摘 要：由于某電廠供熱抽汽調(diào)節(jié)閥故障頻發(fā)，調(diào)節(jié)閥指令與反饋偏差大，閥門開度頻繁擺動(dòng)，造成供熱蒸汽流量及壓力波動(dòng)，降低供熱品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成供熱中斷，影響機(jī)組供熱效率?；诖?，針對(duì)供熱抽汽調(diào)節(jié)閥故障現(xiàn)象，分析了故障產(chǎn)生的原因，提出了處理方案，優(yōu)化了供熱抽汽調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)方式，增強(qiáng)了該電廠供熱系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：供熱抽汽調(diào)節(jié)閥;伺服閥;比例閥;抗燃油

0 引言

某電廠于2012年底完成了300 MW機(jī)組增容改造與供熱改造工作，機(jī)組投入供熱運(yùn)行以來，#3機(jī)組頻繁發(fā)生供熱抽氣調(diào)節(jié)閥控制機(jī)構(gòu)故障，故障表現(xiàn)為調(diào)節(jié)閥指令與反饋偏差大、閥門開度頻繁擺動(dòng)、調(diào)節(jié)閥無法正常起到精準(zhǔn)調(diào)節(jié)供熱蒸汽量的作用，不僅嚴(yán)重影響了機(jī)組供熱安全，因頻繁維修給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，還直接影響了居民采暖。本文主要針對(duì)該電廠#3機(jī)組供熱調(diào)節(jié)閥反饋與指令不一致，閥門頻繁擺動(dòng)的問題進(jìn)行了分析，指出了故障原因并提出了處理方案，有效保證了機(jī)組供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 供熱調(diào)節(jié)閥簡介

該供熱系統(tǒng)所用蒸汽為中壓缸至低壓缸聯(lián)通管抽汽。本文介紹的供熱抽汽調(diào)節(jié)閥安裝于供熱蒸汽母管上，能夠自動(dòng)調(diào)整供熱抽汽流量，保證所需的供熱抽汽壓力。

該供熱抽汽調(diào)節(jié)閥為江南閥門有限公司制造的800YTKD743H-25C液動(dòng)調(diào)節(jié)閥，閥門結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由閥門、快關(guān)執(zhí)行裝置、液壓控制裝置與反饋裝置組成，正常運(yùn)行時(shí)由主機(jī)EH油系統(tǒng)提供控制壓力油，油壓增大時(shí)油動(dòng)機(jī)活塞桿克服彈簧力做功，以實(shí)現(xiàn)閥門的開啟，伺服閥調(diào)節(jié)油動(dòng)機(jī)的進(jìn)油壓力，以實(shí)現(xiàn)閥門的開度調(diào)節(jié)，當(dāng)需要額定抽氣量時(shí)電磁鎖定閥動(dòng)作，使油壓穩(wěn)定在固定值。運(yùn)行時(shí)快關(guān)控制閥帶電開啟，給插裝閥提供關(guān)斷油壓，切斷回油保持油壓;失電時(shí)快關(guān)控制閥開啟，插裝閥形成通路，使控制系統(tǒng)迅速卸掉油壓，在彈簧力作用下實(shí)現(xiàn)閥門的關(guān)閉。液壓控制機(jī)構(gòu)原理如圖2所示。

2 供熱抽汽調(diào)節(jié)閥故障現(xiàn)象

在解決#3機(jī)組供熱抽汽調(diào)節(jié)閥頻繁擺動(dòng)問題時(shí)，檢修人員用伺服閥試驗(yàn)塊對(duì)調(diào)節(jié)閥總行程進(jìn)行校正，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥機(jī)械部分可以從全開位順利關(guān)至全關(guān)位，無卡澀現(xiàn)象，說明閥門機(jī)械部分并無故障。在#3機(jī)組供熱抽汽調(diào)節(jié)閥頻繁出現(xiàn)閥門擺動(dòng)，指令與反饋偏差大的問題期間，該廠曾對(duì)#3機(jī)組供熱抽汽調(diào)節(jié)閥更換了3次伺服閥，發(fā)現(xiàn)每次更換完畢后閥門恢復(fù)正常，但一段時(shí)間后又出現(xiàn)擺動(dòng)和偏差大的現(xiàn)象。

