汽輪機EH調節(jié)系統(tǒng)伺服閥故障分析及解決辦法

仲勇新, 時永興, 李飛飛（.華電江蘇能源有限公司句容發(fā)電廠,江蘇 鎮(zhèn)江 400; . 華電電力科學研究院,杭州 30030）

汽輪機EH調節(jié)系統(tǒng)伺服閥故障分析及解決辦法

仲勇新1, 時永興1, 李飛飛2
（1.華電江蘇能源有限公司句容發(fā)電廠,江蘇 鎮(zhèn)江 212400; 2. 華電電力科學研究院,杭州 310030）

電液伺服閥是DEH控制系統(tǒng)的核心，它的性能直接影響甚至決定整個系統(tǒng)的性能。本文通過對電液伺服閥的系統(tǒng)和結構的分析，列出伺服閥常見的故障并進行了分析，提出了日常維護的注意事項及解決辦法。

EH油系統(tǒng)；伺服閥；故障；維護

1 前言

目前，隨著發(fā)電機組容量的增大以及計算機技術的廣泛應用，數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)（DEΗ）的應用亦趨廣泛。DEΗ系統(tǒng)中許多故障如汽門擺動、拒開、拒關等均與電液伺服閥的工作狀況有關。因此，解決伺服閥故障問題對DEΗ系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行意義重大。

2 工作原理

電液控制系統(tǒng)中實現(xiàn)電液信號轉換的核心元件是伺服閥，它接收控制系統(tǒng)來的指令信號并轉化成液壓信號控制執(zhí)行機構動作。伺服閥按其結構分為噴嘴擋板式和射流管式，其中應用最普遍的是擋板伺服閥。

伺服閥按其結構分為前置級和功率級。前置級由力矩馬達、噴嘴擋板、反饋桿等組成，用于接收控制器來的信號并轉化成液壓信號推動功率級的閥芯運動。功率級由閥芯、閥套等組成，閥芯在前置級的推動下運動，打開閥口，使伺服閥輸出流量。它是一個力矩馬達和兩級液壓放大及機械反饋系統(tǒng)所組成。第一級液壓放大是雙噴咀和擋板系統(tǒng)；第二級放大是滑閥系統(tǒng)（圖1）。

圖1 伺服閥工作原理

3 故障原因

伺服閥作為電液控制系統(tǒng)的核心元件，直接決定著整套系統(tǒng)的性能。它能夠將小功率的電信號輸入轉換為大功率的液壓能(流量與壓力)輸出。在EΗ控制系統(tǒng)中，將電氣部分與液壓部分連接起來，實現(xiàn)電液信號的轉換與放大，對伺服閥的故障現(xiàn)象做出及時準確的分析和判定，對于維護控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著極其重要的作用。

經(jīng)過多次檢修與摸索發(fā)現(xiàn)伺服閥的常見故障有：卡澀、腐蝕和振蕩。

3.1 卡澀

據(jù)有關資料統(tǒng)計，油質清潔度造成卡澀占伺服閥全部故障的80%以上，可以說是伺服閥最常見的故障。伺服閥是十分精密的液壓元件，任何細小的顆粒都有可能引起伺服閥發(fā)生卡澀。造成伺服閥卡澀的主要原因就是油質劣化。其油質劣化主要與下述因素有關： （1） EΗ油在較高溫度下其氧化速率會劇增，發(fā)生水解反應、酸值升高，油溫較高時在發(fā)生氧化或熱裂解的同時能溶解其管路連接處的密封材料，使油液顆粒度增加。（2）油系統(tǒng)檢修時,總會有部分殘存物如焊渣、金屬銹蝕物等難于徹底去除,焊渣及金屬銹蝕物會對油的劣化反應起到催化劑的作用。

3.2 腐蝕

伺服閥的流量輸出由閥芯凸肩控制的閥口來保證。以MOOG76系列伺服閥為例，全流量時閥芯位移僅為0.4mm，液壓油通過閥口的流速要高達100m/s以上。閥口必須長期承受高流速的沖擊。當液壓油中酸性偏高，或油中氯離子含量偏高而積聚在閥口時，就會對閥芯凸肩的尖角產生電化學腐蝕。在高速流體的沖刷下，使凸肩被侵蝕，伺服閥的泄漏量增大。當伺服閥發(fā)生腐蝕后，內泄增大，系統(tǒng)發(fā)熱量增加，控制精度降低。伺服閥腐蝕的原因：（1）由于磷酸酯抗燃油有較強的極性，在空氣中容易受潮，水分的滲入會造成磷酸酯抗燃油的水解，水解所產生的酸性產物又催化產生進一步的水解，加劇抗燃油的老化。（2）抗燃油氯離子含量偏高。

