數(shù)字電液控制系統(tǒng)調(diào)試中閥門整定的過程及經(jīng)驗(yàn)分析

趙偉剛，黃湘，王創(chuàng)博

(1.西安熱工研究院有限公司，西安 710032；2.四川電力建設(shè)三公司，四川 內(nèi)江 641005)

0 引言

越南冒溪火力發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱冒溪發(fā)電廠)2×220 MW機(jī)組是武漢凱迪電力股份有限公司國(guó)外工程總承包(EPC)項(xiàng)目，汽輪機(jī)采用某公司生產(chǎn)的220 MW亞臨界燃煤機(jī)組，控制系統(tǒng)采用某公司開發(fā)設(shè)計(jì)的MACSV V5.1.3SP2英文版系統(tǒng)。

該機(jī)組采用SM461伺服模塊配SM3461伺服I/O端子模塊，通過調(diào)整MOG閥來控制閥門。冒溪發(fā)電廠數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)閥門整定內(nèi)容包括主汽門MSV2，高壓調(diào)控門(以下簡(jiǎn)稱高調(diào)門)CV1，CV2，CV3，CV4；中壓調(diào)控門(以下簡(jiǎn)稱中調(diào)門)IV1，IV2。高調(diào)門從機(jī)頭向機(jī)尾看，從左到右的順序?yàn)镃V2，CV4，CV1，CV3；中調(diào)門的順序?yàn)镮V2，IV1。

1 調(diào)試步驟

1.1 前期檢查

DEH機(jī)柜上電，組態(tài)下裝后，SM461伺服模塊面板上部狀態(tài)指示燈(RUN，COM，A/M，ERR)顯示正常。RUN和COM狀態(tài)指示燈亮，模塊正常運(yùn)行；A/M燈亮，模塊處于手動(dòng)工作方式；ERR燈亮，線性差動(dòng)變壓器(LVDT)1，2偏差大報(bào)警，控制回路故障報(bào)警，或控制給定值輸出故障報(bào)警。

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生閥門接線位置對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤、LVDT線圈對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的情況，增大了閥門整定過程的難度，因此，在前期檢查過程中，確保接線正確是一項(xiàng)重要的工作。根據(jù)實(shí)際位置與接線端子對(duì)應(yīng)，防止接線位置對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤；LVDT對(duì)線后，為確保接線正確，檢查L(zhǎng)VDT線圈阻值，防止主、次線圈接反。冒溪發(fā)電廠LVDT線圈阻值檢查值見表1。

表1 冒溪發(fā)電廠LVDT線圈阻值檢查值 Ω

1.2 閥門行程標(biāo)記

為了保證閥門整定時(shí)全開、全關(guān)位置正確，需要提前標(biāo)記出開/關(guān)位置。LVDT輸出0～1 V電壓信號(hào)，通過給MOG閥加1.5 V電壓，可以保證調(diào)閥處于全開位置，此時(shí)用記號(hào)筆標(biāo)記調(diào)閥全開位置；MOG閥不加電壓時(shí)，調(diào)閥處于全關(guān)位置，此時(shí)用記號(hào)筆標(biāo)記調(diào)閥全關(guān)位置。

LVDT閥桿長(zhǎng)150 mm，實(shí)際可測(cè)范圍為0～120 mm，對(duì)應(yīng)閥門運(yùn)行的完整行程?？梢酝ㄟ^測(cè)量調(diào)閥開關(guān)過程中LVDT閥桿的運(yùn)行行程，保證調(diào)閥的完整行程。在調(diào)試過程中，曾測(cè)量到某個(gè)調(diào)閥LVDT閥桿可測(cè)范圍為117 mm，閥門整定后，線性良好，但全開位置始終不夠行程，整定閥門PID參數(shù)后依舊不能解決問題。就地檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)LVDT閥桿裝反，導(dǎo)致可測(cè)范圍減少。故障處理后，LVDT閥桿可測(cè)范圍為0～120 mm，閥門整定后，開關(guān)行程正常。

1.3 閥門整定前調(diào)整

SM3461伺服I/O端子模塊內(nèi)部設(shè)有9個(gè)調(diào)試電位器和6個(gè)調(diào)試測(cè)試孔，如圖1所示。

圖1 SM3461伺服I/O端子模塊內(nèi)部設(shè)置

LVDT零點(diǎn)電壓范圍為0.2～1.5 V DC，LVDT滿點(diǎn)電壓范圍為3.5～4.8 V DC。通過萬用表連接調(diào)試測(cè)試孔的LVDT1和GND支管讀取LVDT1輸出電壓。通過投切SW1撥碼開關(guān)調(diào)整對(duì)應(yīng)電阻值，改變LVDT1和LVDT2調(diào)制解調(diào)后的輸出電壓幅值。撥碼開關(guān)SW1所對(duì)應(yīng)電阻為并聯(lián)關(guān)系，電阻值越小，LVDT輸出電壓越小。SW1開關(guān)投切配合LVDT-ZERO電位器，保證LVDT零點(diǎn)電壓和滿點(diǎn)電壓符合調(diào)試要求。

