張學(xué)兵

(山西漳澤電力股份有限公司漳澤發(fā)電分公司，山西 長治 046021)

DEH控制系統(tǒng)常見故障分析及處理

張學(xué)兵

(山西漳澤電力股份有限公司漳澤發(fā)電分公司，山西 長治 046021)

介紹了215 MW汽輪機DEH控制系統(tǒng)在發(fā)電廠中的重要性，分析了高壓調(diào)速汽門擺動故障及AST/OPC集成塊油壓低故障的原因，總結(jié)了相應(yīng)的解決措施，提出應(yīng)重視EH油質(zhì)、LVDT接線、傳感器固定等維護工作，以最大限度地降低DEH控制系統(tǒng)故障。

汽輪機；DEH控制系統(tǒng)；擺動故障

1 汽輪機DEH控制系統(tǒng)功能簡介

某發(fā)電廠4臺機組采用單機容量為215 MW的單元制機組，汽輪機為K-215-130-I型凝汽式汽輪機，單軸三缸雙排氣，具有一次中間再熱的沖動式機組。2004—2006年，在DCS(分散控制系統(tǒng))改造期間，汽輪機由原來的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造為DEH(數(shù)字式電液調(diào)節(jié))系統(tǒng)，控制系統(tǒng)采用國電智深公司DCS控制系統(tǒng)。

DEH系統(tǒng)主要包括EH(液壓控制系統(tǒng))供油系統(tǒng)、電液伺服執(zhí)行機構(gòu)(電液伺服系統(tǒng))和保安系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)接收DEH控制信號，將電信號轉(zhuǎn)為液壓信號控制2只高壓主汽門、4只高壓調(diào)速汽門、2只中壓主汽門、4只中壓調(diào)速汽門油動機。每個高中壓主汽門和調(diào)速汽門分別由1個獨立的油動機驅(qū)動，油動機直接與汽門閥桿連接。在各調(diào)速汽門的油動機上，均安裝1個電液伺服閥及2只線性位移傳感器LVDT。調(diào)速汽門的開度經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，反饋至DEH系統(tǒng)與給定值比較，精確控制汽輪機的轉(zhuǎn)速或功率，同時還具有ATC(自動汽輪機程序控制)方式、一次調(diào)頻、協(xié)調(diào)控制、超速保護等功能。高壓調(diào)速汽門作為汽輪機重要的調(diào)節(jié)機構(gòu)，其可靠性尤為重要。在機組運行期間，高壓調(diào)速汽門發(fā)生擺動，負荷就會難以控制，造成機組負荷波動，甚至發(fā)生機組跳閘停運事故。

AST/OPC(汽輪機緊急停機保護/汽輪機超速保護)集成塊主要負責(zé)機組危急情況下卸掉油動機油壓，使主汽門、調(diào)速汽門快速關(guān)閉，防止汽輪機發(fā)生超速事故達到保護汽輪機的目的。針對高壓調(diào)速汽門擺動常見故障和AST/OPC集成塊油壓低故障進行原因分析，總結(jié)經(jīng)驗，以期對類似故障能及時研判并處理，防止故障進一步擴大。

2 高壓調(diào)速汽門擺動故障

2.1 LVDT支架固定螺絲脫落

2014-04-04上午，檢修人員巡檢發(fā)現(xiàn)5號3高調(diào)門反饋2指示在5 %-36 %之間波動，反饋1指示正常，為37 %，DEH控制系統(tǒng)內(nèi)部2個反饋信號選擇高選?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)就地線性位移傳感器LVDT支架固定螺絲全部脫落。待采取措施重新固定后，指示恢復(fù)正常。

故障原因：就地調(diào)門處振動大，且檢修人員未及時發(fā)現(xiàn)隱患，導(dǎo)致固定螺絲全部脫落，引起調(diào)門反饋波動。

2.2 就地接線箱內(nèi)接線斷裂

2014-08-28晚，5號3高調(diào)門擺動，從DCS自診斷檢查參數(shù)確認5號3調(diào)門反饋波動，從而造成高調(diào)門波動。就地檢查線性位移傳感器LVDT固定螺絲緊固。就地檢查接線盒內(nèi)接線發(fā)現(xiàn)線性位移傳感器LVDT2的1根線由于振動較大齊接線端子根部斷開。振動時似接非接造成反饋波動，移開斷線后反饋指示為-25 %，重新接入后指示正常。

故障原因：就地振動較大，且檢修人員在檢修期間接線時傷到線芯，導(dǎo)致運行期間發(fā)生接線斷裂。

2.3 調(diào)門特性不好

2014-04-09上午，4號機負荷擺動4 MW。檢查發(fā)現(xiàn)4號高調(diào)門反饋1和2波動稍大，與指令變化趨勢相同，分析可能是由調(diào)門本身特性導(dǎo)致調(diào)門擺動。當閥門工作在一個特定的工作點時，由于蒸汽力的作用，使主閥由門桿的下死點突然跳到門桿的上死點，造成流量增大。根據(jù)功率反饋，DEH發(fā)出指令關(guān)小該閥門，在閥門關(guān)小的過程中，在蒸汽力的作用下主閥又由門桿的上死點突然跳到閥桿的下死點，造成流量減??；因此DEH系統(tǒng)又發(fā)出開大該閥門指令。如此反復(fù)，造成負荷隨著油動機的擺動而擺動。后將4號4高調(diào)指令逐漸強制為0后，負荷波動減小。停機對調(diào)門進行解體檢修，啟動后故障消除。

