DEH控制系統(tǒng)常見故障分析及處理措施

胡鳳璽

（大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

1 概況

目前，大多數(shù)發(fā)電機(jī)組均采用DEH控制系統(tǒng)作為汽輪機(jī)主要控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是響應(yīng)快，可靠性高，能夠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。DEH控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)，還能按照不同工況，根據(jù)汽輪機(jī)應(yīng)力及其它輔助條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升速、并網(wǎng)、增減負(fù)荷，以及對(duì)汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組及主輔機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行巡測(cè)、監(jiān)視、報(bào)警、記錄和追憶。

2 常見故障分析與處理

大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司（簡(jiǎn)稱“馬頭發(fā)電公司”）9、10號(hào)機(jī)組為亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽抽汽凝汽式汽輪機(jī)，采用基于西屋OVATION系統(tǒng)下的DEH控制系統(tǒng)，控制回路中使用6線制單LVDT反饋，馬頭發(fā)電公司300MW機(jī)組在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)以下幾種常見故障。

2.1 調(diào)門實(shí)際位置與主控顯示不符

2.1.1 檢查概況

a.調(diào)取歷史曲線發(fā)現(xiàn)，LVDT反饋與指令一致，置位活動(dòng)調(diào)門，反饋也隨之變化，調(diào)門能夠停留在一個(gè)固定的位置，只是與就地實(shí)際調(diào)門的位置不對(duì)應(yīng)。

b.調(diào)取歷史曲線發(fā)現(xiàn)，調(diào)門指令沒有變化，負(fù)荷出現(xiàn)突升（突降），且VP卡工作正常。調(diào)門實(shí)際已開展（關(guān)嚴(yán)），LVDT反映的數(shù)值在CRT上的顯示固定在1個(gè)數(shù)不變化。

c.調(diào)取歷史曲線發(fā)現(xiàn)，調(diào)門指令沒有變化，負(fù)荷出現(xiàn)突升（突降），調(diào)門實(shí)際已開展（關(guān)嚴(yán)），VP卡的伺服閥輸出電壓與CRT上的顯示不一致。

2.1.2 原因分析

a.調(diào)門能夠停留在一個(gè)固定位置，且VP卡輸出電壓在正常范圍，排除VP卡的問題；檢查控制電纜沒有問題，判斷該故障為L(zhǎng)VDT的線性不好所引起，需要更換LVDT。

b.測(cè)量VP卡的伺服閥輸出電壓，VP卡輸出指令不正常（如果調(diào)門已開展，則VP卡輸出電壓為5V左右；如果調(diào)門已關(guān)嚴(yán)，則VP卡應(yīng)輸出電壓為1V左右），需更換VP卡。

2.1.3 處理措施

熱態(tài)時(shí)，為盡量減少對(duì)機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行方式的影響，更換LVDT應(yīng)采取如下步驟：

a.將故障調(diào)門緩慢置位關(guān)嚴(yán)，每次置位幅度不得大于2%，置位同時(shí)觀察機(jī)組負(fù)荷，待機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定后再進(jìn)行下一次置位；

b.待故障調(diào)門關(guān)嚴(yán)后，拆除其就地伺服閥繞組，關(guān)閉進(jìn)油油路及其旁路，確保調(diào)門在關(guān)嚴(yán)位；

c.屏蔽該LVDT的反饋值在邏輯中的運(yùn)算（最好不要置位硬件點(diǎn)，在硬件點(diǎn)下一級(jí)置位，保證能夠?qū)崟r(shí)觀察到更換后LVDT的實(shí)際顯示值）；

