林金星，陳飛翔

（華能國(guó)際電力股份有限公司南通電廠，江蘇南通 216000）

0 引言

LVDT（Linear Variable Differential Transformer，線性可變差動(dòng)變壓器）是汽機(jī)主汽調(diào)閥的重要組成部分，直接影響DEH（Digital Electric Hydraulic Control System，汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)）系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。某廠DEH 系統(tǒng)中，調(diào)閥控制依靠ABB 液壓伺服模件IMHSS03 完成，中央控制模板IMMFP12 通過(guò)該模件控制伺服閥從而控制油動(dòng)機(jī)。近年來(lái)，該廠汽輪機(jī)高壓調(diào)門(mén)發(fā)生過(guò)卡件故障、LVDT 反饋與指令不對(duì)應(yīng)等缺陷，現(xiàn)從HSS03 及LVDT 兩方面對(duì)這些缺陷發(fā)生的原因進(jìn)行回顧與分析。

1 高壓調(diào)門(mén)控制故障案例

該廠汽輪機(jī)1#4#調(diào)門(mén)各裝2 個(gè)LVDT，1 主1 備。LVDT 的行程0～60 mm，調(diào)門(mén)實(shí)際行程最大值在50～58 mm。

1.1 控制模件故障導(dǎo)致跳閘

該廠2#汽機(jī)1#調(diào)門(mén)因控制模件故障，運(yùn)行中突然關(guān)閉，導(dǎo)致機(jī)組工況大幅擾動(dòng)，事故處理中，汽包水位高水位保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。后檢查發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致本次事故的直接原因是運(yùn)行中1#高壓調(diào)門(mén)驅(qū)動(dòng)板模件看門(mén)狗故障，信號(hào)壞質(zhì)量，模件無(wú)法工作，調(diào)門(mén)從全開(kāi)位置突然關(guān)閉，造成機(jī)組工況大幅度變化。

1.2 汽機(jī)調(diào)門(mén)驅(qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

該廠2#機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中調(diào)節(jié)系統(tǒng)切AGC（Automatic Gen原eration Control，自動(dòng)發(fā)電控制）方式后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生大幅晃動(dòng)，機(jī)組負(fù)荷從270 MW 突升至340 MW，給水流量突降至138 t/h（給水流量測(cè)量的最小指示值）并跳手動(dòng)，運(yùn)行人員處置不及，汽包低水位保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。后檢查發(fā)現(xiàn)原驅(qū)動(dòng)板為1 路輸出帶雙線圈并聯(lián)，為提高調(diào)門(mén)驅(qū)動(dòng)冗余和可靠性，在機(jī)組調(diào)停期間將4 只調(diào)門(mén)驅(qū)動(dòng)板增加了1 路輸出，每路各自帶1 個(gè)線圈。汽機(jī)調(diào)門(mén)驅(qū)動(dòng)改為雙回路以后未進(jìn)行協(xié)調(diào)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，造成調(diào)門(mén)晃動(dòng)，主蒸汽流量大幅晃動(dòng)，造成三取中邏輯判斷測(cè)點(diǎn)故障，給水主控站在較低點(diǎn)跳手動(dòng)，給水流量大幅下降，汽包水位低跳閘。

1.3 伺服閥插頭維護(hù)不當(dāng)

該廠2#機(jī)組負(fù)荷266 MW，汽機(jī)1#、2#、3#調(diào)門(mén)開(kāi)度分別100%、40%、0%，出現(xiàn)CV3 和HSS03 故障報(bào)警，報(bào)警于50 s 后消失，此后頻繁出現(xiàn)4 次。經(jīng)檢查為3#調(diào)門(mén)伺服閥雙輸出中“輸出2”瞬間故障。后檢查發(fā)現(xiàn)伺服閥插頭已松動(dòng)，插頭中有1 插針歪曲，未完全插入母接頭的插孔中，運(yùn)行時(shí)閥門(mén)振動(dòng)使得插頭逐漸松動(dòng)。

1.4 LVDT 插頭接觸不良導(dǎo)致跳閘

該廠2#機(jī)組負(fù)荷280 MW，全周進(jìn)汽方式時(shí)2#高壓調(diào)門(mén)故障報(bào)警，檢查發(fā)現(xiàn)2#高壓調(diào)門(mén)反饋突升至45%且仍在逐漸開(kāi)大（各調(diào)門(mén)指令28%上升至30%），機(jī)組負(fù)荷、壓力略有變化，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)2#高壓調(diào)門(mén)已關(guān)閉。隨后維護(hù)關(guān)閉2#高壓調(diào)門(mén)，隔離2#高壓調(diào)門(mén)控制油，檢查2#高壓調(diào)門(mén)反饋回路，發(fā)現(xiàn)位置反饋航空插頭接觸不良。次日，2#機(jī)組2#調(diào)門(mén)開(kāi)度反饋?zhàn)孕虚_(kāi)足，就地檢查2#調(diào)門(mén)關(guān)閉。經(jīng)檢查2#高壓調(diào)門(mén)主LVDT 插頭接觸不良，將2#調(diào)門(mén)維護(hù)關(guān)并隔離油路后更換插頭及引線，并減小了2#機(jī)組機(jī)跟蹤方式和協(xié)調(diào)方式下機(jī)主控的比例調(diào)節(jié)參數(shù)后調(diào)門(mén)調(diào)節(jié)正常。