指令與反饋偏差大一般為油動(dòng)機(jī)頻繁擺動(dòng)所致，現(xiàn)場觀察油動(dòng)機(jī)與主控界面顯示一致，說明反饋裝置并無問題?，F(xiàn)場查看油動(dòng)機(jī)活塞桿頻繁擺動(dòng)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥指令與反饋裝置頻繁動(dòng)作，由此可以判斷油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)是造成調(diào)節(jié)閥故障頻發(fā)的直接要因。

3 故障原因排查

根據(jù)供熱抽汽調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)機(jī)制與故障現(xiàn)象，對(duì)供熱抽汽調(diào)節(jié)閥的故障原因進(jìn)行綜合分析，該廠對(duì)可能影響油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)的因素進(jìn)行了逐一排查。

3.1? ? 熱工信號(hào)異常

電液伺服閥在閥門上的作用就是將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)，所以有可能是因電信號(hào)異常導(dǎo)致的控制裝置異常。若熱工信號(hào)電壓過低，無法滿足控制調(diào)節(jié)伺服閥調(diào)節(jié)所需電壓，則會(huì)導(dǎo)致伺服閥無法根據(jù)指令進(jìn)行正確動(dòng)作。而經(jīng)熱工人員現(xiàn)場測量信號(hào)電壓后發(fā)現(xiàn)，信號(hào)電壓在正常范圍內(nèi)，故排除此因素。

3.2? ? 油動(dòng)機(jī)活塞桿漏油

油動(dòng)機(jī)活塞桿是實(shí)現(xiàn)油壓控制機(jī)械部分動(dòng)作的重要部件，活塞桿與套之間的間隙通過密封橡膠圈來密封，防止油缸內(nèi)抗燃油泄漏。若油動(dòng)機(jī)活塞密封圈損壞，則會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)油壓不穩(wěn)定，無法正常按照指令動(dòng)作。而班組人員經(jīng)現(xiàn)場檢查管路溫度與油動(dòng)機(jī)活塞桿發(fā)現(xiàn)，管路溫度為42 ℃未，超過運(yùn)行油溫標(biāo)準(zhǔn)（<50 ℃），且油動(dòng)機(jī)活塞桿周圍無油跡，故排除油動(dòng)機(jī)活塞桿漏油因素。

3.3? ? 伺服閥故障

伺服閥用于調(diào)節(jié)油動(dòng)機(jī)的進(jìn)油油壓。

通過伺服閥工作原理可知，可能會(huì)引起伺服閥故障的原因?yàn)樗欧y不合格和油質(zhì)不合格兩種情況[1]。該廠將更換下的伺服閥送至廠家檢查校驗(yàn)，經(jīng)伺服閥廠家空載試驗(yàn)后，結(jié)論為合格并出具試驗(yàn)報(bào)告，故排除是伺服閥產(chǎn)品不合格的可能。

該廠將取得的EH油箱油樣與供熱調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)油樣送檢，EH油箱內(nèi)油樣化驗(yàn)合格，而控制系統(tǒng)油質(zhì)報(bào)告顯示顆粒度（SAE）4級(jí)，超過MOOG3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，不合格。而電液伺服閥加工精度高，閥芯與閥套間隙只有2 μm左右，噴嘴與擋板之間的距離為0.03 mm左右，當(dāng)抗燃油油質(zhì)不合格，雜質(zhì)顆粒多時(shí)，伺服閥極易發(fā)生卡澀。故判斷供熱調(diào)節(jié)閥故障的主要原因?yàn)橛唾|(zhì)不合格引起的伺服閥卡澀。

