劉立元

電廠汽機DEH控制系統(tǒng)故障原因的探討

劉立元

（華能嘉祥發(fā)電有限公司 山東濟寧 272400）

新時期，隨著社會的不斷發(fā)展，電廠汽機機組的控制系統(tǒng)得到顯著提高。但是，其重要控制系統(tǒng)——DEH控制系統(tǒng)在實際的運行過程中依然存在諸多問題。本文將通過簡述DEH控制系統(tǒng)，并具體分析常見故障及解決措施。

電廠；DEH控制系統(tǒng)；汽機；故障因素

1 引言

隨著我國電力行業(yè)的快速發(fā)展，汽輪機組的容量不斷增大，對于汽輪發(fā)電機組的運行要求日益嚴(yán)格。為保證發(fā)電機組運行安全，可引入DEH系統(tǒng)。作為汽輪機數(shù)字電液控制（DEH）系統(tǒng)的主要執(zhí)行機構(gòu)，液壓調(diào)節(jié)（EH）系統(tǒng)的主要功能就是接受DEH控制系統(tǒng)發(fā)出的操作指令，對汽輪機各進汽閥和開度進行調(diào)節(jié)與控制，同時也可以滿足汽輪機蒸汽流量、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷調(diào)節(jié)的工作要求，可基本保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定。由此可見，DEH系統(tǒng)和汽輪機的正常調(diào)節(jié)以及安全運行息息相關(guān)，因此，在其出現(xiàn)故障時需及時處理。

2 電廠汽機DEH控制系統(tǒng)組成

數(shù)字電液控制系統(tǒng)，簡稱為DEH控制系統(tǒng)，是專門用于控制電廠汽輪機組啟停、變速和功率等方面的一種控制系統(tǒng)，能夠促使其進行安全運行。因此，其目的主要是確保機組的正常運行，主要控制對象是電廠汽輪機組，主要控制內(nèi)容是機組的啟停、變速和功率等。DEH系統(tǒng)主要是是由供油裝置、管路系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、超速保護以及緊急遮斷設(shè)備構(gòu)成，其主要介質(zhì)就是磷酸脂抗燃油。供油裝置主要是由油箱、泵組、壓力回路以及過濾冷卻回路等共同組成。泵組通常選用的為定壓變量泵，可以對流量進行調(diào)節(jié)，使得泵出口的壓力保持穩(wěn)定。壓力回路主要由泵出口的流量計、濾器、逆止閥、蓄能瓶等構(gòu)成。過濾冷卻回路主要是由冷油器和旁路再生系統(tǒng)（含精濾器和硅藻土濾器）。管路系統(tǒng)中主要有連接管路、高低壓兩種蓄能器組，其功能為可以減少因為閥門工作造成的有流量大幅變化對系統(tǒng)造成的沖擊，可以穩(wěn)壓和儲能作用。執(zhí)行機構(gòu)（俗稱油動機）一般分開關(guān)型和伺服型兩種，開關(guān)型的油動機與主管路之間裝有節(jié)流孔板，伺服型的則沒有。當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)速高達(dá)1．03倍額定轉(zhuǎn)速時，需要快速調(diào)小所有調(diào)節(jié)汽閥的開度，這一功能稱為超速保護（OPC）；如汽輪機運行不正常，或因突發(fā)故障而轉(zhuǎn)速飛升達(dá)1．15倍額定轉(zhuǎn)速時，僅靠OPC功能不足以控制其轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，則需緊遮斷全部進汽閥門，這一功能稱為緊急遮斷（AST）。典型系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 汽輪機DEH控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

該系統(tǒng)的主要特點體現(xiàn)在以下幾個方面：①DEH控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，有助于提高電廠汽輪機組的自動化水平，有助于減輕相關(guān)工作人員的勞動強度，有利于提高電廠的經(jīng)濟效益；②通過采取先進的微處理技術(shù)，一方面能夠提高整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的緊湊性和可靠性，另一方面使得對電廠汽機組的測試與維修更加方便；③該控制系統(tǒng)不僅能夠充分發(fā)揮優(yōu)先級控制、熱電調(diào)節(jié)和抽氣壓力控制等功能，還預(yù)留了接口，以實現(xiàn)電廠汽輪機組的自動化運行。

3 汽輪機組DEH系統(tǒng)故障分析與處理

DEH控制系統(tǒng)的運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，若不能夠準(zhǔn)確、及時的對其進行合理處理，那么勢必會對汽輪機組的運行安全性帶來影響?，F(xiàn)對DEH系統(tǒng)較常出現(xiàn)的故障總結(jié)如下：

3.1 伺服系統(tǒng)故障及處理方法

DEH系統(tǒng)普遍采用磷酸酯抗燃油，在使用過程中極易劣化，主要表現(xiàn)為污染顆粒度的增加和酸值升高。DEH系統(tǒng)用抗燃油一般要求達(dá)到MOOG2級，酸值KOH應(yīng)小于0.2‰?？谷加臀廴绢w粒度增加，極易造成伺服閥卡澀，同時還會使閥芯磨損、泄漏增加。因此，要定期更換油路濾芯，清理變質(zhì)油，同時要定期更換液壓油，加強液壓油的管理，必要時更換清洗伺服閥，定期檢查或更換電氣信號端口，緊固接線端子以防止其松動，還應(yīng)檢查連線以防止其接觸不良。

