史文睿

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，電廠汽機(jī)DEH控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。DEH是實(shí)現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組閉環(huán)控制的數(shù)字式電液控制系統(tǒng)。它是汽輪發(fā)電機(jī)的專用控制系統(tǒng)，是控制汽輪機(jī)啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速、功率的唯一手段，是一種用于電廠實(shí)現(xiàn)機(jī)組協(xié)調(diào)、遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)度等功能的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本文詳細(xì)探討了電廠汽機(jī)DEH控制系統(tǒng)故障因素及其措施。

關(guān)鍵詞：電廠汽機(jī);DHE系統(tǒng);故障;因素;措施

當(dāng)前，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，電廠汽機(jī)組的控制系統(tǒng)得到了很大的改進(jìn)。然而，其重要控制系統(tǒng)——DEH控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中仍存在許多問(wèn)題。因此，為有效實(shí)現(xiàn)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，加強(qiáng)對(duì)DEH控制系統(tǒng)故障原因的研究顯得尤為重要。

一、汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)的發(fā)展

隨著電網(wǎng)調(diào)節(jié)的需要，汽輪機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，第一代汽輪機(jī)出現(xiàn)在百年前，其核心技術(shù)是機(jī)械式離心調(diào)速器。第二代汽輪機(jī)出現(xiàn)于二三十年代，它采用機(jī)械傳動(dòng)，又稱感應(yīng)環(huán)節(jié)，因此被稱為機(jī)械、液壓式調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在第一代基礎(chǔ)上，顯著提高了響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)精度等細(xì)節(jié)問(wèn)題。第三代汽輪機(jī)是四十年代的產(chǎn)物，模擬電液控制系統(tǒng)使用具有計(jì)算功能的電氣元件來(lái)取代第一代與第二代的感應(yīng)，傳遞放大機(jī)械，但它保留了液壓執(zhí)行器-油動(dòng)機(jī)。五十年代中期，出現(xiàn)了當(dāng)前使用最多的第四代汽輪機(jī)控制系統(tǒng)，它是唯一不依賴機(jī)械液壓控制系統(tǒng)的純電調(diào)系統(tǒng)，以電子計(jì)算為主要控制裝置，模擬電氣系統(tǒng)為手操后備，采用液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱汽輪機(jī)DEH控制系統(tǒng)。

二、電廠汽機(jī)DEH系統(tǒng)概述

DEH系統(tǒng)是數(shù)字電液控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，其是電廠汽輪機(jī)組的專用控制系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)控制汽輪機(jī)組的啟停、轉(zhuǎn)速和功率等，是保證機(jī)組安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行的有效手段。該系統(tǒng)在電廠汽輪機(jī)組上的應(yīng)用，提高了機(jī)組運(yùn)行的自動(dòng)化水平，給電廠帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步降低了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。系統(tǒng)除具有抽氣壓力控制和優(yōu)先級(jí)控制等功能外，還為電廠其他自動(dòng)化系統(tǒng)預(yù)留了接口。由于系統(tǒng)采用了最先進(jìn)的微處理技術(shù)，不僅使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊、可靠，而且易于測(cè)試和維修。

由于電廠汽輪機(jī)組需長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行，作為汽輪機(jī)組主控系統(tǒng)的DEH系統(tǒng)也必須保持長(zhǎng)期運(yùn)行。雖然DEH系統(tǒng)的整體性能相對(duì)穩(wěn)定，但在長(zhǎng)期運(yùn)行中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些故障。DEH系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將影響汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行。

三、DEH控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式

DEH控制系統(tǒng)主要有四種運(yùn)行方式：一級(jí)手動(dòng)，以開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式在鍵盤(pán)上完成對(duì)閥門(mén)的具體控制，推動(dòng)電廠汽機(jī)的有效運(yùn)行。二級(jí)手動(dòng)作為DEH控制系統(tǒng)中的一種備用方式，通常不會(huì)被應(yīng)用，主要是在數(shù)字系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)起到應(yīng)急作用。操作員手動(dòng)，是DEH控制系統(tǒng)最基礎(chǔ)的運(yùn)行方式，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

四、DEH控制系統(tǒng)故障因素

1、在電液系統(tǒng)方面。相對(duì)而言，電液轉(zhuǎn)換器作為電液系統(tǒng)的重要組成部分，其故障次數(shù)較多。例如，由于電液轉(zhuǎn)換器卡澀死區(qū)的增大，其振幅比將減小;由于滑閥磨損嚴(yán)重，漏流量增大，電液轉(zhuǎn)換器在不改變進(jìn)口壓力情況下降低了出口壓力，導(dǎo)致進(jìn)出口壓力差升高問(wèn)題。

2、在保護(hù)制度方面。保護(hù)系統(tǒng)作為電廠汽輪機(jī)組DEH控制系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)整個(gè)DEH控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要影響。若OPC卡件箱中的設(shè)備出現(xiàn)故障，則可能損壞DEH控制系統(tǒng)。

3、在鍋爐系統(tǒng)方面。由于系統(tǒng)的自平衡能力由無(wú)機(jī)械液壓調(diào)節(jié)，因此整個(gè)電廠汽輪機(jī)組的自評(píng)能力不高。在常規(guī)控制系統(tǒng)中，為快速控制機(jī)組轉(zhuǎn)速，需人工調(diào)整負(fù)荷設(shè)定值。但這種調(diào)整具有很大的隨機(jī)性，調(diào)整速度相對(duì)較慢，鍋爐很難快速降低負(fù)荷，這將導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)一些問(wèn)題。