調(diào)閥PID調(diào)節(jié)為純比例調(diào)節(jié)模式，只有在比例無法調(diào)節(jié)時(shí)加入小積分模塊。

1.4 整定過程

經(jīng)過檢查，此時(shí)指令反饋均有顯示，當(dāng)指令為0%時(shí)，反饋可能為20%。當(dāng)反饋顯示壞點(diǎn)時(shí)，需要重新依照以上步驟查找缺陷。投入Adjust Permission鍵，選擇調(diào)整速度為100 %/min，即可開始閥門整定工作。開始選擇AUTO自動(dòng)整定調(diào)閥、PID幅值、零點(diǎn)開度、滿點(diǎn)開度等參數(shù)。

第1次自動(dòng)整定后，線性和參數(shù)依舊很差，整定失敗，此時(shí)選擇Maintenance手動(dòng)整定。系統(tǒng)通過調(diào)整相關(guān)電位器來調(diào)節(jié)比例、積分、微分(PID)參數(shù)，使閥門調(diào)節(jié)線性正常。手動(dòng)整定閥門一般需要多次調(diào)節(jié)PID-ZERO電位器和PID-P比例電位器。調(diào)出指令和反饋曲線有助于直觀觀察線性，幫助指導(dǎo)修正電位器參數(shù)。SM3461端子板可以通過測(cè)量LVDT與接地(GND)直流電壓來保證零點(diǎn)和滿點(diǎn)電壓在系統(tǒng)要求的線性范圍內(nèi)變化。

手動(dòng)整定閥門時(shí)，調(diào)節(jié)PID-ZERO電位器可以大范圍調(diào)節(jié)波形整體漂移，反饋略小于指令值即可。指令以0%，25%，50%，75%，100%變化時(shí)，時(shí)刻觀察閥門上升行程中的線性；指令以100%，75%，50%，25%，0%變化時(shí)，時(shí)刻觀察閥門下降行程中的線性。調(diào)節(jié)PID-P比例電位器，使反饋無限接近指令。比例調(diào)節(jié)過大時(shí)，反饋波形出現(xiàn)振蕩；比例調(diào)節(jié)過小時(shí)，反饋波形反應(yīng)過慢。PID-P比例電位器調(diào)節(jié)后，反饋曲線會(huì)上升或減小，直接導(dǎo)致零點(diǎn)時(shí)反饋與指令偏差大，需要再次調(diào)節(jié)PID-ZERO電位器。一般調(diào)整兩三次后，線性對(duì)應(yīng)關(guān)系滿足整定要求。

手動(dòng)整定閥門時(shí)，需配合機(jī)務(wù)工作人員確保零點(diǎn)和滿量程與實(shí)際位置一致。0%指令時(shí)，就地調(diào)閥已關(guān)死；指令變化到-20%時(shí)，調(diào)閥實(shí)際未動(dòng)作。同理，100%指令時(shí)，就地調(diào)閥與標(biāo)記的全開線一致；指令變化到120%時(shí)，調(diào)閥實(shí)際未動(dòng)作。

1.5 閥門剩余試驗(yàn)

配合機(jī)務(wù)工作人員，使用錄波儀記錄汽輪機(jī)跳閘后的閥門關(guān)閉時(shí)間，對(duì)主汽門、調(diào)門分別進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，并記錄時(shí)間。

2 調(diào)試過程中應(yīng)注意的問題

(1)SET-AM電位器可以小范圍調(diào)節(jié)幅值。測(cè)試孔SET-AM短接片取下后，以前調(diào)整的所有參數(shù)全部失效，閥門整定好后禁止移動(dòng)SET-AM短接片。但如果閥門整定區(qū)間不夠，可取下SET-AM短接片，調(diào)節(jié)SET-AM電位器，使閥門整定區(qū)間符合整定要求。

(2)閥門整定后反饋值接近指令值，但不要過多超過指令值，以免運(yùn)行過程中因抗燃油(EH)油壓低而跳機(jī)。

(3)系統(tǒng)線性調(diào)整范圍為0%～100%，-5%和110%時(shí)檢查確認(rèn)閥門全關(guān)和全開后，應(yīng)先恢復(fù)到0%或100%，以免出現(xiàn)非線性變化，影響調(diào)節(jié)過程。

(4)SM3461伺服端子板上電位器調(diào)節(jié)應(yīng)根據(jù)實(shí)際變化確定增大或減小，說明書中描述不完全正確。

(5)系統(tǒng)手動(dòng)整定為Maintenance鍵，畫面Manual為自動(dòng)整定后生成的值，一旦更改，則需要重新整定閥門。

(6)對(duì)講機(jī)會(huì)嚴(yán)重干擾閥門整定效果，使閥門誤動(dòng)，使用對(duì)講機(jī)時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離DEH機(jī)柜。調(diào)試完畢后，扣上端子板蓋，關(guān)閉柜門。

3 結(jié)束語

在汽輪機(jī)閥門整定過程中，需要廠家資料的支持和多單位的配合，排除多方面的不利情況，結(jié)合理論與實(shí)際，熟悉其原理和方法后才能逐步掌握調(diào)試過程。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳華斌，李炳軍.火電工程調(diào)試技術(shù)手冊(cè)：熱工卷[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.