雙LVDT改造后GV3調(diào)門故障分析與處理

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234000)

1 背景

安徽華電宿州發(fā)電有限公司2×630 MW機(jī)組為上海汽輪機(jī)廠制造的600 MW超臨界汽輪機(jī)(西屋機(jī)型)，DEH系統(tǒng)4個(gè)高調(diào)門、4個(gè)中調(diào)門、2個(gè)主汽門采用單LVDT控制方式，通過VP卡接入美國艾默生公司的OVATION系統(tǒng)。以上情況若單支任一控制元件故障，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)組DEH系統(tǒng)控制處于失控狀態(tài)，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行可靠性。實(shí)際上國內(nèi)電廠因?yàn)閱沃VDT故障，或者通信電纜故障導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)的事件已經(jīng)屢見不鮮。為提高設(shè)備控制水平，避免設(shè)備非停，減少故障率，提高機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性，2018年3月對(duì)#1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了雙LVDT改造。

2 雙LVDT概述

線性可變差動(dòng)變送器簡(jiǎn)稱LVDT，它是由鐵芯、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈組成，初級(jí)線圈、次級(jí)線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個(gè)可自由移動(dòng)的桿狀鐵芯。當(dāng)鐵芯處于中間位置時(shí)，2個(gè)次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，這樣輸出電壓為0；當(dāng)鐵芯往右移動(dòng)時(shí)，次級(jí)線圈2感應(yīng)的電壓大于次級(jí)線圈1，當(dāng)鐵芯往左移動(dòng)時(shí)，次級(jí)線圈1感應(yīng)的電壓大于次級(jí)線圈2，兩線圈輸出的電壓差值大小隨鐵芯位移而成線性變化。

3 雙LVDT改造調(diào)試

3.1 改造方案

此次雙LVDT改造將原單LVDT安裝支架更換為雙LVDT安裝支架，考慮到支架的可靠性及2個(gè)LVDT之間的信號(hào)干擾，支架采用上汽廠為該機(jī)型配套的專用支架。系統(tǒng)在原DEH控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一個(gè)擴(kuò)展柜用于新VP卡安裝，新舊VP卡之間通過專用通信線連接，實(shí)現(xiàn)雙LVDT冗余功能。對(duì)新增硬件進(jìn)行組態(tài)定義，完成邏輯上的冗余配置。 雙LVDT改造后實(shí)現(xiàn)冗余功能如下：①VP卡故障 (包括PI回路微處理器，內(nèi)存，DA轉(zhuǎn)換器回讀，Ovation看門狗定計(jì)時(shí)器，冗余通信看門狗定時(shí)器等診斷)。②線圈故障(如主VP卡診斷到線圈短路或開路，將會(huì)自動(dòng)切換到備用VP卡)。③LVDT故障(如主VP卡診斷到位置反饋的行程偏差偏離設(shè)定值將會(huì)自動(dòng)切換到備用VP卡)。

3.2 靜態(tài)調(diào)試

1 )靜態(tài)調(diào)整。檢查L(zhǎng)VDT安裝及接線情況。①檢查L(zhǎng)VDT就地接線盒內(nèi)端子是否緊固。②測(cè)量雙LVDT的伺服閥線圈、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈1及次級(jí)線圈2阻值是否正常。③檢查L(zhǎng)VDT連桿各接頭螺絲是否緊固。④檢查L(zhǎng)VDT支架與期末閥芯連接是否牢固。⑤檢查L(zhǎng)VDT安裝是否在線性區(qū)內(nèi)，可通過微調(diào)LVDT固定內(nèi)六角螺絲來調(diào)整線性區(qū)。

2)DEH系統(tǒng)運(yùn)行后，大機(jī)掛閘，進(jìn)行雙LVDT行程校驗(yàn)。

3)校驗(yàn)行程時(shí)，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的卡件即可彈出操作窗，點(diǎn)擊“CAL ZERO”，等待系統(tǒng)MODE變成NORMAL后，零點(diǎn)校驗(yàn)結(jié)束。點(diǎn)擊“CALL HUNDRED”，等待系統(tǒng)MODE變成NORMAL后，點(diǎn)擊“FUL CALL”，等待系統(tǒng)MODE變成NORMAL后，滿位校驗(yàn)結(jié)束，參數(shù)自動(dòng)保存，校驗(yàn)結(jié)束后點(diǎn)擊UPLOAD并查看數(shù)據(jù)前后變化情況。

