同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉的原因分析及處理

劉偉興

(廣東粵電大埔發(fā)電有限公司，廣東 大埔 514265)

同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉的原因分析及處理

劉偉興

(廣東粵電大埔發(fā)電有限公司，廣東 大埔 514265)

某電廠#2機組因右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥閥位反饋信號波動，引發(fā)汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)動作快關(guān)右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥，機組負荷異常波動。針對該問題，通過現(xiàn)場檢查和分析，找出故障原因并解決了調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉安全隱患，可供設(shè)備安裝、檢修維護時參考。

火電廠；DEH；反饋信號；調(diào)節(jié)閥；故障分析

圖1 右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥開度反饋曲線(第1，2次調(diào)節(jié)閥關(guān)閉前后)

0 引言

某電廠#2機組為N660-25/600/600型、一次中間再熱、三缸、四排汽超超臨界燃煤機組，汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)采用西門子SPPA-T3000系統(tǒng)。2016-05-19—27，#2機組DEH動作快關(guān)右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥5次，使機組負荷異常波動。本文針對該問題進行分析，并給出解決辦法。

1 問題的出現(xiàn)[1]

(1)2016-05-19 T 19:09及2016-05-20 T 03:31，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時關(guān)閉2次，每次約2 s，如圖1所示。調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉前機組負荷200 MW，主蒸汽壓力16 MPa，初壓模式，高壓調(diào)節(jié)閥開度16.5%，中壓調(diào)節(jié)閥開度21.0%，閥限未變化105%，抗燃(EH)油油壓無明顯波動，高壓缸排汽溫度(簡稱高排溫度)及機前壓力在閥門關(guān)閉前穩(wěn)定，機組運行工況已穩(wěn)定(約7 h)，第1次調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉后機組控制切至限壓模式。

(2)2016-05-26 T 19:00及2016-05-26 T 21:23，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時關(guān)閉2次，每次約2 s，如圖2所示。機組負荷200 MW，主蒸汽壓力14 MPa，限壓模式，高壓調(diào)節(jié)閥開度18.0%，中壓調(diào)節(jié)閥開度29.3%，閥限未變化105%，EH油油壓無明顯波動，高排溫度及機前壓力在閥門關(guān)閉前穩(wěn)定，機組運行工況已穩(wěn)定(約1 h)。

(3)2016-05-27 T 17:20，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時關(guān)閉1次，持續(xù)時間約2 s,如圖3所示。機組變負荷剛結(jié)束時，過程參數(shù)負荷由250 MW降至200 MW，主蒸汽壓力由16.6 MPa降至14.0 MPa，限壓模式，高壓調(diào)節(jié)閥開度18.0%未變化，中壓調(diào)節(jié)閥開度由27.0%降至24.5%，閥限未變化105%，EH油油壓無明顯波動，高排溫度及機前壓力在閥門關(guān)閉前穩(wěn)定，機組負荷剛到達目標200 MW約2 min，右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時關(guān)閉。

圖2 右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥開度反饋曲線(第3,4次調(diào)節(jié)閥關(guān)閉前后)

圖3 右側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥開度反饋曲線(第5次調(diào)節(jié)閥關(guān)閉前后)

2 原因分析

調(diào)節(jié)閥閥位指令為公用指令，即左、右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥閥位指令為同一指令；左、右側(cè)中壓調(diào)節(jié)閥閥位指令也為同一指令。如果DEH通過負荷、主蒸汽壓力、流量、閥位等數(shù)據(jù)綜合運算得出調(diào)節(jié)閥關(guān)閉指令，則左、右兩側(cè)調(diào)節(jié)閥應該同時關(guān)閉，而5次調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉只發(fā)生在右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥上，故DEH通過負荷、壓力、流量、閥位等數(shù)據(jù)綜合運算發(fā)出關(guān)閉調(diào)節(jié)閥指令的可能性較低。

