320MW汽輪機高調(diào)門常見故障分析

周保杰

摘 要：本文介紹了徐州華潤彭城電廠使用的上海新華DEH系統(tǒng)在高中壓調(diào)門運行控制方面出現(xiàn)的故障情況，結(jié)合DEH控制原理及現(xiàn)場設(shè)備結(jié)構(gòu)特點對故障原因分析研究，總結(jié)出相應的解決方法。通過日常維護、改造等提高汽輪機調(diào)門控制的可靠性，為同類故障提供借鑒。

關(guān)鍵詞：汽輪機；DEH系統(tǒng)；高調(diào)門；伺服閥；LVDT

1 引言

汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH系統(tǒng)）是電站汽輪發(fā)電機組不可或缺的重要組成部分，是汽輪機啟動、正常運行、事故和停止工況下的調(diào)節(jié)控制器。通過控制汽輪機主汽門和調(diào)節(jié)門的開度，實現(xiàn)對汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速、負荷等的控制。徐州華潤（彭城電廠）一期1#、2#機組（2×320MW）使用上海新華DEH—ⅢA型電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。汽輪機本體布置有2個主汽門、6個高壓調(diào)門、2個中壓主汽門和2個中壓調(diào)門，其中2個中壓主汽門為開關(guān)型閥門，其余10個均為調(diào)節(jié)型閥門。所采用的新華DEH系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量成熟、控制性能良好、控制精度高，長期以來運行穩(wěn)定，但不可避免也出現(xiàn)一些問題和故障。高調(diào)門控制是DEH系統(tǒng)中重要的控制部分，其控制穩(wěn)定性、可靠性及精度直接影響汽輪機轉(zhuǎn)速、負荷控制，甚至影響汽輪機運行安全。從新華DEH系統(tǒng)在彭城電廠多年運行情況統(tǒng)計，高調(diào)門控制是出現(xiàn)問題和故障比較集中的部位。本文粗淺分析高調(diào)門控制出現(xiàn)的故障和原因以及采取的措施，供大家參考。

2 高調(diào)門控制故障現(xiàn)象、分析及解決辦法

電液伺服閥將計算機運算處理來的指令信號轉(zhuǎn)換成油壓信號傳送給油動機執(zhí)行機構(gòu)，油動機活塞在上、下油壓差作用下帶動彈簧加載后的閥門上下運動。同時帶動線性位移傳感器（LVDT），將油動機的機械位移轉(zhuǎn)換成電信號作為負反饋與指令信號相加形成閉環(huán)回路。當相加后信號為零時，伺服閥的閥芯回到中間位置，不再有高壓油向油動機下腔進出，此時閥門停止運動，停留在新的的工作位置。

高調(diào)門發(fā)生故障主要表現(xiàn)為：調(diào)門不動作、調(diào)門全關(guān)或全開、調(diào)門大幅波動、指令與反饋偏差大。通過分析高調(diào)門的動作原理并結(jié)合生產(chǎn)實踐，可以將高調(diào)門控制故障原因分為三個方面：電液伺服閥部分、LVDT反饋部分、VCC卡件部分。

2.1 電液伺服閥

徐州華潤彭城電廠一期使用的伺服閥是陜西秦峰YF系列，其為雙線圈二級液壓結(jié)構(gòu)。根據(jù)接收的信號，線圈勵磁驅(qū)動擋板影響噴油量改變閥芯位置，從而控制活塞進油量。油動機開啟靠EH油驅(qū)動，而關(guān)閉靠彈簧力。伺服閥故障一般為伺服閥卡澀、伺服閥泄漏、機械零位跑偏、線圈開路或短路。

（1）伺服閥卡澀?？顬槌Ｒ?，其表現(xiàn)為調(diào)門不動作、油路不通，此問題需要清洗或更換伺服閥，由于伺服閥屬于精密液壓件，其內(nèi)部元件不易拆裝，建議集中返廠清洗，一般直接更換新伺服閥。另外要求機務(wù)專業(yè)加強濾油，具備條件時徹底清洗油管路系統(tǒng)。

