閥門活動試驗時中壓調門自動全關的原因分析

戴錫輝

(廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東 汕尾 516600)

0 引言

汕尾電廠2×660 MW工程三大主機由東方鍋爐股份有限公司、東方汽輪機有限公司和東方電機股份有限公司提供。控制系統(tǒng)為汽輪機配套的汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)DEH(Digital Electric Hydraulic Control System)，該控制系統(tǒng)硬件采用西屋公司最新開發(fā)成功的具有世界先進水平的Ovation系統(tǒng)。DEH在大型火力發(fā)電機組中占有舉足輕重的地位，機組在運行中任何一個小的故障都有可能引起比較大的事故，甚至會導致設備的嚴重損壞以及人身傷害，所以，DEH系統(tǒng)的任何一個故障都必須引起重視，要查清原因并做好預防措施。DEH閥門活動性試驗是火力發(fā)電機組的常規(guī)試驗項目，一般每個月都要進行1次閥門活動試驗。試驗的目的主要是檢查閥門是否出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象、控制回路是否正常及對應的控制設備是否正常。試驗時的每次故障都要查清原因，提出解決辦法及預防措施。保證每次試驗既能檢查到閥門活動情況，又能檢查到控制設備是否有故障，使試驗能更全面地檢測設備的狀態(tài)。

1 故障現(xiàn)象

(1)左側中壓調門(ICV1)開啟至83%后自動全關，左側中壓主汽門(RSV1)活動試驗曲線如圖1所示。

(2)當左側中壓主汽門行程壓到＜10%且行程開關出現(xiàn)故障時，試驗也自動復位，不能通過試驗來檢查中壓主汽門快關電磁閥(17YV)是否正常。對歷史曲線進行分析，左側中壓主汽門試驗電磁閥(18YV)帶電動作后左側中壓主汽門壓到＜10%時，行程開關沒有反饋信號，中壓主汽門快關電磁閥沒有帶電動作，邏輯也認為試驗正常，自動復位。

2 試驗過程

2012－05－23 T 12:39，檢查邏輯狀態(tài)正常后，運行人員按下左側中壓主汽門TEST按鈕，左側中壓主汽門活動試驗開始。左側中壓調門指令按設定速率開始下降，左側中壓調門開始關閉，12:40:50，左側中壓調門快關電磁閥(16YV)動作，調門全關。12:41:18，試驗復位，左側中壓調門指令開始上升，12:41:27，左側中壓調門開始開啟，當開至83%時，左側中壓調門不能繼續(xù)開而是往下關，直至全關，而左側中壓調門指令上升至100%。此后，機組靠單側中壓聯(lián)合汽門開啟帶450 MW負荷運行。

3 故障分析

左側中壓調門開至83%時開始往下關，指令增加至100%。就地檢查發(fā)現(xiàn)，左側中壓主汽門全開，左側中壓調門全關。出現(xiàn)調門全關的故障原因筆者判斷有3種可能。

(1)閥門卡澀或伺服閥線圈故障，無法正常接收指令。從圖1的曲線上可以看出，左側中壓調門是按照試驗的設定速率緩慢往下關，而且下關過程中沒有任何波動。若伺服閥卡澀，調門應該保持某一個開度，不會全關;若伺服閥2個線圈同時損壞，調門應該立即全關或者保持某個開度不變。結合實際情況進行分析，閥門卡澀和伺服閥故障的可能性較小。

(2)DEH卡件故障，輸出突然為0。在DEH控制柜找到左側中壓調門對應卡件，卡件的OK指示燈、內外部故障指示燈均正常，找到對應的輸出通道，2組控制信號電壓均為－5 V(2組控制信號為冗余控制，分別送至伺服閥的2個線圈)，卡件輸出為一個較大的負電壓，說明卡件正常。

圖1 左側中壓主汽門活動試驗曲線(截屏)

