發(fā)電廠汽輪機DEH系統(tǒng)的故障分析

郭儆汶

（大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

發(fā)電廠汽輪機DEH系統(tǒng)的故障分析

郭儆汶

（大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

DEH系統(tǒng)也稱為數(shù)字化電液控制系統(tǒng)，在電廠汽輪機中應(yīng)用得十分普遍。但在DEH系統(tǒng)在汽輪機中應(yīng)用過程中，極易出現(xiàn)一些常見故障，從而影響電廠的正常生產(chǎn)和運行。本文從汽輪機DEH控制系統(tǒng)概述入手，分析了電廠汽輪機DEH系統(tǒng)運行中的一些常見故障，并針對存在的故障提出了具體的解決對策，從而有效地保證了DEH系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，確保電廠運營的安全性和可靠性。

汽輪機；DEH系統(tǒng)；功能；構(gòu)成；故障；措施

DEH系統(tǒng)作為電廠汽輪發(fā)電機閉環(huán)控制的電液控制系統(tǒng)，在電廠正常運營過程中，DEH系統(tǒng)時常會出現(xiàn)一些問題及故障，嚴(yán)重影響電廠的正常生產(chǎn)和運行，因此需要針對這些常見故障進行分析，從而采取切實可行的措施加以解放，有效地提高DEH系統(tǒng)運行的質(zhì)量，使電廠能夠保持良好的生產(chǎn)經(jīng)營狀況。

1.汽輪機DEH控制系統(tǒng)概述

1.1DEH控制系統(tǒng)的工作原理及特征

DEH系統(tǒng)在汽輪機中進行應(yīng)用，其作為DCS控制系統(tǒng)的重要組成部分，對汽輪機的正常運行具有非常重要的作用。在汽輪機組運行過程中，DEH系統(tǒng)利用電驅(qū)動油動機來控制閥門的開度，對汽輪機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，從而保證汽輪機運行的穩(wěn)定性。在汽輪機DCS控制系統(tǒng)運行過程中，調(diào)節(jié)指令的電信號由自動數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出，并由電液轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，而且油動機的液壓缸與高壓油保持相互連通的狀態(tài)，從而有效地驅(qū)動油動機的運作，達到調(diào)節(jié)的目的。一旦系統(tǒng)調(diào)節(jié)達到相應(yīng)要求后，系統(tǒng)的反饋裝置則會自動停止調(diào)節(jié)過程。

DEH控制系統(tǒng)兼職了數(shù)字系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的優(yōu)點，在靈活性、快速性和可靠性方面具有突出的表現(xiàn)，將其在汽輪機中進行應(yīng)用，有效地提高了高壓調(diào)門和中壓調(diào)門的控制精度，而且為CCS協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)起到了積極的促進作用，有利于整個機組控制水平的提升，為汽輪機安全穩(wěn)定的運行奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2DEH系統(tǒng)的功能

DEH系統(tǒng)的功能主要包括下面的一些內(nèi)容，即對汽輪機組的負(fù)荷控制、轉(zhuǎn)速控制、爐、機協(xié)調(diào)控制、自動同期控制、快速減負(fù)荷控制、多閥解耦控制、單閥控制、閥門試驗、主汽壓控制、OPC控制、輪機程控啟動、DCS數(shù)據(jù)共享、失磁工況控制、一次調(diào)頻控制和手動控制等等。

1.3DEH系統(tǒng)的構(gòu)成

電廠汽機的DEH系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括控制柜、操作員站、交換機、電液轉(zhuǎn)換器、傳感器、伺候放大器、油動機等。

（1）控制柜

利用控制器和IO通信線路有效地將DEH系統(tǒng)的控制柜連接起來，從而構(gòu)建出控制系統(tǒng)的底層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，實現(xiàn)對相關(guān)被控制參數(shù)的采集、輸入、分析和輸出等具體操作，確保I/O橫塊接線端子布置和安裝的實現(xiàn)，更好地完成DEH系統(tǒng)中控制算法的操作和運算工作。