d.核對(duì)以上步驟都正確完成后，更換新的LVDT，回裝時(shí)，盡量保證LVDT在DEH系統(tǒng)中的顯示為0%；

e.緊固LVDT接線、安裝夾板，插好伺服閥線圈，打開進(jìn)油門；

f.如零點(diǎn)顯示有偏差，則調(diào)整VP卡中原來采集的零點(diǎn)電壓數(shù)據(jù)，如顯示偏高，則數(shù)據(jù)改大；顯示偏低，則數(shù)據(jù)改?。釕B(tài)時(shí)做靜態(tài)試驗(yàn)相對(duì)來說風(fēng)險(xiǎn)較大，所以不建議做靜態(tài)試驗(yàn)對(duì)調(diào)門的零位和滿度進(jìn)行定位）。

g.恢復(fù)邏輯中的置位部分，使調(diào)門投入使用；

h.緩慢置位調(diào)門就地實(shí)際開展，每次置位幅度不得大于2%。置位同時(shí)觀察機(jī)組負(fù)荷，待機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定后再進(jìn)行下一次置位；

i.如就地實(shí)際已經(jīng)開展，DEH系統(tǒng)顯示與就地有偏差，則調(diào)整VP卡中原來采集的滿度電壓數(shù)據(jù)，如顯示偏高，數(shù)據(jù)改大；顯示偏低，數(shù)據(jù)改??；

j.調(diào)整完畢后，置位調(diào)門恢復(fù)到與DEH系統(tǒng)運(yùn)算出的指令一致后，開放功能模塊，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

更換VP卡，步驟如下：

a.如VP卡故障時(shí)，閥門已關(guān)嚴(yán)，則關(guān)閉進(jìn)油油路，直接進(jìn)行第b步；如閥門當(dāng)時(shí)在開啟狀態(tài)，則應(yīng)先關(guān)閉故障調(diào)門的進(jìn)油油路及其旁路，使調(diào)門通過間隙泄油，將閥門關(guān)嚴(yán)（采用間隙泄油的方式時(shí)，閥門已經(jīng)無法控制調(diào)門的關(guān)閉速度，負(fù)荷會(huì)有大范圍的波動(dòng)，需要提醒運(yùn)行人員加強(qiáng)監(jiān)視，必要時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施）；

b.故障調(diào)門關(guān)嚴(yán)后，置位調(diào)門指令為零，拆除其就地伺服閥繞組，確保調(diào)門在關(guān)嚴(yán)位；

c.屏蔽邏輯中的VP卡故障，及調(diào)門LVDT反饋運(yùn)算相關(guān)邏輯，保證機(jī)組目前的運(yùn)行方式；如對(duì)邏輯不了解，可將DEH系統(tǒng)改為閥門控制方式；

d.將VP卡中的原有參數(shù)做好記錄；

e.以上步驟都正確完成后，更換新的VP卡；

f.將記錄的參數(shù)寫入VP卡，開放屏蔽的邏輯運(yùn)算，但不要開放調(diào)門指令；

g.恢復(fù)伺服閥線圈插頭，打開進(jìn)油油路；

h.緩慢置位調(diào)門，每次置位幅度不得大于2%。置位同時(shí)觀察機(jī)組負(fù)荷，待機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定后再進(jìn)行下一次置位；

i.置位的指令與DEH系統(tǒng)運(yùn)算出的指令一致后開放功能模塊，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.2 調(diào)門指令與實(shí)際反饋偏差大

2.2.1 檢查概況

a.調(diào)取歷史曲線發(fā)現(xiàn)，指令未變，調(diào)門突然開展或者關(guān)嚴(yán)，負(fù)荷出現(xiàn)突升或突降，且調(diào)門實(shí)際位置與主控顯示一致，VP卡工作正常。

b.調(diào)取歷史曲線發(fā)現(xiàn)，指令變化，調(diào)門不跟隨指令變化，且調(diào)門實(shí)際位置與主控顯示一致，VP卡工作正常。