查詢DEH邏輯發(fā)現(xiàn)，當閥位指令與閥位反饋值偏差在-25%以上，DEH能啟動快速動作功能，即閥位指令與反饋偏差大時，激活在關(guān)閉方向上的快速動作控制功能，因此同側(cè)的高壓調(diào)節(jié)閥與中壓調(diào)節(jié)閥快速動作功能同時觸發(fā)，同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時關(guān)閉，1 s后，指令與反饋偏差在-25%范圍內(nèi)時，則調(diào)節(jié)閥跟隨指令打開，由此分析得出調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉由指令與反饋偏差大引起。

查閱歷史曲線，調(diào)節(jié)閥指令未出現(xiàn)波動，反饋信號則波動頻繁，偏差超過-25%，DEH觸發(fā)調(diào)節(jié)閥快速動作控制功能，同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥同時關(guān)閉，而反饋信號波動則存在以下幾方面原因：(1)線性可變差動變壓器(LVDT)瞬間故障，輸出信號波動導致指令與反饋偏差超出-25%；(2)LVDT松動，當調(diào)節(jié)閥本體出現(xiàn)較大振動時引發(fā)LVDT振動，造成閥位反饋信號波動；(3)信號電纜受到干擾，導致信號波動，指令與反饋偏差超過-25%；(4)控制電纜屏蔽破損或者接觸不好，導致信號不穩(wěn)定；(5)伺服閥、插裝閥故障，導致閥門瞬間關(guān)閉。

3 檢查處理措施

針對上述分析，在機組停運后逐一檢查閥門支座、信號電纜、伺服閥、插裝閥等，均未發(fā)現(xiàn)問題。而在檢查右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥LVDT時發(fā)現(xiàn)反饋桿固定支架與LVDT反饋桿螺紋孔錯位，按設(shè)計采用的6枚緊固螺絲只有2枚能夠?qū)嶋H緊固嚙合，LVDT緊固強度不足，反饋桿受振松動導致反饋信號波動。除螺紋孔錯位原因外，針對導致LVDT松動的直接原因繼續(xù)檢查分析，發(fā)現(xiàn)機組低負荷運行時因機前壓力過高、閥門節(jié)流過大，高、中壓調(diào)節(jié)閥時常出現(xiàn)較大的振動，而LVDT即安裝在調(diào)節(jié)閥本體上(如圖4所示)，因此，導致LVDT松動的原因應是閥門本體振動。

更換LVDT反饋桿支架，重新加工矯正螺紋孔后擰緊所有固定螺栓。處理完畢待機組啟動后，右側(cè)高壓調(diào)節(jié)閥LVDT反饋信號未再出現(xiàn)異常波動現(xiàn)象，同側(cè)高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉問題得到解決。

圖4 高壓調(diào)節(jié)閥本體

4 結(jié)束語

該起高、中壓調(diào)節(jié)閥瞬間關(guān)閉故障直接原因是LVDT反饋桿固定支架與LVDT反饋桿螺紋孔錯位，LVDT緊固強度不足，反饋桿受振松動導致反饋信號波動。這是一起比較特殊的故障，設(shè)備廠商在出廠前應進行嚴格檢查，建設(shè)單位、施工單位對廠商配套安裝的設(shè)備在組裝期間也應該進行嚴格檢查，確保設(shè)備正常。同時，為了減少過渡接線端子虛接導致信號波動，建議對重要的信號盡量減少中間電纜的駁接，取消過渡接線端子箱并直接焊接。

[1]上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機廠.660 MW等級超超臨界凝汽式汽輪機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)說明書[Z].上海：上海電氣電站設(shè)備有限公司上海汽輪機廠,2011。

(本文責編：白銀雷)

2016-12-28；

2017-02-03

TK 26

B

1674-1951(2017)02-0048-03

劉偉興(1980—)，男，廣東興寧人，工程師，從事熱控專業(yè)基建、檢修方面的工作(E-mail:liuweixing604@163.com)。