4、在油系統(tǒng)方面。機(jī)組運(yùn)行期間，DEH控制系統(tǒng)的大部分油管路安裝在汽機(jī)上，使DEH控制系統(tǒng)的油管路或部分元件易受高溫高壓環(huán)境影響。另外，隨著溫度的不斷升高，油的氧化速度會(huì)加快，EH油的酸值會(huì)隨著油的氧化而增大，當(dāng)超過(guò)0.1mg KOH/g時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空氣間隔等問(wèn)題。同時(shí)，EH油含水乳化后，DEH控制系統(tǒng)不能安全運(yùn)行，甚至?xí)l(fā)生汽輪機(jī)組危急遮斷等系統(tǒng)故障。例如，在EH油乳化工況下，AST在緊急情況下不會(huì)自行動(dòng)作，泄漏孔會(huì)被堵塞，導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速飛升而無(wú)法停止，甚至?xí)p壞汽輪機(jī)組。通過(guò)分析，EH油含水量高的原因有：首先，磷酸本身具有催化作用，EH油本身含有大量的水汽結(jié)露產(chǎn)物，所以EH油水解后因磷酸的產(chǎn)生而加速水解反應(yīng);其次，電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行時(shí)使用的冷卻水一般為工業(yè)用水，水質(zhì)差，一方面會(huì)逐漸腐蝕銅管，另一方面會(huì)使水側(cè)壓力大于油側(cè)壓力，導(dǎo)致冷卻水側(cè)漏到油側(cè)問(wèn)題。

五、DEH控制系統(tǒng)解決故障問(wèn)題的措施

1、在電液系統(tǒng)方面。為解決與電液轉(zhuǎn)換器故障相關(guān)的問(wèn)題，具體方法為：①解體后仔細(xì)檢查電液轉(zhuǎn)換器的所有零件;②彈性減小的彈簧應(yīng)及時(shí)更換;③及時(shí)更換損壞濾網(wǎng);④及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的滑閥閥桿;⑤及時(shí)清理堵塞濾網(wǎng)。

2、在保護(hù)系統(tǒng)方面。首先，在保護(hù)系統(tǒng)中，OPC板直接控制OPC電磁閥。若發(fā)現(xiàn)OPC板有故障，應(yīng)及時(shí)更換。因此，從安全角度出發(fā)，在更換OPC板時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查和測(cè)試新更換的OPC板，并暫時(shí)切斷板與閥門(mén)的連接。更換完成后，仔細(xì)檢查新更換的OPC板是否能安全運(yùn)行;重新連接板和閥門(mén)間的連接。其次，判斷MPC測(cè)速板是否存在問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)是其自身的指示燈。這是因當(dāng)汽輪機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)時(shí)，機(jī)組轉(zhuǎn)速大于1000min/r，指示燈亮;MPC測(cè)速板故障時(shí)，指示燈不亮。因此，為消除此故障問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)更換MPC測(cè)速板。更換過(guò)程中，應(yīng)依次更換兩塊以上的MPC測(cè)速板，不得同時(shí)進(jìn)行。

3、在鍋爐系統(tǒng)方面。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為保證汽輪機(jī)組在不停爐的情況下運(yùn)行，可向DEH控制系統(tǒng)增加電網(wǎng)解列信號(hào)，并可增加超速防護(hù)回路，并對(duì)DEH控制系統(tǒng)甩負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速控制回路進(jìn)行改進(jìn)，以快速降低鍋爐負(fù)荷，穩(wěn)定燃燒。

4、在油系統(tǒng)方面。①應(yīng)合理設(shè)計(jì)DEH控制系統(tǒng)中各元件的安裝位置，盡量避免高溫高壓環(huán)境。當(dāng)然，若某些元件不能遠(yuǎn)離高溫區(qū)域，可采用高溫隔熱方法，或采用引入壓縮空氣的方法來(lái)冷卻電廠的汽輪機(jī)組。此外，可適當(dāng)增加通風(fēng)，以降低汽輪機(jī)組運(yùn)行環(huán)境溫度。②對(duì)于使用工業(yè)水的冷油器，可使用除鹽冷卻水代替工業(yè)水，或使用不銹鋼管進(jìn)行焊接。此外，為有效去除油中水分，可采用體外循環(huán)方法，但采用這種方法時(shí)，避免因油箱中油位過(guò)低而影響整個(gè)汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行。③為有效避免死油區(qū)的發(fā)生，可適當(dāng)提高抗燃油的流動(dòng)性。另外，機(jī)組停止運(yùn)行后，為有效降低高溫區(qū)油溫，應(yīng)盡量保持DEH控制系統(tǒng)的油循環(huán)。④因再生裝置中的硅藻土濾芯可降低油的酸度，因此，將再生裝置應(yīng)用于DEH控制系統(tǒng)能有效避免其油酸值的升高。需注意的是，再生裝置投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)掌握其投入時(shí)機(jī)（油酸值接近0.1mg KOH/h）;當(dāng)油酸值大于0.5mg KOH/g時(shí)，表明電廠汽輪機(jī)組需更換新油。

綜上所述，隨著自動(dòng)化程度的提高及電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的要求日益嚴(yán)格，汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）已得到廣泛應(yīng)用。DEH系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、技術(shù)成熟、使用方便、操作靈活的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電廠汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的控制。

參考文獻(xiàn)

[1]陳澤濤.關(guān)于電廠汽機(jī)DEH控制系統(tǒng)故障因素的幾點(diǎn)思考[J].大科技，2016（08）.