(3)由于振動或者其他原因，使得接線端子松動脫落，失去控制信號。就地進行檢查，拆下左側中壓調門伺服閥航空插頭，分別測量2組控制信號電壓，2組控制信號電壓均為0 V。因此，左側中壓調門開到83%后，出現(xiàn)自動全關的故障原因可能是由于伺服閥的控制信號電壓失去。又因為卡件輸出為一個較大的負電壓(卡件輸出正電壓為關調門，卡件輸出負電壓為開調門)，所以，其故障原因筆者判斷為卡件指令輸出信號至伺服閥航空插頭之間的電纜接地或轉接端子箱端子接線松動脫落。打開端子箱，發(fā)現(xiàn)左側中壓調門的控制信號有2根端子已經(jīng)脫落，另外2個端子也出現(xiàn)了松動，用手輕拉，4根控制信號端子完全脫落。

4 脫落原因分析

就地檢查發(fā)現(xiàn)，轉接端子箱位置比伺服閥的安裝位置要高很多，端子箱的轉接電纜的保護套管比較重，當控制信號端子接好后，由于重力作用，再加上振動原因，時間一長，接線端子就在保護套管的重力作用下被拉松，甚至脫落。

5 預防維護及處理方法

將轉接端子箱至伺服閥的電纜繞2圈穩(wěn)固固定，安放在端子箱內，防止因電纜重力作用拉松接線端子。將伺服閥控制信號接好后，左側中壓調門開啟至100%，機組升負荷正常運行。

6 邏輯分析及優(yōu)化建議

對比圖2與圖3 2個中壓主汽門的活動試驗曲線發(fā)現(xiàn)，左側中壓主汽門在左側中壓主汽門行程沒有壓到＜10%時，其信號、左側中壓主汽門快關電磁閥在沒有帶電快關的情況下，試驗仍然復位。右側中壓主汽門行程壓到＜10%時，其信號、右側中壓主汽門快關電磁閥(22YV)動作后才復位。查看邏輯，閥門活動試驗開始后，當有左側中壓主汽門全關信號時，試驗復位。若左側中壓主汽門行程壓到＜10%時，行程開關出現(xiàn)故障，左側中壓主汽門快關電磁閥不帶電動作，也能觸發(fā)左側中壓主汽門全關信號，使試驗復位。試驗復位邏輯圖如圖4所示，左側中壓主汽門快關電磁閥動作邏輯圖如圖5所示。

試驗邏輯在左側中壓主汽門行程壓到＜10%且行程開關出現(xiàn)故障時，無法檢查左側中壓主汽門快關電磁閥是否有故障，只要左側中壓主汽門全關行程開關正常，試驗也正常復位。不能通過試驗檢查所有測控設備是否正常，這顯然是不合理的，這樣達不到試驗的目的，所以需要對試驗邏輯進行優(yōu)化。

建議:將左側中壓主汽門全關信號觸發(fā)試驗復位改為左側中壓主汽門全關信號(此信號加上1 s脈沖信號)與上左側中壓主汽門快關電磁閥帶電(此信號加1 s脈沖)才能復位試驗。從邏輯圖中可以發(fā)現(xiàn)，如果沒有試驗復位信號，當試驗開始信號持續(xù)242 s后，邏輯也會自動復位，同時發(fā)出試驗失敗信號提醒運行人員，這樣可以保證每次試驗都能檢查到閥門活動情況，也能檢查快關電磁閥是否有故障，能夠更全面地檢測設備的狀態(tài)。

7 結論

DEH系統(tǒng)是火電機組非常重要的系統(tǒng)，它的任何一個故障都有可能直接影響機組的安全、穩(wěn)定運行，所以要認真對待，仔細處理每次故障并總結經(jīng)驗，使DEH系統(tǒng)更加完善、可靠。雖然此次故障比較小，也比較容易檢查和解決，但通過故障發(fā)現(xiàn)了試驗邏輯的缺陷并對其進行了優(yōu)化，使閥門活動試驗更加嚴謹、科學，達到了試驗之目的。