出廠前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，建設(shè)單位、施工單位對(duì)廠商配套安裝的設(shè)備在組裝期間也應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保設(shè)備正常。同時(shí)，為了減少過渡接線端子虛接導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)，建議對(duì)重要的信號(hào)盡量減少中間電纜的駁接，取消過渡接線端子箱并直接焊接。

[1]上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機(jī)廠.660 MW等級(jí)超超臨界凝汽式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)說明書[Z].上海：上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機(jī)廠,2011。

(本文責(zé)編：白銀雷)

2016-12-28；

2017-02-03

TK 26

B

1674-1951(2017)02-0048-03

劉偉興(1980—)，男，廣東興寧人，工程師，從事熱控專業(yè)基建、檢修方面的工作(E-mail:liuweixing604@163.com)。