300MW機組DEH控制系統安裝調試故障分析與研究

張峰

摘 ? 要：文章重點介紹火電機組DCS控制系統中的重要組成部分—DEH汽輪機數字電液調節系統，對DEH系統控制功能的幾個方面（轉速自動控制、閥位開環控制、負荷反饋閉環控制、主汽壓力控制、機組啟動控制）進行了具體的分析，并深入研究了DEH系統的安裝、調試和故障分析。文章希望以此來提高機組的運行效率。

關鍵詞：火電廠;300 MW機組;DEH系統;控制;調試;故障分析

1 ? ?對于300 MW機組DEH系統所具有的控制功能的具體分析

火電廠300 MW機組的汽輪機調速系統中已經大多數采用數字電液控制系統（Digital Electronic Hydraulic，DEH），DEH系統憑借系統自身所具有的優異性能，使機組在實際運行中的安全性、可靠性、穩定性得到了很大的保證。

1.1 ?DEH系統的轉速自動控制功能

在機組運行使用之前，操作人員可以設定DEH系統的轉速和升速率。在這時，它屬于轉速閉環無差調節系統，在設定的轉速與實際的轉速之間存在差值，兩者之間的差值在經過PID運算后，再利用伺服裝置控制油動機的開度，從而調整汽門開度的大小，可以使實際所具有的轉速隨著設定轉速的變化而變化。在目標轉速已經設定好不能再改變的前提下，已經設好的轉速將會以之前設定好的升速率自動向已設好的目標轉速靠近，當即將進入臨界轉速的區域后，系統會自動地將升速率調整成為400 r/min。同時，在轉速上升的過程之中，DEH系統不僅起到了調節轉速的作用，而且在此期間還會對機組進行高速暖機（見圖1），提高機組整體運行的穩定性。

1.2 ?閥位開環控制

在這種控制方式下，機組閥門的開度可以直接由操作人員進行設定，當所要求的開度設定完成之后，DEH系統便可將閥門開度的給定信號傳輸給液壓伺服卡，再用該信號與閥位反饋信號進行比較，隨后輸出控制信號給電液伺服閥，由此便可以對閥門的開度進行實時控制，從而滿足機組運行所需的功率要求。

1.3 ?負荷反饋閉環控制

在負荷反饋閉環控制中，負荷回路調節裝置作用最為重大，它發揮著不可替代的作用。當DEH系統接收到來自現場的功率和給定的功率之后會自動對差值進行比較放大，在這個時候，PID運算單元將計算出調節閥門開度指令，而后輸出至調節汽門伺服卡。在輸出的同時，PID也會與反饋信號進行比較，而后向電液伺服輸出控制信號，通過這一過程對閥門的開度進行實時的控制，已達到滿足機組運行中所需要的功率的目的。

1.4 ?調節級壓力反饋閉環控制

在這種控制方式下，調節級壓力回路調節裝置起著非常巨大的作用。在DEH系統收到調節壓力信號與給定信號之后，會在一定的時間內將兩個信號進行對比，而后將差值傳輸給壓力回路調節裝置，壓力回路調節裝置再對兩者之間的差值進行放大、運算，同時，PID會自動的對閥門開度進行調節，然后輸出到液壓伺服卡上，再與閥位反饋信號相比較，最后向電液伺服閥輸出控制信號，通過這一過程對閥門的開度進行實時的把握。

1.5 ?主汽壓力控制

主汽壓力控制器的作用是將設定值和實際值進行對比，然后再進行運算，使得PID在調節了閥門開度后，輸出至液壓伺服卡上，并在與閥位反饋信號對比后，輸出控制信號，通過這一過程對閥門開度進行有效的控制。