故障原因：調(diào)門長期運行且檢修人員對檢修質(zhì)量未把關(guān)，導(dǎo)致負荷波動。

2.4 溫度過高導(dǎo)致LVDT性能下降

2014-11-25晚，4號機組負荷大幅波動。檢查發(fā)現(xiàn)4號2高調(diào)門線性位移傳感器LVDT2故障，就地拆開線性位移傳感器LVDT2的接線，CRT指示為-25 %?，F(xiàn)場萬用表測量線性位移傳感器LVDT 2組線圈阻值隨溫度變化發(fā)生跳變，絕緣性能也下降。11月26日，辦理措施強制關(guān)4號2高調(diào)門至0，對4號2高調(diào)門線性位移傳感器LVDT2進行更換。經(jīng)現(xiàn)場檢查，線性位移傳感器LVDT2的2線圈處所測溫度較其他調(diào)門偏高近200°(其他調(diào)門約為100°)。更換線性位移傳感器LVDT后，聯(lián)系設(shè)備部門將調(diào)門周邊加鐵皮包裹，溫度約降為100°。更換完畢后，調(diào)門開度指示正常。

故障原因：線性位移傳感器LVDT長期在高溫環(huán)境下運行，其性能和壽命下降，導(dǎo)致指示跳變從而引起機組負荷波動。

2.5 LVDT固定連接桿斷裂

2013-08-20，運行期間發(fā)現(xiàn)3號2調(diào)門反饋2指示在10 %-18 %之間波動。就地檢查發(fā)現(xiàn)線性位移傳感器LVDT傳動桿根部齊根斷裂。采取措施更換線性位移傳感器LVDT固定桿后，指示正常。

故障原因：調(diào)門線性位移傳感器LVDT安裝過程中，存在傳動桿與孔不同心現(xiàn)象，運行期間頻繁動作導(dǎo)致線性位移傳感器LVDT傳動桿斷裂。

2014-12-12T20：23，4號3高壓調(diào)速汽門擺動，機組負荷也跟著擺動。20：50，4號3高調(diào)門線性位移傳感器LVDT連接桿齊根斷裂，調(diào)門反饋1和2指示均為-25 %，就地4號3高壓調(diào)速汽門全關(guān)。后采取措施拆下調(diào)門線性位移傳感器LVDT連接桿焊接后將其回裝，指示恢復(fù)正常。

故障原因：就地調(diào)速汽門處振動大、設(shè)備長期運行、連桿金屬疲勞，且檢修期間也未對連接桿進行檢驗，導(dǎo)致運行期間發(fā)生故障。

2.6 調(diào)速汽門VC控制卡故障

2014-03-05，3號機組負荷擺動。經(jīng)現(xiàn)場檢查，就地調(diào)門MOOG閥(美國穆格公司伺服閥)、線性位移傳感器LVDT及回路無異常，DCS電子間DEH控制柜VC(閥門伺服模件)控制卡第2路指示燈滅，判斷VC控制卡發(fā)生故障。采取措施后對VC控制卡進行更換，更換后故障消失。

故障原因：VC控制卡件長期運行發(fā)生故障，導(dǎo)致負荷產(chǎn)生波動。

2.7 接線端子虛接

2013-01-19，3號1高調(diào)門閥位波動引起負荷波動。在檢查過程中，設(shè)備部員工在未做好安全措施的情況下，擅自松動就地接線箱內(nèi)的端子線，造成閥位大幅波動，導(dǎo)致負荷也大幅波動，功率發(fā)生嚴重不平衡，系統(tǒng)發(fā)生振蕩，電氣失磁保護動作，隨后主變高壓側(cè)開關(guān)跳閘，主汽門關(guān)閉。經(jīng)現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)就地接線端子壓接位置錯誤，未將接線壓入正確的端子壓片下。

故障原因：調(diào)門就地接線時，將線芯壓在端子下部，雖固定螺絲緊固，但線芯接線松動導(dǎo)致調(diào)門波動；檢查期間未做好安全措施，致使檢查接線松動從而導(dǎo)致機組跳閘。

2.8 調(diào)門VC卡參數(shù)設(shè)置不當

2014-10-13， 4號2和4號3高壓調(diào)門EH油進油管間斷擺動，調(diào)門波動。經(jīng)過現(xiàn)場檢查，這可能是調(diào)門MOOG閥故障(通常是由油質(zhì)欠佳造成伺服閥機械部分卡澀)。更換MOOG閥，該故障未消除。從歷史曲線來看，發(fā)現(xiàn)一次調(diào)頻動作期間，負荷擺動較大，退出一次調(diào)頻后故障消除。