2.2.2 原因分析

通過觀察曲線，判斷LVDT工作正常；檢查VP卡輸出電壓和線路絕緣，未發(fā)現(xiàn)問題，判斷調(diào)門的伺服閥故障，需更換伺服閥。

2.2.3 處理措施

更換伺服閥，步驟如下：

a.如伺服閥故障時(shí)，閥門已關(guān)嚴(yán)，則關(guān)閉進(jìn)油油路，直接進(jìn)行第b步；如閥門當(dāng)時(shí)在開啟狀態(tài)，則應(yīng)先關(guān)閉故障調(diào)門的進(jìn)油油路及其旁路，使調(diào)門通過間隙泄油，將閥門關(guān)嚴(yán)（因伺服閥故障，已經(jīng)無法通過置為指令的方法將調(diào)門關(guān)嚴(yán)，只能采用間隙泄油的方式，因無法控制調(diào)門的關(guān)閉速度，負(fù)荷會(huì)有大范圍的波動(dòng)，需要提醒運(yùn)行人員加強(qiáng)監(jiān)視，必要時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施）；

b.故障調(diào)門關(guān)嚴(yán)后，置位調(diào)門指令為零，拆除其就地伺服閥線圈，確保調(diào)門在關(guān)嚴(yán)位；

c.更換新的伺服閥，恢復(fù)伺服閥線圈插頭，打開進(jìn)油油路；

d.緩慢置位調(diào)門，每次置位幅度不得大于2%。置位同時(shí)觀察機(jī)組負(fù)荷，待機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定后再進(jìn)行下一次置位；

e.置位的指令與DEH系統(tǒng)運(yùn)算出的指令一致后開放功能模塊，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.3 LVDT反饋高頻振蕩

2.3.1 檢查概況

通過查閱曲線，調(diào)門指令不變，LVDT反饋高頻振蕩，引起進(jìn)氣流量也發(fā)生變化，指令也隨之變化，不容易判斷和找到振蕩的起點(diǎn)。

2.3.2 原因分析

可以將故障調(diào)門的DEH輸出指令信號(hào)置為一個(gè)固定數(shù)值，檢查VP卡輸出信號(hào)，若VP卡輸出指令電壓在變化，可判斷VP卡故障；測(cè)量電纜的絕緣，如果絕緣程度小于規(guī)定數(shù)值則可以判斷為電纜絕緣不合格；觀察LVDT輸出線性特性，若與出廠特性不符則為L(zhǎng)VDT輸出非線性。

2.3.3 處理措施

若為VP卡故障，更換VP卡；若為電纜絕緣問題則可以通過更換電纜備用芯的辦法來解決；若為L(zhǎng)VDT非線性故障則需要更換LVDT。

2.4 調(diào)門正常動(dòng)作負(fù)荷不變化

2.4.1 檢查概況

a.主壓力調(diào)節(jié)不穩(wěn)，波動(dòng)大；

b.調(diào)閱歷史曲線檢查，主壓力調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，但在順序閥時(shí)，在一個(gè)調(diào)門開到90%，而另一個(gè)調(diào)門還在預(yù)啟閥（一般在10%）時(shí)，調(diào)門的變化對(duì)負(fù)荷沒有影響。

2.4.2 原因分析

a.主壓力調(diào)節(jié)不穩(wěn)，波動(dòng)大，調(diào)門開關(guān)無法克服壓力的變化；

b.順序閥時(shí)，調(diào)門流量特性曲線重疊度不好。

2.4.3 處理措施

a.優(yōu)化主蒸汽壓力調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)品質(zhì)；

b.修改調(diào)門的流量特性曲線，盡量保持其原有的線性（曲線的斜率），將重疊度不好區(qū)域提前在前一個(gè)調(diào)門開啟90%時(shí)，重新安排調(diào)門的重疊度（在修正靠前開啟的調(diào)門曲線時(shí)注意考慮與后面調(diào)門的重疊度，即平移一個(gè)調(diào)門的曲線，后面的調(diào)門曲線也要相應(yīng)的平移）。