（2）伺服閥泄漏，泄漏包括外漏和內(nèi)漏。外漏即常見的滲油，會造成閥門動作緩慢或開不到位，泄漏嚴重會引起EH油壓降低，直至威脅機組運行。外漏比較直觀，可緊固螺栓，處理前要關(guān)閉進油門，更換氟橡膠密封圈。伺服閥內(nèi)漏的現(xiàn)象為伺服閥發(fā)熱、油動機及油管路振動大、EH油壓不穩(wěn)，處理為更換新伺服閥。

（3）機械零位一般出廠設(shè)置不用調(diào)節(jié)，零位不準表現(xiàn)為閥門關(guān)不嚴或開不足。調(diào)整機械零位時要脫開伺服閥線圈，使高調(diào)門達到剛好關(guān)閉的臨界狀態(tài)。

（4）伺服閥線圈故障。可通過測量線圈電阻來判定，不再贅述。

2.2 LVDT反饋部分

LVDT即線性位移傳感器，初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部可移動的桿狀鐵芯連接在油動機的活塞桿上。當鐵芯在線圈內(nèi)部移動并偏離中心位置時，兩個次級線圈產(chǎn)生的感應電動勢不等，輸出的電壓值與鐵芯的位移量成線性關(guān)系，以此來反饋調(diào)門位置情況?，F(xiàn)場布置兩路LVDT，計算機內(nèi)高選模塊選最大值作為反饋和DEH輸出指令信號比較進行調(diào)門控制。LVDT出現(xiàn)的故障主要有：LVDT線圈故障、反饋電纜松脫或短路、油動機與LVDT桿連接異常，以下逐條分析。

解決方法主要有：

（1）LVDT線圈故障可通過測量線間電阻值來判斷。提高高調(diào)門附近保溫質(zhì)量，避免環(huán)境溫度高造成線圈開路，同時LVDT線圈引線選用耐高溫電纜。

（2）高調(diào)門運行中振動比較大，長時間運行會造成接線端子松動，在安裝高調(diào)門接線端子箱時注意防止振動，在接線端子的螺絲上加裝彈墊，定期預防性維護。另外由于高調(diào)門附近溫度高，反饋電纜受熱絕緣降低或接地短路也時常發(fā)生，要注意將電纜和本體盡可能隔離。

（3）油動機與LVDT連接桿為硬連接，運行中連桿的受熱膨脹，加上調(diào)門振動影響，多次造成LVDT連接桿卡澀彎曲折斷，導致調(diào)門全開或全關(guān)故障，此時要對LVDT檢查更換。

2.3 VCC卡件方面

由于計算機VCC卡件布置在電子設(shè)備間內(nèi)，環(huán)境工況好，故障發(fā)生率低。調(diào)門出現(xiàn)故障時一般先排除就地原因，VCC卡件常見故障表現(xiàn)為輸入輸出信號異常。在線更換VCC卡件時要注意跳線和舊卡一致，在線調(diào)試可將調(diào)門進油門關(guān)閉，標記好調(diào)門的零位和全開位，手動拉動LVDT連桿至零位和全開位置，整定VCC卡件參數(shù)。

3 綜合分析及建議

由于高調(diào)門故障直接影響機組調(diào)節(jié)，處理故障時要注意和運行人員密切溝通。為提高設(shè)備可靠性，建議從以下幾方面改善。加強對EH油濾油及檢測，因為油質(zhì)直接影響伺服閥工作；伺服閥可選用MOOG品牌；LVDT和油動機的連接要加強檢查維護，可調(diào)研加裝萬向節(jié)改善硬連接；VCC卡件可升級，增加檢測LVDT斷線切換功能。

參考文獻

[1] 汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng).上海電力學院

[2] XDPS系統(tǒng)運行維護手冊.上海新華控制工程公司

[3] 火力發(fā)電廠熱工自動化系統(tǒng)檢修運行維護規(guī)程（DL_T774-2004）.