關(guān)于電廠汽機DEH控制系統(tǒng)故障因素的幾點思考

史文睿

摘要：隨著社會的發(fā)展，電廠汽機DEH控制系統(tǒng)得到了廣泛的應用。DEH是實現(xiàn)汽輪發(fā)電機組閉環(huán)控制的數(shù)字式電液控制系統(tǒng)。它是汽輪發(fā)電機的專用控制系統(tǒng)，是控制汽輪機啟動、停止、轉(zhuǎn)速、功率的唯一手段，是一種用于電廠實現(xiàn)機組協(xié)調(diào)、遠程自動調(diào)度等功能的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本文詳細探討了電廠汽機DEH控制系統(tǒng)故障因素及其措施。

關(guān)鍵詞：電廠汽機;DHE系統(tǒng);故障;因素;措施

當前，隨著社會的不斷進步，電廠汽機組的控制系統(tǒng)得到了很大的改進。然而，其重要控制系統(tǒng)——DEH控制系統(tǒng)在實際運行中仍存在許多問題。因此，為有效實現(xiàn)電廠的經(jīng)濟效益，加強對DEH控制系統(tǒng)故障原因的研究顯得尤為重要。

一、汽輪機DEH控制系統(tǒng)的發(fā)展

隨著電網(wǎng)調(diào)節(jié)的需要，汽輪機技術(shù)不斷發(fā)展，第一代汽輪機出現(xiàn)在百年前，其核心技術(shù)是機械式離心調(diào)速器。第二代汽輪機出現(xiàn)于二三十年代，它采用機械傳動，又稱感應環(huán)節(jié)，因此被稱為機械、液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在第一代基礎(chǔ)上，顯著提高了響應速度、調(diào)節(jié)精度等細節(jié)問題。第三代汽輪機是四十年代的產(chǎn)物，模擬電液控制系統(tǒng)使用具有計算功能的電氣元件來取代第一代與第二代的感應，傳遞放大機械，但它保留了液壓執(zhí)行器-油動機。五十年代中期，出現(xiàn)了當前使用最多的第四代汽輪機控制系統(tǒng)，它是唯一不依賴機械液壓控制系統(tǒng)的純電調(diào)系統(tǒng)，以電子計算為主要控制裝置，模擬電氣系統(tǒng)為手操后備，采用液壓執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)，簡稱汽輪機DEH控制系統(tǒng)。

二、電廠汽機DEH系統(tǒng)概述

DEH系統(tǒng)是數(shù)字電液控制系統(tǒng)的簡稱，其是電廠汽輪機組的專用控制系統(tǒng)，主要負責控制汽輪機組的啟停、轉(zhuǎn)速和功率等，是保證機組安全穩(wěn)定可靠運行的有效手段。該系統(tǒng)在電廠汽輪機組上的應用，提高了機組運行的自動化水平，給電廠帶來了巨大的經(jīng)濟效益，進一步降低了運維人員的勞動強度。系統(tǒng)除具有抽氣壓力控制和優(yōu)先級控制等功能外，還為電廠其他自動化系統(tǒng)預留了接口。由于系統(tǒng)采用了最先進的微處理技術(shù)，不僅使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊、可靠，而且易于測試和維修。

由于電廠汽輪機組需長期不間斷運行，作為汽輪機組主控系統(tǒng)的DEH系統(tǒng)也必須保持長期運行。雖然DEH系統(tǒng)的整體性能相對穩(wěn)定，但在長期運行中不可避免地會出現(xiàn)一些故障。DEH系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將影響汽輪機組的正常運行。

三、DEH控制系統(tǒng)的運行方式

DEH控制系統(tǒng)主要有四種運行方式：一級手動，以開環(huán)運行方式在鍵盤上完成對閥門的具體控制，推動電廠汽機的有效運行。二級手動作為DEH控制系統(tǒng)中的一種備用方式，通常不會被應用，主要是在數(shù)字系統(tǒng)發(fā)生故障時起到應急作用。操作員手動，是DEH控制系統(tǒng)最基礎(chǔ)的運行方式，具有較高的應用價值。

四、DEH控制系統(tǒng)故障因素

1、在電液系統(tǒng)方面。相對而言，電液轉(zhuǎn)換器作為電液系統(tǒng)的重要組成部分，其故障次數(shù)較多。例如，由于電液轉(zhuǎn)換器卡澀死區(qū)的增大，其振幅比將減小;由于滑閥磨損嚴重，漏流量增大，電液轉(zhuǎn)換器在不改變進口壓力情況下降低了出口壓力，導致進出口壓力差升高問題。

2、在保護制度方面。保護系統(tǒng)作為電廠汽輪機組DEH控制系統(tǒng)的重要組成部分，對整個DEH控制系統(tǒng)的正常運行具有重要影響。若OPC卡件箱中的設(shè)備出現(xiàn)故障，則可能損壞DEH控制系統(tǒng)。