1.6 ?機組啟動控制

通常情況下，300 MW機組在啟動的過程中，可以選擇以下兩種方式的任意一種，即中壓缸啟動和高中壓聯合啟動。當機組選擇高中壓聯合的方式啟動時，高中壓調節閥之間的開度為1∶3。當機組選擇中壓缸的方式啟動時，閥切換系數為零，高調閥的開度也為零，這樣一來，閥門開度信號便會傳輸至中壓調節閥控制回路，并對其開度進行控制，以此來滿足中壓缸的啟動要求。就300 MW機組而言，調節閥開度與蒸汽流量存在著非線性的關系。故此，需要對閥門進行線性修正，DEH系統可以通過相關的修正函數對機組閥門進行線性修正。

2 ? ?300 MW機組DEH系統的典型故障分析

系統的控制功能要得到很好的發揮，就要求我們對系統做好安裝與調試工作，因此，需要我們做到以下幾點。隨著汽輪機DEH的在大型機組中的普及，數字式電液調節系統的故障判斷及處理方法已成為廣大電廠越來越關心的課題。文章將對本廠機組的DEH系統的一些典型故障進行分析，并將常規的處理方法作一些介紹。

2.1 ?機組中壓調節汽門大幅波動無法正常控制的情況分析

2015年7月6日21：23，#7機組開機并網后初帶負荷，運行人員發現#3中壓調節汽門異常波動，影響了機組的穩定運行。檢修人員到達現場檢查處理，發現兩路LVDT信號正常，接線緊固無松動，又檢查伺服閥接線亦無松動現象，伺服閥無漏油，檢查LVDT連接螺母也無松動情況。后測量反饋線和指令線發現，指令線有一路明顯有接地現象，后查實在開機過程中軸封有漏氣情況，致使部分蒸汽吹出，使附近伺服閥的航空插頭接線凝露接地。讓運行人員調整軸封壓力后，航空插頭接線干燥后，重新插入，故障排除。

2.2 ?s組D修后無法掛閘的故障分析

2017年4月6日12：45，#8機組開機時無法掛閘，熱工人員檢查所有的保護條件是否有閉鎖存在，檢查所有的跳閘條件都未滿足，掛閘按鈕已經復位所有的跳閘條件;檢查一次安全油壓和透平壓力油都正常;主油泵出口油壓也正常;檢查復位電磁閥線圈帶電正常吸合;各個行程開關ZS1，ZS2，ZS3也都動作正常，但就是無法掛閘成功。后考慮二次安全油壓不能長時間保持，分析可能是遮斷隔離閥組無法隔絕油壓泄放通道所致，因此，強制遮斷隔離電磁閥4YV帶電，然后再次掛閘，油壓建立，顯示掛閘成功。由上分析得出結論，出故障的是機械隔離滑閥，因其閥門在掛閘時滑環頂桿推出到機械隔離閥，頂桿調整太小導致閥門隔離不到位所致。問題找到后，機務人員調整頂桿后，掛閘成功，故障消除，順利沖轉。

2.3 ?VPC卡端子板故障引起的調門波動

2012年12月19日晚上23：40，#8號機組高調4正常運行中突然全開，無法調整。#8號機組負荷在180 MW，通過查詢歷史記錄發現，該調門在12月19日的18：28出現了電源故障報警。高調1和高調2在19：36閥位反饋由100%、97.29%突降至62.66%和62.35%。在電子間的DEH柜檢查發現高調4的VPC卡通信正常，無故障報警燈亮，檢查高調4的端子板發現其電源指示燈已經熄滅，其他調門的電源指示燈正常，可以初步判斷為高調4端子板故障，導致閥門失控達到全開狀態。通知當班值長要更換高調4的端子板。相應的安全措施：（1）汽機主控退出自動轉為手動控制（實際為手動，同時鍋爐主控也處于手動狀態）。（2）汽機閥門控制方式由多閥轉為單閥控制（當時是多閥控制狀態）。（3）負荷控制在220 MW以內（當時是180 MW）。（4）在組態上強制高調4的輸出指令為零。（5）關閉高調4伺服閥前高壓抗燃油過濾器前的截止閥和旁路閥，讓高調4的閥位由100%緩慢降到0%。在更換端子板時發現新購入的端子板上的型號以及序列號和原來的端子板不同（原來的端子板的型號為C2908469，新購進的端子板的型號為369B1878G0013VB），考慮以前的端子板為新華控制工程公司生產，新購進的端子板為GE公司生產，可能在型號和序列號上有區別，因此，更換后的新端子板需要把LVDT閥位信號的A和C線調換。更換端子板后閥門控制正常，故障排除。