后檢查發(fā)現(xiàn)汽機(jī)調(diào)門(mén)位置反饋LVDT 母插頭與引線焊接的部位接觸不良。當(dāng)LVDT 反饋大于指令時(shí)，將產(chǎn)生關(guān)電流，使調(diào)門(mén)關(guān)閉。汽機(jī)全周進(jìn)汽時(shí)調(diào)門(mén)開(kāi)度在32.5%處有一拐點(diǎn)，超過(guò)此拐點(diǎn)后斜率明顯增大，流量變化較大，因調(diào)門(mén)新增了1 路伺服閥輸出，動(dòng)作特性改變，調(diào)門(mén)動(dòng)作靈敏性變差、穩(wěn)定性變差。

1.5 LVDT 的主、備零位參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

該廠2#機(jī)組“3#高壓調(diào)門(mén)故障”報(bào)警。后檢查發(fā)現(xiàn)指令與反饋偏差大于10%后延時(shí)10 s 報(bào)警，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，主、備2 只LVDT 反饋基本一致，都是6左右，此時(shí)HSS03 主線圈輸出指令在最大值。后檢查發(fā)現(xiàn)LVDT 的主、備零位參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，臨時(shí)在線調(diào)整LVDT 的主、備零位參數(shù)至2%后恢復(fù)正常。

2 高壓調(diào)門(mén)控制主要原因及解決辦法

2.1 LVDT 反饋桿變形

在協(xié)調(diào)控制方式下，為維持機(jī)組負(fù)荷，高調(diào)動(dòng)作較為頻繁，可導(dǎo)致LVDT 反饋桿變形，從而導(dǎo)致測(cè)量的閥位值出現(xiàn)偏差，目標(biāo)負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷一直存在偏差，加劇調(diào)門(mén)的頻繁動(dòng)作，致使調(diào)速系統(tǒng)失穩(wěn)，負(fù)荷出現(xiàn)波動(dòng)。在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，LVDT 的緊固螺絲松動(dòng)或反饋桿斷裂，均可導(dǎo)致高壓調(diào)門(mén)晃動(dòng)。

2.2 LVDT 及伺服閥接插件故障

加強(qiáng)對(duì)調(diào)門(mén)LVDT 設(shè)備的整改工作。先期將調(diào)門(mén)LVDT 插頭換新，后期考慮LVDT 換型，取消LVDT 中間插頭，改為接線直接至現(xiàn)場(chǎng)接線盒，減小因現(xiàn)場(chǎng)接線回路接觸電阻增大（或開(kāi)路）而引起的伺服卡損壞故障。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，防止伺服閥接插件松動(dòng)。由于伺服閥接線盒位于調(diào)門(mén)上，調(diào)門(mén)運(yùn)行中振動(dòng)較大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行造成接線端子松動(dòng)，使接觸電阻增大、調(diào)門(mén)晃動(dòng)。

2.3 加強(qiáng)HSS03 模件備品存儲(chǔ)及測(cè)試工作

HSS03 模件備品質(zhì)量直接影響到更換模件后調(diào)門(mén)控制的安全性。為此制定DCS 備品管理制度，規(guī)范了卡件存儲(chǔ)、測(cè)試和更換前的檢測(cè)工作。及時(shí)調(diào)整機(jī)主控調(diào)節(jié)器的參數(shù)。對(duì)于調(diào)門(mén)伺服閥改雙輸出后所引起的調(diào)節(jié)振蕩，需分別對(duì)機(jī)跟蹤和協(xié)調(diào)方式下的機(jī)主控參數(shù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)。運(yùn)行中無(wú)法調(diào)節(jié)時(shí)暫時(shí)將機(jī)跟蹤、協(xié)調(diào)至機(jī)主控的比例系數(shù)減小，以提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)干擾

當(dāng)LVDT 線圈絕緣性能不好，傳感器線圈和殼體導(dǎo)通破壞了單點(diǎn)接地從而產(chǎn)生干擾，引起調(diào)門(mén)晃動(dòng)，此時(shí)只能更換LVDT。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電纜的屏蔽層接地時(shí)，同樣會(huì)造成信號(hào)干擾。應(yīng)加強(qiáng)控制電纜的敷設(shè)質(zhì)量把控。

2.5 其他預(yù)控措施

可搭建大機(jī)調(diào)門(mén)控制測(cè)試臺(tái)，開(kāi)展模件功能參數(shù)的優(yōu)化工作。利用DCS 試驗(yàn)室內(nèi)的設(shè)備，搭建大機(jī)調(diào)門(mén)控制的模擬測(cè)試臺(tái)，進(jìn)行LVDT 抖動(dòng)、LVDT 定位、伺服卡件通電測(cè)試、伺服卡件參數(shù)比較、伺服卡件故障報(bào)警分析等深度測(cè)試工作，為汽機(jī)調(diào)門(mén)控制設(shè)備的維護(hù)消缺提供實(shí)用的測(cè)試平臺(tái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該廠汽輪機(jī)調(diào)門(mén)LVDT 的整改及機(jī)主控調(diào)節(jié)器參數(shù)的重新整定，及DCS 電子間環(huán)境整治和HSS03 卡件的有效管理，該廠汽機(jī)調(diào)門(mén)控制故障的次數(shù)明顯減少，控制系統(tǒng)中的重大設(shè)備隱患得到消除，系統(tǒng)的安全可靠性提高。近3 年來(lái)，未出現(xiàn)過(guò)由于熱控原因引起調(diào)門(mén)控制故障甚至機(jī)組停運(yùn)事件。