（2）操作員站

操作員站的主要功能是完成人機接口功能，需要運行人員進行具體地操作，而且兼具工程師站的相關(guān)工作，對于操作員站中的組態(tài)工作，可以由DEH系統(tǒng)維護人員來進行，以便于能夠?qū)φ緝?nèi)相關(guān)配置和算法操作進行改變。

（3）交換機

HUB即為DEH系統(tǒng)中的交換機，也可稱為網(wǎng)絡(luò)交換機或是網(wǎng)絡(luò)集線器，其作為DEH系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的物理性接口。

（4）電液轉(zhuǎn)換器

在DEH系統(tǒng)中，電液轉(zhuǎn)換器的安裝和使用工作非常重要，其在工作過程中，主要是將收集到的信號利用電液轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，使其成為所需要的液壓信號，在信號轉(zhuǎn)換過程中，通常會利用直流力矩馬達伺服閥起到穩(wěn)定和順暢的作用。

（5）傳感器

在DEH系統(tǒng)中，其傳感器主要是差動變壓器式的位移傳感器，其功能主要是利用伺服放大器來反饋和調(diào)整系統(tǒng)收集到的信號，從而實現(xiàn)穩(wěn)定和控制DEH油動機的目的。

（6）伺服放大器

在DEH系統(tǒng)中，伺服放大器作為控制柜的組成部分，使油動機、DDV閥及LVDT實行一個共同的液壓伺服控制機構(gòu)，從而實現(xiàn)對汽輪機組的執(zhí)行控制。

（7）油動機

油動機在汽輪機運行中主要是對抽汽和蒸汽等流量進行控制，其利用彈簧、凸輪和機械杠桿等實現(xiàn)與汽輪機的有效連接，作為液壓控制機構(gòu)的最終環(huán)節(jié)，能夠有效地實現(xiàn)對汽輪機組的汽壓、功率和轉(zhuǎn)速等進行控制。

2.汽輪機DEH系統(tǒng)故障分析

發(fā)電廠汽輪機運行過程中，DEH系統(tǒng)極易出現(xiàn)一些常見故障，針對某一電廠進行實地考察后，對可能出現(xiàn)的故障進行實地考察后，將具體故障大致歸納為以下幾方面的內(nèi)容：

2.1機組在AGC方式下加負(fù)荷時的DEH系統(tǒng)關(guān)閉調(diào)門

在AGC方式下運行的汽輪機組，當(dāng)對其進行加負(fù)荷過程中，實際負(fù)荷值會小于增加負(fù)荷的指令值，這種情況下，DEH系統(tǒng)則不會對增加的負(fù)荷進行控制，從而導(dǎo)致負(fù)荷值之間偏差加大。但此時汽輪機仍處于協(xié)調(diào)方式狀態(tài)下，當(dāng)機組退出AGC方式后，DEH系統(tǒng)則會對控制方式進行調(diào)節(jié)，使汽輪機控制方式成為主控方式，主要是利用開關(guān)調(diào)門來對壓力進行直接控制，這必然會使主汽壓力的給定值與測量值之間的偏差持續(xù)擴大，同時其負(fù)荷的偏差也會隨之增加。

2.2汽泵出口處電動門開反饋信號的跳變

汽泵出口處電動門的開反饋是汽泵運行狀態(tài)的重要保障，但在實際運行過程中，汽泵出口處電動門開反饋信號跳變是較為常見的現(xiàn)象，從而對汽泵運行信號帶來影響，進而不導(dǎo)致整個汽輪機組的負(fù)荷跳變。通常情況下，汽泵運行信號消失后短時間內(nèi)會觸發(fā)汽泵的RB，從而使汽泵運行信號復(fù)歸。但在這種過程中，觸發(fā)時間較短，控制器的掃描沒有觸發(fā)RB的控制回路，這就會導(dǎo)致鍋爐的控制回路沒有經(jīng)過RB回路，從而使鍋爐控制一直處于跟隨的狀態(tài)下，致命汽輪機組鍋爐控制較為混亂，引發(fā)測量通道數(shù)據(jù)上產(chǎn)生誤差，這必然會使鍋爐從主控降至手動運行。