3.3 振蕩

伺服閥接收電流信號并產生流量輸出，當一個穩(wěn)定的信號作用在伺服閥上時，伺服閥就應該輸出一個穩(wěn)定的流量。但有時伺服閥會出現(xiàn)振蕩故障。當電流信號加在伺服閥上時，閥芯不是停留在某一固定位置，而是發(fā)生高頻振蕩，使伺服閥的輸出流量也發(fā)生變化。從伺服閥工作原理方框圖上可以看出：伺服閥的振蕩是發(fā)生在由線圈輸出的力矩到閥芯位移的閉環(huán)反饋當中。這個反饋是通過反饋桿實現(xiàn)的，當反饋桿的彈簧管剛度變小時，會造成閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定，使伺服閥發(fā)生振蕩。當伺服閥發(fā)生振蕩故障后，輸出流量不穩(wěn)定，會引起整套電液控制系統(tǒng)發(fā)生振蕩而無法實現(xiàn)控制。

4 解決辦法

對EΗ供油系統(tǒng)來講，其重點工作是解決油質的問題，使用再生凈化裝置，對抗燃油進行再生凈化處理，使酸值保持在0.2mgKOΗ/g以下，顆粒度滿足NAS1638標準5～6級。這是一項長期的工作，應從以下方面加以注意：

（1）加強對EΗ抗燃油油質的化學監(jiān)督及維護，發(fā)現(xiàn)問題要及時采取措施處理，保證不合格油不進入EΗ系統(tǒng)，不同廠家的EΗ油也不要混用，對庫存抗燃油應認真做好油品入庫儲存發(fā)放工作，防止油的錯用、混用。

（2）添加新油前，要先將新油用專用濾油機加以過濾，取樣化驗合格后方可加入油箱。

（3）在拆卸電液伺服閥或其它元件時，拆卸伺服閥要有專人拆裝，拆下伺服閥應包扎好妥善保管，要注意保護系統(tǒng)不受污染。不可使用含氯溶劑去清洗系統(tǒng)部件，嚴禁使用含氯的噴霧清潔劑清理EΗ系統(tǒng)各部件的內外表面。

（4）降低伺服閥的工作環(huán)境溫度，在油動機上加裝冷卻水裝置，降低EΗ 回油溫度，管道應離開高溫輻射，必要時加強保溫厚度，防止電液伺服閥工作溫度過高導致EΗ油快速氧化。

（5）再生裝置必須隨系統(tǒng)隨時投運，采用離子交換型樹脂再生裝置取代硅藻土降低酸值，因為硅藻土化學成份不穩(wěn)定，質量也存在篩分徹底、顆粒大小不一、碎屑多、雜質含量高等問題。失效后易產生大量金屬皂類物質，嚴重時會 澀系統(tǒng)

（6）電液伺服閥入口濾網(wǎng)在大、小修時應加以更換，過濾精度為10μm。

（7）檢修時拆下的密封件應予以更換，不能重新使用，防止老化、變質。

（8）嚴格控制EΗ油系統(tǒng)中的水份含量,油箱頂部呼吸器內填裝硅膠，空氣進入呼吸器時硅膠將其大部分的水份吸收，有效降低了油中含水量。定期檢查硅膠，發(fā)現(xiàn)變質失效，及時更換。當抗燃油中含水量很大時，需使用真空脫水。

（9）利用大、中、小修及臨時停機的機會，經(jīng)常對伺服閥進行試驗、清洗、檢查，對有問題的伺服閥必須及時處理。

（10）定期對抗燃油進行取樣，檢查和化驗，加強化學監(jiān)督，主要指標有：粘度、顆粒等級，含水量，含氯量，酸值，電阻率。每次取樣時，應由專人負責進行，在取油樣時應先放100ml后，重新?lián)Q上一個新瓶再放100ml作為油樣，必要時取兩個不同位置油樣作為依據(jù)。

5 結論

通過對伺服閥常見故障的現(xiàn)象和機理的分析，可以進一步了解伺服閥的性能，指導今后的使用。在實際應用中，我們可以根據(jù)故障現(xiàn)象判明故障原因，以便采取針對性的措施：當伺服閥出現(xiàn)卡澀故障后，就要提高液壓油的清潔度；當伺服閥出現(xiàn)腐蝕故障后，就要分析液壓油的理化性能，采取相應對策；當伺服閥出現(xiàn)振蕩故障后，會引起整套控制系統(tǒng)振蕩，應及時消除故障。

[1]羅峻.EH油系統(tǒng)常見故障的分析與處理[J].熱電技術,2004 (04):46-47

[2]張獻嶺.首陽山發(fā)電廠1號機組EH油壓低處理[J].熱力發(fā)電,2003,04(32).

[3]張獻嶺.首陽山發(fā)電廠1號機組EH油壓低處理[J].熱力發(fā)電,2003(04).

[4]張昕宇.豐城電廠2號機組抗燃油酸值超標原因分析[J].熱力發(fā)電,2004(08).

[5]羅峻.EH油系統(tǒng)常見故障的分析與處理[J].熱電技術,2004(04).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.253