4 處理方法及結(jié)果

4.1? ? 處理方法

供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)門系統(tǒng)中所用的磷酸酯抗燃油是一種人工合成的有機(jī)脂類液體[2]，其閃點(diǎn)和燃點(diǎn)均比渦輪機(jī)油高。抗燃油有較強(qiáng)的極性，與空氣接觸容易吸收空氣中的水分;在不同條件的熱照射下酯會(huì)容易分解，因此其氧化安定性、水解安定性較差，極易劣化?？谷加鸵坏┌l(fā)生劣化會(huì)使油中雜質(zhì)顆粒度增加，易造成抗燃油系統(tǒng)中部件的腐蝕和卡澀，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，為消除油質(zhì)不合格導(dǎo)致的抽汽調(diào)節(jié)閥故障，需從凈化油質(zhì)、降低控制機(jī)構(gòu)對(duì)油質(zhì)精度要求和防止油品中雜質(zhì)沉積這幾個(gè)方面考慮，并采取以下3點(diǎn)措施：

4.1.1? ? 增設(shè)進(jìn)油濾網(wǎng)

通過在控制塊前增設(shè)進(jìn)油濾網(wǎng)，用物理方法攔截抗燃油中無法通過濾網(wǎng)的雜質(zhì)顆粒，有效保證控制機(jī)構(gòu)抗燃油的潔凈度。

4.1.2? ? 將伺服閥調(diào)節(jié)更換為比例閥調(diào)節(jié)

從工作原理上看，電液比例換向閥和電液伺服閥都是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成閥芯位移信號(hào)[3]，再轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)來控制液壓系統(tǒng)工作，二者都能實(shí)現(xiàn)對(duì)控制油壓的調(diào)節(jié)作用。而電液伺服閥響應(yīng)快、調(diào)節(jié)精度高，電液比例閥相對(duì)響應(yīng)較慢、精度較低;但由于電液伺服閥加工精密使其相較比例閥來說對(duì)油質(zhì)的要求更高，極易因油質(zhì)原因發(fā)生卡澀，且價(jià)格較高，所帶來的后續(xù)維修費(fèi)用也較高。因此，在比例閥調(diào)節(jié)精度能滿足其需求的情況下，可以代替伺服閥進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以提高供熱系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性[4]。

4.1.3? ? 增設(shè)回油節(jié)流孔

從供熱調(diào)節(jié)閥的控制方式分析，在正常運(yùn)行時(shí)為提供油壓，油路不循環(huán)，導(dǎo)致抗燃油中的雜質(zhì)顆粒極易堆積。因此，該廠在進(jìn)油與回油管路上直接加裝節(jié)流孔，使其能在保持油壓的同時(shí)油路進(jìn)行循環(huán)，防止雜質(zhì)顆粒的堆積。

4.2? ? 處理結(jié)果

該廠自#3機(jī)組供熱系統(tǒng)投運(yùn)至故障處理前共更換過3次伺服閥，閥門故障出現(xiàn)時(shí)位置反饋頻繁擺動(dòng)，幅度在1%左右，供熱調(diào)節(jié)閥位置反饋曲線如圖3所示。該廠通過上述改造方案處理后，供熱調(diào)節(jié)閥在2017年供熱季未發(fā)生過故障。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今，隨著技術(shù)的不斷完善以及閥門控制機(jī)構(gòu)靈活性與精密性的不斷提高，抗燃油的油質(zhì)問題成為了抗燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障的常見原因。因此，為保證抗燃油系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于油品的維護(hù)應(yīng)成為企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。在機(jī)組日常運(yùn)行中，應(yīng)定期進(jìn)行油質(zhì)化驗(yàn)，對(duì)于油的顆粒度、酸值、水分、電阻率等指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)控，并定期更換或清潔濾網(wǎng)。

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收稿日期：2020-01-14

作者簡介：孫聆菱（1993—），女，河北邢臺(tái)人，助理工程師，研究方向：電力設(shè)備用油質(zhì)量檢測。