2.3低負(fù)荷時汽泵的跳閘現(xiàn)象

機組在停機操作前，其負(fù)荷會減小，而速關(guān)油壓值過低必然會觸發(fā)保護性跳閘，但此時機組負(fù)荷值由于低于RB負(fù)荷值，這樣在跳閘動作后不會觸發(fā)RB動作，從而導(dǎo)致主燃料跳閘產(chǎn)生。這一系列動作產(chǎn)生會使機組實際給水流量出現(xiàn)迅速下降，但機側(cè)給水控制回路則沒有及時將跳閘信號疊加到汽泵運行輸出指令中，這必然會導(dǎo)致流量測量值小于給出的給水指令，從而引發(fā)整個機組出現(xiàn)跳閘故障。

3.解決汽輪機DEH系統(tǒng)故障的措施

在實際的電廠汽輪機的DEH系統(tǒng)的運行操作過程中，可以采取下面幾種措施來控制DEH系統(tǒng)故障的產(chǎn)生，從而保證DEH系統(tǒng)的平穩(wěn)、正常運行。

3.1改進負(fù)荷指令的控制回路

由于機組在增加負(fù)荷的過程中處于欠壓的狀態(tài)，因此，在給定壓力值與實際的壓力值之間的偏差小于2MPa時，要將限壓控制方式從控制負(fù)荷方式轉(zhuǎn)切至控制壓力的方式。并將其相應(yīng)的信號傳送到DCS系統(tǒng)中去，為負(fù)荷閉鎖的增減提供可靠的依據(jù)，并在其操作員站的畫面上顯示報警提示。

3.2改進鍋爐的主控方式

在實際的運行操作中，操作人員可以將鍋爐的主控方式中主汽壓力的計算偏差值和控制前饋的信號值修改為零。在機組處于協(xié)調(diào)方式下時，鍋爐的主控控制器要跟蹤鍋爐的主控輸出信號，并將其自動跟隨狀態(tài)下的鍋爐主控控制器的輸入偏差信號值控制為O，并保留運行人員手動撤出鍋爐的主控自動操作。

3.3修改汽泵在運行狀態(tài)下的判斷邏輯

要修改汽泵在原有運行狀態(tài)下的判斷邏輯，將原來的汽泵轉(zhuǎn)速超過2200r/min—無跳閘信號—前置泵進口處電動門已開且合位，或者汽泵轉(zhuǎn)速超過2200r/min—無跳閘信號—出口處電動門全開—無電動門關(guān)閉信號的判斷邏輯修改為小機轉(zhuǎn)速超過2200r/min—汽泵無跳閘信號—前置泵出口處流量在10s內(nèi)下降250t或者出口處的電動門已開的情況下取“非”。

結(jié)語

DEH系統(tǒng)在汽輪機中發(fā)揮著非常重要的作用，其有效應(yīng)用有利于機組運行安全性的提升，而且對機組運行穩(wěn)定性的提高也具有積極的意義，有利于更好地滿足汽輪機組自動化控制的需求。當(dāng)前在DEH系統(tǒng)在汽輪機進行應(yīng)用時雖然還存在一些不足之處，對于這些問題我們需要給予充分地重視，并針對具體問題提出有針對性地解決措施，從而實現(xiàn)對故障的有效控制，更好地保護好機械設(shè)備，確保汽輪機DEH系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的運行。

［1］葛曉霞，繆國鈞，徐治皋.抗燃油系統(tǒng)故障分析及處理［J］.汽輪機技術(shù)，2005（6）：202-205.

［2］李玉鵬，謝誕梅.姚電公司2號機DEH控制系統(tǒng)改造及其特點［J］.華中電力，2005（3）：49-52.

［3］黃濤. 300MW汽輪機組高壓調(diào)節(jié)汽門油動機降溫發(fā)行方案［J］.熱力發(fā)電，2004（4）：73-75.

［4］凌保輝.某電廠150MW汽機DEH控制系統(tǒng)的故障分析［J］.廣東科技，2009（12）：200-201.

［5］屠士鳳，丁明利. 660MW機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的故障分析與改進措施［J］.浙江電力，2012（5）：38-40.

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