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

摘 要：山西漳電國電王坪發(fā)電有限公司安裝了兩臺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)電機組。汽輪機（東方電氣集團東方汽輪機有限公司）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)分別隨機組在2011年8月和2011年10月投運。在對該系統(tǒng)的日常檢修維護中，汽輪機的高壓調(diào)整汽門出現(xiàn)過多次抖動以及閥門開度跳變的狀況，我們根據(jù)所發(fā)生的情況采取了有針對性的措施，講問題解決，確保機組的安全穩(wěn)定運行。

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

1 DEH控制系統(tǒng)簡述

DEH控制系統(tǒng)即數(shù)字電液控制系統(tǒng)，它的作用就是實現(xiàn)對汽輪機調(diào)整汽門的開度進行控制，以此來實現(xiàn)對汽輪機組的控制。在機組運行過程中，DEH能否正常工作對機組的安全穩(wěn)定運行有直接的影響。近年來，因為汽輪機調(diào)整汽門發(fā)生抖動而導(dǎo)致的負荷波動、停機事件時有發(fā)生，因此對汽輪機調(diào)整汽門抖動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

王坪電廠的汽輪機共有六個伺服閥。CV、ICV通過伺服閥與DEH的微機接口實現(xiàn)連續(xù)控制。其余二個中壓主汽閥RSV和二個高壓主汽閥MSV采用電磁閥與DEH接口實現(xiàn)兩位控制。高壓調(diào)整門采用美國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)出的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛蛪盒盘?，從而對油動機進行控制，控制汽輪機進汽量的大小。LVDT位移傳感器是與油動機相連接的，它能夠?qū)⒂蛣訖C的機械位移量轉(zhuǎn)換成為電信號，將閥位的反饋信號送回控制系統(tǒng)。如圖1所示。

3 故障現(xiàn)象及其處理

3.1 高壓調(diào)門開度突變及其處理

3.1.1 現(xiàn)象

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

（2）當天傍晚，CV4閥門開度由8%突增至100%，監(jiān)控畫面發(fā)出伺服偏流故障報警，運行人員在就地觀察，CV4閥門開度實際為100%。之后CV4閥門開度突然降低至0%，監(jiān)控畫面伺服偏流故障報警消失。

3.1.2 檢查和處理

（1）在機組的運行過程中對#2機組#4伺服閥的線路、LVDT線路以及伺服卡的線路進行了檢查，沒有異常情況，伺服卡故障燈也無顯示。

（2）#2機組停運之后我們隊CV4控制回路進行了詳細的檢查。為了排除伺服卡件故障，我們將伺服卡進行了更換。在汽輪機檢修工作完成后對伺服卡進行靜態(tài)試驗，在對#4高壓調(diào)整門進行閥門靜態(tài)試驗的時候（及調(diào)門行程標定），調(diào)門行程在0-100%內(nèi)擺動，觀察就地閥門也發(fā)生擺動。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LVDT進行檢查。將LVDT切開后，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。因此，此次故障的主要問題為由于LVDT長時間未更換，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)門抖動及其處理

3.2.1 現(xiàn)象

（1）在#1機組投運后，#2高壓調(diào)整門發(fā)生波動，幅度在1%-2%之間，機組負荷在±2MW左右波動，#2高壓調(diào)整門進油管路有明顯的振動現(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，但未能消除抖動現(xiàn)象。

（2）機組臨停后，對#2高調(diào)門進行檢查，LVDT、伺服卡等沒有故障現(xiàn)象，因此判斷可能為伺服閥發(fā)生問題，在更換伺服閥之后，#2高調(diào)門的抖動現(xiàn)象消失。

（3）#1機組運行1個月左右之后，CV1開始發(fā)生晃動，晃動幅度不大，在2%左右。#1機組的負荷在±2MW左右波動，進油管路沒有太大振動，在機組停機更換伺服閥后抖動現(xiàn)象也消失。

3.2.2 檢查和處理

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

4 高壓調(diào)門抖動原因、分析以及防范措施

通過對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，任意一個設(shè)備發(fā)生故障，都會導(dǎo)致汽輪機調(diào)整汽門發(fā)生抖動。發(fā)生抖動的原因一般可以歸結(jié)為以下幾個問題：

（1）控制回路端子的接線松動或回路中的控制電纜發(fā)生故障，從而導(dǎo)致反饋信號或指令信號抖動，引發(fā)調(diào)整汽門發(fā)生抖動。這一類故障比較明顯，大部分問題可在機組運行期間處理。但是，在機組停運期間一定要對控制柜內(nèi)端子進行緊固，對重要的信號進行傳動，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門位移信號轉(zhuǎn)換成為電信號。LVDT在移動中其芯桿也將在線圈套管中反復(fù)移動，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在安裝過程中芯桿與線圈套筒不同心，則磨損過程更加厲害，如磨損嚴重甚至?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。更加嚴重的情況是芯桿被線圈卡澀而不能暢通地移動，油動機動作到一定程度后，使芯桿突然動作，此時調(diào)節(jié)回路反饋必然跟隨跳動。2014年12月份，#2機組#4高壓調(diào)整門就是因為長時間摩擦導(dǎo)致LVDT故障，致使#4高壓調(diào)整汽門波動。為保證LVDT的安全可靠運行我們應(yīng)定期檢查LVDT的固定情況，保證支架不松動；定期檢查LVDT芯桿的磨損情況，發(fā)現(xiàn)磨損情況比較明顯則在機組停運后要立即更換LVDT。

（3）伺服閥故障。伺服閥是將電流信號轉(zhuǎn)換成為油壓信號的裝置。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)生的狀況來看，#1機組在2014年大修期間將所有EH油進行更換，并且對伺服閥進行清洗，之后2年內(nèi)伺服閥未發(fā)生故障。而#2機組未進行EH油更換，雖然也對伺服閥進行了清理，但是伺服閥故障現(xiàn)象卻發(fā)生較為頻繁，而且#2機組的#3高調(diào)門伺服閥在更換1個月后就發(fā)生故障。目前已確定在#2機組C修期間將EH油進行更換。

（4）DEH控制器發(fā)生故障。當控制器發(fā)生故障時，會導(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。此問題可通過對主控制器進行檢查，檢查控制器輸出的電流信號是否有波動現(xiàn)象就可以確定問題。對于采用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)問題時有診斷指示則更容易處理這類問題。

5 結(jié)束語

文章從結(jié)合電廠實際缺陷出發(fā)，對DEH控制系統(tǒng)高壓調(diào)整門進行了分析，找出了幾種常見的導(dǎo)致高壓調(diào)整汽門抖動的現(xiàn)象進行分析，并且給出了處理的方法。DEH系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、保護作用對于高參數(shù)大容量機組越來越重要，在日常維護中我們更需要對其產(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。

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