故障原因：調(diào)速系統(tǒng)機械部分有故障點，當機組一次調(diào)頻動作時誘發(fā)負荷擺動。因此在機組檢修期間對調(diào)速系統(tǒng)進行全面檢查，對DEH調(diào)門VC卡內(nèi)部相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化，并對高調(diào)門油缸進行解體檢查調(diào)整，機組啟動后該故障已消除。

3 高壓調(diào)速汽門故障的預(yù)防措施

閥門故障的各個細節(jié)都要引起重視，才能最大程度降低調(diào)門故障次數(shù)?，F(xiàn)總結(jié)歸納了多年調(diào)門故障處理經(jīng)驗，提出了以下防范措施：

(1) 定期對調(diào)速汽門VC卡進行檢查，加強巡檢以便及時發(fā)現(xiàn)問題；

(2) 檢修期間嚴把調(diào)門線性位移傳感器LVDT接線質(zhì)量關(guān)，對每根線的接線松緊及壓在端子上的位置都需進行檢查，防止接線松動；

(3) 定期檢查、緊固就地線性位移傳感器LVDT固定螺絲，并做好記錄；

(4) 調(diào)門處增加圍板，以降低線性位移傳感器LVDT環(huán)境溫度；

(5) 加強EH油質(zhì)檢驗工作，必要時進行更換；

(6) 定期更換壽命到期的控制設(shè)備；

(7) 安裝線性位移傳感器LVDT時，傳動桿固定要垂直，且孔、桿同心；

(8) 加大對檢修質(zhì)量的監(jiān)督。

4 AST/OPC集成塊油壓低故障處理

4.1 OPC電磁閥閥芯內(nèi)漏

2015-04-18，4號機組停運檢修完畢后，進行機組冷態(tài)試驗。在試驗期間，啟動EH油泵后，發(fā)現(xiàn)AST集成塊進口油壓為0。拔掉高、中主汽門開關(guān)電磁閥插頭后，主汽門失電開啟，油壓正常至15 MPa；插上插頭后，主汽門帶電關(guān)閉，油壓降為0，無法正常開啟主汽門(主汽門開關(guān)電磁閥設(shè)計為帶電關(guān)閉，失電開啟)。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)OPC集成塊高壓進油管有溫度，無壓回油管有溫度，分析OPC電磁閥泄漏，EH油直接從無壓回油管路流回至EH油箱。從5號機組拆下2個OPC電磁閥閥芯更換后，集成塊油壓恢復(fù)正常，主汽門順利開啟。

故障原因：OPC電磁閥存在內(nèi)漏，導(dǎo)致不能建立AST油壓。

4.2 OPC集成塊進油節(jié)流孔堵塞

2015-06-04，5號機組檢修后，試驗時發(fā)現(xiàn)EH油泵運行后，就地AST/OPC集成塊處油壓偏低，無法開啟主汽門。檢查OPC電磁閥閥芯無泄漏，檢查AST電磁閥閥芯也無泄漏。檢查主汽門開關(guān)和活動電磁閥(開啟電磁閥為BV型、活動電磁閥為HV型，但實際安裝時未遵循且電磁閥不能互換)也無異常。拔掉調(diào)門所有插頭檢查，該故障仍然存在。廠家派人拆除OPC集成塊左邊高壓進油管，取出里面節(jié)流孔，發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象；未安裝節(jié)流孔啟動油泵試驗后，油壓恢復(fù)正常，并清理了節(jié)流孔且擴眼。待安裝后進行試驗，油壓指示恢復(fù)正常，主汽門順利開啟。

故障原因：EH油質(zhì)差導(dǎo)致OPC集成塊進油節(jié)流孔堵塞，補不上油，致使AST/OPC集成塊油壓偏低；檢修后未更換高壓抗燃油，導(dǎo)致抗燃油運行多年已變質(zhì)。

5 AST/OPC集成塊油壓低故障的防范措施

(1) 加強EH油質(zhì)的檢測，并定期進行更換，嚴禁使用質(zhì)量不合格的EH油。

(2) 定期做AST電磁閥活動試驗，檢驗電磁閥閥芯是否泄漏。

(3) 在停機期間，檢查AST/OPC電磁閥閥芯及密封圈是否完好，有無泄漏。

(4) 在停機期間，逐個清理AST/OPC各節(jié)流孔，確保無堵塞。

6 結(jié)束語

DEH控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、保護作用對高參數(shù)、大容量機組顯得非常重要，其可靠性也越發(fā)關(guān)鍵。引起上述故障的原因都是一些細小的因素，工作人員對其進行檢查、消除非常費神。因此，在日常維護中應(yīng)將EH油質(zhì)、LVDT接線、傳感器固定等作為重點檢修工作，才能最大限度地降低DEH控制系統(tǒng)故障。

1 瞿七九．600 MW汽輪機DEH故障分析及處理[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(10)：46-48．

2 鄭曉林．汽輪機油乳化的危害與防治[J]．電力安全技術(shù)，2013，15(12)：61-63．

2016-07-12。

張學(xué)兵(1972-)，男，工程師，主要從事火電廠熱工自動化系統(tǒng)的維護和檢修工作， email：13834053761@126．com。