4)待調(diào)門校驗(yàn)結(jié)束后對(duì)調(diào)門動(dòng)態(tài)調(diào)整。對(duì)TV1A、TV1B、TV2A、TV2B、GV1A、GV1B、GV2A、GV2B、GV3A、GV3B、GV4A、GV5B、IV1A、IV1B、IV2A、IV2B、IV3A、IV3B、IV4A、IV4B進(jìn)行0、25%、50%、75%、100%閥門開關(guān)試驗(yàn)，并由機(jī)務(wù)人員就地測(cè)量閥門行程，確保閥門是否線性。

5)調(diào)門動(dòng)態(tài)整定試驗(yàn)結(jié)束后，檢修人員模擬雙LVDT中有一個(gè)LVDT故障后冗余切換試驗(yàn)。

4 GV3調(diào)門故障分析與處理

4.1 事件經(jīng)過

2018年4月8日，1號(hào)機(jī)組修后啟動(dòng)，雙LVDT改造后各參數(shù)顯示正常，4月10日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)#1機(jī)#3高調(diào)門DCS畫面反饋由原來的綠色變?yōu)榧t色，由主LVDT切到輔LVDT運(yùn)行。熱控檢修人員辦理工作票對(duì)#1機(jī)#3高調(diào)門LVDT進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)#3高調(diào)門LVDT傳動(dòng)裝置與閥門本體金屬部分有摩擦痕跡致使LVDT閥門連桿有轉(zhuǎn)動(dòng)，造成#3高調(diào)門指令反饋偏差大。

4.2 原因分析

經(jīng)專業(yè)組確定處理檢查方案后，辦理工作票，申請(qǐng)將#1機(jī)#3高調(diào)門開度逐步關(guān)閉到0，指令到0后，機(jī)務(wù)專業(yè)確認(rèn)就地閥門實(shí)際開度為0，DCS畫面顯示主LVDT開度-3.5%，輔LVDT顯示開度7.09%。判斷為高調(diào)門LVDT傳動(dòng)裝置處閥門連桿有轉(zhuǎn)動(dòng)，致使一個(gè)顯示為正值，另一個(gè)為負(fù)值。強(qiáng)制閥門開度指令后，檢修人員就地檢查發(fā)現(xiàn)LVDT閥門固定桿與#3高調(diào)門本體限位槽有碰磨情況改造后的雙LVDT的連桿與機(jī)務(wù)連接處是用螺母固定的，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)由于高調(diào)門長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)連桿受力導(dǎo)致固定螺母松動(dòng)造成#3高調(diào)門主LVDT指令反饋偏差大。

4.3 處理過程

1)用管鉗緊固#3高調(diào)門LVDT傳動(dòng)裝置與連桿處螺帽。

2)將#3高調(diào)門LVDT傳動(dòng)裝置閥門桿與閥門本體連桿螺帽處焊死，防止閥門調(diào)節(jié)動(dòng)作過程中碰磨造成連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，確保LVDT正常工作(圖1)。

圖1 閥門連桿螺帽焊接后

3)舉一反三，對(duì)本次改造過的其他調(diào)門的連桿固定螺帽進(jìn)行焊接。

5 結(jié)語

由于本次#1機(jī)組雙LVDT改造后，未全面考慮到行機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，機(jī)組啟動(dòng)由于調(diào)門頻繁調(diào)節(jié)導(dǎo)致連桿固定螺帽松動(dòng)。通過本次事故也吸取教訓(xùn)，為后續(xù)#2機(jī)組的雙LVDT改造總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。通過雙LVDT改造后，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有了很大提高，至今#1機(jī)組未發(fā)生一起LVDT故障事件，有效地減少系統(tǒng)故障率，減少電廠非計(jì)劃停機(jī)，減小檢修人員的工作量，降低維護(hù)成本，對(duì)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行有很大的作用，為電廠帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。