3、在鍋爐系統(tǒng)方面。由于系統(tǒng)的自平衡能力由無機械液壓調(diào)節(jié)，因此整個電廠汽輪機組的自評能力不高。在常規(guī)控制系統(tǒng)中，為快速控制機組轉(zhuǎn)速，需人工調(diào)整負荷設(shè)定值。但這種調(diào)整具有很大的隨機性，調(diào)整速度相對較慢，鍋爐很難快速降低負荷，這將導致鍋爐出現(xiàn)一些問題。

4、在油系統(tǒng)方面。機組運行期間，DEH控制系統(tǒng)的大部分油管路安裝在汽機上，使DEH控制系統(tǒng)的油管路或部分元件易受高溫高壓環(huán)境影響。另外，隨著溫度的不斷升高，油的氧化速度會加快，EH油的酸值會隨著油的氧化而增大，當超過0.1mg KOH/g時，會出現(xiàn)空氣間隔等問題。同時，EH油含水乳化后，DEH控制系統(tǒng)不能安全運行，甚至會發(fā)生汽輪機組危急遮斷等系統(tǒng)故障。例如，在EH油乳化工況下，AST在緊急情況下不會自行動作，泄漏孔會被堵塞，導致汽輪機轉(zhuǎn)速飛升而無法停止，甚至會損壞汽輪機組。通過分析，EH油含水量高的原因有：首先，磷酸本身具有催化作用，EH油本身含有大量的水汽結(jié)露產(chǎn)物，所以EH油水解后因磷酸的產(chǎn)生而加速水解反應;其次，電廠汽輪機組運行時使用的冷卻水一般為工業(yè)用水，水質(zhì)差，一方面會逐漸腐蝕銅管，另一方面會使水側(cè)壓力大于油側(cè)壓力，導致冷卻水側(cè)漏到油側(cè)問題。

五、DEH控制系統(tǒng)解決故障問題的措施

1、在電液系統(tǒng)方面。為解決與電液轉(zhuǎn)換器故障相關(guān)的問題，具體方法為：①解體后仔細檢查電液轉(zhuǎn)換器的所有零件;②彈性減小的彈簧應及時更換;③及時更換損壞濾網(wǎng);④及時更換磨損嚴重的滑閥閥桿;⑤及時清理堵塞濾網(wǎng)。

2、在保護系統(tǒng)方面。首先，在保護系統(tǒng)中，OPC板直接控制OPC電磁閥。若發(fā)現(xiàn)OPC板有故障，應及時更換。因此，從安全角度出發(fā)，在更換OPC板時，應仔細檢查和測試新更換的OPC板，并暫時切斷板與閥門的連接。更換完成后，仔細檢查新更換的OPC板是否能安全運行;重新連接板和閥門間的連接。其次，判斷MPC測速板是否存在問題的標準是其自身的指示燈。這是因當汽輪機組運行平穩(wěn)時，機組轉(zhuǎn)速大于1000min/r，指示燈亮;MPC測速板故障時，指示燈不亮。因此，為消除此故障問題，應及時更換MPC測速板。更換過程中，應依次更換兩塊以上的MPC測速板，不得同時進行。

3、在鍋爐系統(tǒng)方面。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，為保證汽輪機組在不停爐的情況下運行，可向DEH控制系統(tǒng)增加電網(wǎng)解列信號，并可增加超速防護回路，并對DEH控制系統(tǒng)甩負荷時的轉(zhuǎn)速控制回路進行改進，以快速降低鍋爐負荷，穩(wěn)定燃燒。

4、在油系統(tǒng)方面。①應合理設(shè)計DEH控制系統(tǒng)中各元件的安裝位置，盡量避免高溫高壓環(huán)境。當然，若某些元件不能遠離高溫區(qū)域，可采用高溫隔熱方法，或采用引入壓縮空氣的方法來冷卻電廠的汽輪機組。此外，可適當增加通風，以降低汽輪機組運行環(huán)境溫度。②對于使用工業(yè)水的冷油器，可使用除鹽冷卻水代替工業(yè)水，或使用不銹鋼管進行焊接。此外，為有效去除油中水分，可采用體外循環(huán)方法，但采用這種方法時，避免因油箱中油位過低而影響整個汽輪機組的正常運行。③為有效避免死油區(qū)的發(fā)生，可適當提高抗燃油的流動性。另外，機組停止運行后，為有效降低高溫區(qū)油溫，應盡量保持DEH控制系統(tǒng)的油循環(huán)。④因再生裝置中的硅藻土濾芯可降低油的酸度，因此，將再生裝置應用于DEH控制系統(tǒng)能有效避免其油酸值的升高。需注意的是，再生裝置投入運行時，應掌握其投入時機（油酸值接近0.1mg KOH/h）;當油酸值大于0.5mg KOH/g時，表明電廠汽輪機組需更換新油。

綜上所述，隨著自動化程度的提高及電網(wǎng)對電能質(zhì)量的要求日益嚴格，汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）已得到廣泛應用。DEH系統(tǒng)具有運行可靠、技術(shù)成熟、使用方便、操作靈活的特點，廣泛應用于電廠汽輪機轉(zhuǎn)速、負荷的控制。

參考文獻

[1]陳澤濤.關(guān)于電廠汽機DEH控制系統(tǒng)故障因素的幾點思考[J].大科技，2016（08）.