電廠汽機(jī)DEH控制系統(tǒng)故障原因的探討

劉立元

電廠汽機(jī)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(jì)寧 272400）

新時(shí)期，隨著社會的不斷發(fā)展，電廠汽機(jī)機(jī)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(shí)際的運(yùn)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(jī)；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(jī)組的容量不斷增大，對于汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行要求日益嚴(yán)格。為保證發(fā)電機(jī)組運(yùn)行安全，可引入DEH系統(tǒng)。作為汽輪機(jī)數(shù)字電液控制（DEH）系統(tǒng)的主要執(zhí)行機(jī)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(jī)各進(jìn)汽閥和開度進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，同時(shí)也可以滿足汽輪機(jī)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(yùn)行穩(wěn)定。由此可見，DEH系統(tǒng)和汽輪機(jī)的正常調(diào)節(jié)以及安全運(yùn)行息息相關(guān)，因此，在其出現(xiàn)故障時(shí)需及時(shí)處理。

2 電廠汽機(jī)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(jī)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(jìn)行安全運(yùn)行。因此，其目的主要是確保機(jī)組的正常運(yùn)行，主要控制對象是電廠汽輪機(jī)組，主要控制內(nèi)容是機(jī)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(jī)構(gòu)、超速保護(hù)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(jìn)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(jì)、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?yàn)殚y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(jī)構(gòu)（俗稱油動(dòng)機(jī)）一般分開關(guān)型和伺服型兩種，開關(guān)型的油動(dòng)機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)1．03倍額定轉(zhuǎn)速時(shí)，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(hù)（OPC）；如汽輪機(jī)運(yùn)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(shí)，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(jìn)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(jī)DEH控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①DEH控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用，有助于提高電廠汽輪機(jī)組的自動(dòng)化水平，有助于減輕相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益；②通過采取先進(jìn)的微處理技術(shù)，一方面能夠提高整個(gè)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(jī)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(shí)現(xiàn)電廠汽輪機(jī)組的自動(dòng)化運(yùn)行。

3 汽輪機(jī)組DEH系統(tǒng)故障分析與處理

DEH控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，若不能夠準(zhǔn)確、及時(shí)的對其進(jìn)行合理處理，那么勢必會對汽輪機(jī)組的運(yùn)行安全性帶來影響。現(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‰。抗燃油污染顆粒度增加，極易造成伺服閥卡澀，同時(shí)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(shí)要定期更換液壓油，加強(qiáng)液壓油的管理，必要時(shí)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(dòng)，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(shí)候，系統(tǒng)便會在當(dāng)下進(jìn)行自動(dòng)報(bào)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(shí)，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(jìn)行閥門檢驗(yàn)和更換處理；如若油加熱器誤投則需要停止油加熱器運(yùn)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(dòng)機(jī)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(yùn)行、伺服閥和門桿油動(dòng)機(jī)活塞卡死等。在此類環(huán)境下，工作人員的第一要?jiǎng)?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(jī)檢修人員或者人工檢修人員前來檢查和維護(hù)，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(yàn)，保證在最短時(shí)間范圍內(nèi)將具體故障排除。然后，指示和壓力開關(guān)動(dòng)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(gè)伺服閥故障、EH油泵正常運(yùn)行環(huán)境下油壓無法達(dá)到11.2MPa，以及聯(lián)鎖保護(hù)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)晃動(dòng)，在汽輪機(jī)運(yùn)行的情況下，最常見最復(fù)雜的故障就是調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)晃動(dòng)故障。油動(dòng)機(jī)晃動(dòng)的幅值有大有小，頻率有快有慢。產(chǎn)生油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)的原因主要有以下幾個(gè)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(dòng)卡輸出信號含有交流分量或伺服閥信號電纜有某點(diǎn)接地時(shí)均可能發(fā)生油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)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(dòng)機(jī)擺動(dòng)。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(gè)特定的工作點(diǎn)時(shí)，由于蒸汽力的作用，使主閥由門桿的下死點(diǎn)突然跳到門桿的上死點(diǎn)，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(diǎn)突然跳到門桿的下死點(diǎn)，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(dòng)。調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)晃動(dòng)，首先判斷是軟件系統(tǒng)引起的晃動(dòng)，還是控制驅(qū)動(dòng)卡故障引起的故障。把調(diào)門對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)卡模塊強(qiáng)制手動(dòng)，如閥門不晃動(dòng)，則是DCS系統(tǒng)引起的晃動(dòng)；如閥門晃動(dòng)，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(dòng)引起閥門的晃動(dòng)，主要是由于泵的調(diào)節(jié)裝置動(dòng)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(shí)，不能及時(shí)將泵出口壓力信號轉(zhuǎn)換成推動(dòng)機(jī)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(dòng)。此時(shí)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(dòng)時(shí)，可調(diào)整控制驅(qū)動(dòng)時(shí)間，如果控制驅(qū)動(dòng)時(shí)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(jī)機(jī)組對于整個(gè)電廠設(shè)備的安全運(yùn)行具有直接的影響，對于電廠經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)也具有重要的作用。作為汽機(jī)機(jī)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(gè)汽機(jī)機(jī)組的正常運(yùn)行，甚至?xí)l(fā)一些安全事故。因此，為確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(jìn)措施，并有效控制整個(gè)汽機(jī)機(jī)組。

[1]宮偉東.汽輪機(jī)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.

[2]宋戰(zhàn)兵，羅德柱，郭新偉.印度騰達(dá)電廠DEH系統(tǒng)調(diào)試存在問題的分析處理[J].陜西電力，2011，39（7）：58～60.

[3]陳林，彭敏，王勇.汽輪機(jī)DEH/MEH系統(tǒng)主站控制器全故障問題分析及對策[J].四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（3）：25～30.

TK268

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1004-7344（2016）27-0045-02

2016-9-10

劉立元（1970-），男，工程師，本科。