2.4 ?機組EH油壓偏低無法正常投運

EH油泵開啟后，油壓只有7.5 MPa左右，檢查管路系統并沒有漏油的地方，檢查各蓄能器都運行正常無泄漏，對現場各個主汽門和調節汽門的EH油路檢查，也沒有發現漏油現象，判斷為應該是內漏，逐一對各個閥門的油動機的進油進行檢查，發現GV4油動機進油聲比較大，關閉其進油截止閥和旁路閥后，EH油壓正常13.3 MPa，應該是GV4的油路有泄漏所致，懷疑是伺服閥內漏量大所致，熱工人員更換兩個伺服閥后還是無法解決問題，排除伺服閥內漏故障，后機務檢查發現進油通過進油過濾器到快關電磁閥15YV中間的節流孔未裝，安裝節流孔后，油壓恢復正常。

DEH系統結構復雜，對機組的安全運行及其重要，每一個管路系統部件都相互關聯，牽一發而動全身，現在的一次調頻、CCS、AGC的投入更離不開DEH的可靠、穩定運行，因此，DEH系統中的每一個小的缺陷或故障都不能輕視，檢查和處理要格外小心，保持頭腦清晰，才能更好地處理好問題，保證機組的安全穩定運行。

除了對DEH系統的維護保養檢修工作要認真對待和格外重視外，還要對DEH系統的前期安裝和調試工作做好細致的籌劃，嚴格按照相關的規范進行施工和監督，調試工作也要求按部就班有條不紊。以下幾點在安裝調試中要引起重視。

（1）為了降低外界環境對系統的影響，需要對系統進行可靠接地處理，同時要求接地樁的電阻有著嚴格的要求，一般其電阻不得超過1 Ω。在接地處理過程中，要保證安全保護地和節流電源均接到了地樁上面。但是其中要注意的是，所有非DCS設備的接地均不能和地樁相連。

（2）在連接電源時，要求使用的電源具有安全性、可靠性，同時，還應對其負載能力進行準確的估計，并做好絕緣工作，通過這樣來消除外界對系統的干擾，確保系統平穩運行。

（3）要保證系統與外部信息號的接線合理，在對電纜進行敷設時，要對所處的大氣環境和電噪聲水平有充分的了解，從而確定電纜橋架空間、數量及屏蔽措施。

（4）同時還需要工作人員對接線是否可靠進行檢查，若發現異常，則應及時處理，保證系統能夠正常運行。對各種傳感器、變送器的檢查中，最重要的是觀察傳感器、變送器在運行時能否正常工作。檢查外部信號時，可以以模擬的形式進行檢驗，通過對電功率、轉速傳感器以及調頻回路參數的檢驗，驗證它能否符合DEH系統運行的要求?？傊?，要對DEH系統控制功能進行多方面的檢驗，確認合格后才可以讓其進入市場，真正投入使用。

3 ? ?結語

DEH系統已經成為300 MW機組自動控制系統中最不可缺少的一部分，被越來越多地應用于300 MW機組之中。DEH系統通過自身完備和強大的控制功能使機組的運行變得更加安全、可靠，同時，對于提升機組的運行效率也有很大的幫助。通過上文的論述，可以了解到，若想充分發揮出DEH系統控制功能的優越性，就必須要做好DEH系統的安裝、調試和故障分析工作。

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