2.5 VP卡參數(shù)失配

2.5.1 檢查概況

查閱歷史曲線，發(fā)現(xiàn)指令發(fā)出后，調(diào)門開過指令給的開度，但很快又返回到指令開度附近，最終反饋與指令一致。

2.5.2 原因分析

a.抗燃油的油溫過低，粘稠度大，伺服閥動(dòng)作后無法自動(dòng)回復(fù)平衡態(tài)；

b.VP卡內(nèi)參數(shù)設(shè)置不合理，比例帶過大，積分時(shí)間過小。

2.5.3 處理措施

a.開啟加熱裝置并進(jìn)行油循環(huán)，提高油溫后，置位活動(dòng)調(diào)門；

b.調(diào)整VP卡內(nèi)的比例帶和積分時(shí)間。

2.6 調(diào)汽閥特性曲線失配

2.6.1 檢查概況

查閱歷史曲線，發(fā)現(xiàn)調(diào)門指令與反饋都不變化，負(fù)荷有小幅頻繁波動(dòng)，同時(shí)調(diào)速級(jí)壓力也在波動(dòng)，而調(diào)門又在預(yù)啟閥范圍內(nèi)。

2.6.2 原因分析

通過以上現(xiàn)象可以看出此時(shí)調(diào)門位置在小范圍的波動(dòng)，但是DEH系統(tǒng)并沒有記錄下來，由于功率有波動(dòng)可以推斷出汽輪機(jī)的通流量發(fā)生了變化，由此可以確定此時(shí)汽輪機(jī)的調(diào)速汽門應(yīng)該有少量漏流屬于汽輪機(jī)特性曲線中重疊度計(jì)算不準(zhǔn)確問題。

2.6.3 處理措施

進(jìn)行閥門流量特性試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定汽輪機(jī)新的流量特性曲線并且修改預(yù)啟閥位置。

3 處理效果

對(duì)馬頭發(fā)電公司9、10號(hào)機(jī)組投運(yùn)以來，出現(xiàn)的LVDT、VP卡、伺服閥等故障現(xiàn)象，分別采取了相應(yīng)的處理措施，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組熱態(tài)下對(duì)LVDT、VP卡及伺服閥的更換，有效降低了機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)。在“兩個(gè)細(xì)則”管理規(guī)定開始考核后，通過對(duì)主壓力調(diào)節(jié)和調(diào)門特性曲線的優(yōu)化，提高了AGC系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)和一次調(diào)頻的正確動(dòng)作率。

4 建議

通過總結(jié)馬頭發(fā)電公司DEH控制系統(tǒng)應(yīng)用中常見的故障及處理方法，可以發(fā)現(xiàn)，隨著設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行和設(shè)備的不斷老化，DEH控制系統(tǒng)會(huì)有新的問題出現(xiàn)。提高DEH系統(tǒng)的可靠性是一個(gè)系統(tǒng)的工程，客觀上涉及熱工測(cè)量、信號(hào)的取樣、控制設(shè)備與邏輯的可靠性等；主觀上涉及熱工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、運(yùn)行、檢修維護(hù)質(zhì)量和人員的素質(zhì)等。因此，為不斷完善和提高DEH控制系統(tǒng)的可靠性，提出以下建議：

a.應(yīng)加強(qiáng)對(duì)DEH系統(tǒng)的維護(hù)，機(jī)組大小修時(shí)對(duì)DEH系統(tǒng)及附屬設(shè)備進(jìn)行全面檢查；

b.部分發(fā)電廠的LVDT磨損嚴(yán)重，建議加裝萬向節(jié)，并提高LVDT的安裝工藝水平；

c.定期進(jìn)行汽輪機(jī)閥門流量特性試驗(yàn)，建議大修后進(jìn)行；

d.大修時(shí)要進(jìn)行DEH系統(tǒng)的測(cè)試工作，從硬件角度來保證機(jī)組的可靠性。