3.2 油系統(tǒng)故障及處理方法

①EH油溫超標(biāo)問題。當(dāng)該類系統(tǒng)油溫超過58℃的時候，系統(tǒng)便會在當(dāng)下進行自動報警，產(chǎn)生該類狀況的原因眾多，包括冷卻水溫度超出35℃且水壓過低時，需要降低冷卻水溫度并且合理提升其壓力數(shù)值；當(dāng)溢流閥出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，便要在當(dāng)下進行閥門檢驗和更換處理；如若油加熱器誤投則需要停止油加熱器運行；對應(yīng)的冷卻水閥門故障，便需要盡快調(diào)試溢流閥定值或是直接更換溢流閥。②掛閘之后，油動機無法依照預(yù)設(shè)指令開調(diào)門或是閘門無法打開。產(chǎn)生該類狀況的原因表現(xiàn)為：AST系統(tǒng)漏油或是帶電不正常運行、伺服閥和門桿油動機活塞卡死等。在此類環(huán)境下，工作人員的第一要務(wù)就是檢測電磁閘閥或否遺留卡死或是無法緊閉的問題，確認(rèn)完畢之后委派汽機檢修人員或者人工檢修人員前來檢查和維護，其間觀察認(rèn)證隔膜閥透折過程、油壓的安全范圍、門桿和活塞卡，以及油閥的正常性，當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)和DEH控制系統(tǒng)故障相關(guān)的話，便需要督促熱控管理人員快速前去檢驗，保證在最短時間范圍內(nèi)將具體故障排除。然后，指示和壓力開關(guān)動作失常、EH油溫長期低于20℃、EH油箱油位長期低于450mm、任意一個伺服閥故障、EH油泵正常運行環(huán)境下油壓無法達(dá)到11.2MPa，以及聯(lián)鎖保護失常等弊端，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中任何一類狀況，都要保證盡快聯(lián)系技術(shù)人員重新調(diào)試。

3.3 調(diào)節(jié)閥故障及處理方法

在輸出指令不變的情況下，油動機反饋信號發(fā)生周期性的連續(xù)變化，稱之為調(diào)節(jié)閥油動機晃動，在汽輪機運行的情況下，最常見最復(fù)雜的故障就是調(diào)節(jié)閥油動機晃動故障。油動機晃動的幅值有大有小，頻率有快有慢。產(chǎn)生油動機擺動的原因主要有以下幾個方面：①熱工信號問題。當(dāng)兩只位移傳感器發(fā)生干涉、驅(qū)動卡輸出信號含有交流分量或伺服閥信號電纜有某點接地時均可能發(fā)生油動機擺動現(xiàn)象。②伺服閥故障。當(dāng)伺服閥接收到指令信號后，因其內(nèi)部故障產(chǎn)生振蕩，使輸出流量發(fā)生變化，造成油動機擺動。③閥門突跳引起的輸出指令變化。當(dāng)某一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，同樣在蒸汽力的作用下，主閥從門桿的上死點突然跳到門桿的下死點，造成流量減小，DEH又發(fā)出開大該閥門指令，從而導(dǎo)致晃動。調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)晃動，首先判斷是軟件系統(tǒng)引起的晃動，還是控制驅(qū)動卡故障引起的故障。把調(diào)門對應(yīng)的驅(qū)動卡模塊強制手動，如閥門不晃動，則是DCS系統(tǒng)引起的晃動；如閥門晃動，則證明是控制卡件故障或LVDT反饋線圈故障。關(guān)于DEH油壓不穩(wěn)定，波動引起閥門的晃動，主要是由于泵的調(diào)節(jié)裝置動作不靈活造成的。當(dāng)調(diào)節(jié)閥閥芯出現(xiàn)卡澀或摩擦阻力增大時，不能及時將泵出口壓力信號轉(zhuǎn)換成推動機構(gòu)的推力，造成泵流量調(diào)整滯后于壓力變化，使泵輸出壓力波動。此時可拆下調(diào)節(jié)閥并解體，清洗相關(guān)零件，檢查閥芯磨損情況，復(fù)裝后一般可消除該閥故障。當(dāng)閥門出現(xiàn)晃動時，可調(diào)整控制驅(qū)動時間，如果控制驅(qū)動時間調(diào)整無效，則可降低比例倍數(shù)。

4 結(jié)束語

總之，作為電廠設(shè)備的重要組成部分，汽機機組對于整個電廠設(shè)備的安全運行具有直接的影響，對于電廠經(jīng)濟效益的實現(xiàn)也具有重要的作用。作為汽機機組的主控系統(tǒng)，DEH控制系統(tǒng)若出現(xiàn)故障，就會影響整個汽機機組的正常運行，甚至?xí)l(fā)一些安全事故。因此，為確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，必須在電液系統(tǒng)、油系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)等方面積極探索有效改進措施，并有效控制整個汽機機組。

[1]宮偉東.汽輪機DEH控制系統(tǒng)常見故障原因分析及處理措施研究[J].工程技術(shù)：文摘版，2015（12）：00099.

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2016-9-10

劉立元（1970-），男，工程師，本科。