汽輪機DEH系統故障分析及處理措施

劉飛

摘 要：近年來，我國的工業化進程有了很大進展，對汽輪機的應用也越來越廣泛。本文對DEH系統的常見故障以及解決方法進行了分析，希望能通過這些對故障的發現和研究解決問題，能為汽輪機DEH控制系統的安全使用提供保障。

關鍵詞：汽輪機;DEH系統;故障分析;處理措施

汽輪機數字電液控制系統即DEH系統，主要包括DEH控制器和控制對象。DEH系統的主要目的是控制汽輪發電機組的轉速和功率，從而滿足電廠發電、供熱動力站供汽的要求。

1 DEH系統概述

汽輪機是將蒸汽的能量轉換為機械功的旋轉式動力機械，將蒸汽勢能轉換為轉子動能，是蒸汽動力裝置的主要設備之一。汽輪機的調節控制系統肩負著關鍵的協調任務。

DEH是（digital electro-hydraulic system）即汽輪機數字式電液控制系統，由計算機控制部分和EH液壓執行機構組成，主要負責對汽輪機組的啟停、轉速以及功率等進行控制，是確保機組安全、穩定、可靠運行的有效手段。汽輪機DEH控制系統是電廠或供熱電站生產中不可缺少的部分，它是一個以計算控制為核心的分散型控制系統結構，通過計算機將各個控制系統有機結合起來。

汽機的DEH系統的構成主要包括控制柜、操作員站、交換機、電液轉換器、傳感器、伺候放大器、油動機等。

①控制柜：DEH系統的控制柜主要指的是通過利用控制器和IO通信線路的連接，形成控制系統的底層網絡構架，并對相關的被控制參數進行采集、輸入、分析、輸出等操作，從而實現I/O模塊的接線端子布置和安裝布置，進而完成DEH系統中控制算法的操作和運算;②操作員站：DEH系統中的操作員站主要指的是能夠使運行人員通過相應的操作順利完成人機接口功能的系統操作站。它可以是單純的系統操作員站，也可以兼負工程師站的相關工作，并由DEH系統的軟件維護人員和工程師對其進行組態，從而改變站內的相關配置和算法操作;③交換機：DEH系統中的交換機即HUB，它又被稱為網絡交換機或者網絡集線器，是DEH系統實現網絡通訊的物理性接口;④電液轉換器：DEH系統中一項十分重要的環節就是電液轉換器的安裝和使用。它是將系統中收集到的電信號通過轉換器轉換成所需要的液壓信號，并利用直流力矩馬達伺服閥（DDV閥）穩定和順暢信號的轉換過程;⑤LVDT（位移傳感器）：是油動機行程的實時反饋系統，利用伺服放大器對系統收集到的信號進行反饋和調整，從而實現對DEH油動機的快速穩定控制;⑥伺服放大器：伺服放大器實際上是DEH系統中控制柜的一部分，其主要功能是對油動機、DDV閥、LVDT實行一個共同的液壓伺服控制機構，進而實現對汽輪機組的執行控制;⑦油動機：油動機主要是通過彈簧、凸輪、機械杠桿等同汽輪機進行連接，從而實現對抽汽和蒸汽等的流量控制。它是液壓控制機構的最終環節，以對控制汽輪機組的汽壓、功率、轉速等為最終的控制目標。

2 DEH常見問題故障

由于汽輪機組需要長時間不間斷運轉，所以DEH系統作為汽輪機組的主控系統也必須保持長時間的運行。雖然DEH系統的整體性能較為穩定，但在較長時間的運行過程中，不可避免地會出現一些故障問題。常見故障問題有幾下幾種：

2.1 電液系統故障

在電液系統中，電液轉換器是較為重要的組成部分之一，它的故障頻率相對較高。較為常見的故障問題有電液轉換器的振顫幅值比減小。造成這一問題的主要原因是卡澀死區增大，即轉換器的滑閥出現了較大程度的卡澀;轉換器進出口壓力差升高，多表現為進口壓力不變、出口壓力減小，通過對其內部機械結構進行分析發現，導致該問題的具體原因是漏流量增大、滑閥嚴重磨損。

2.2 油系統故障

由于DEH系統的油管路有很大一部分都安裝在汽輪機上，在機組運行的過程中會產生高溫和高壓蒸汽，便會使部分元件或是油管路處于高溫高壓的環境當中，隨著溫度的不斷升高，會導致油的氧化速度加快，氧化會使EH油的酸值增大，顏色變深，當酸值指標超過0.1mgKOH/g時，會導致油產生空氣間隔等問題。此外，當EH油含水乳化之后，極有可能造成DEH系統無法正常運行，嚴重時會導致汽輪機組危急遮斷系統故障。如危急遮斷系統復位之后，若是遇到危機情況，在EH油乳化的前提下，泄漏孔會被堵塞，無法將油成功泄出，從而導致主汽門與調門無法關閉，由此會引起汽輪機轉速飛升，嚴重時會造成機組損壞。

2.3 伺服系統故障

伺服系統比較常見的故障有伺服控制卡故障，受現場高溫和振動的影響，LVDT桿的線圈造成開路或短路，或現場LVDT桿安裝位置不合適，動作不順暢，造成LVDT桿磨損、變形或損壞，LVDT桿的牽引桿彎曲變形，又或伺服卡本身使用時間太長，以上情況都會引起伺服卡損壞故障，影響汽輪機的安全運行。

3 DEH系統故障處理措施和檢修維護

一旦DEH系統發生故障，便會對汽輪機組的正常運行造成影響，所以必須及時查明故障原因，并采取合理、可行的措施和方法予以消除，使系統在最短的時間內恢復運行。

針對上述常見幾種問題，可采取如下方法進行處理：

①要盡可能使DEH系統中的各個元件尤其是管路遠離高溫區，注意設計元件的安裝位置以防止此類問題，若是設計中無法避免，則應采取高溫隔熱措施。同時可適當增加通風，借此來降低機組運行環境的溫度，若有必要，也可通過引入壓縮空氣對機組進行冷卻;②適當增強抗燃油的流動性，以此來防止死油區出現，并在機組停止運行后，盡可能保持DEH系統的油循環，這樣能夠使高溫區的油溫獲得有效降低;③對于使用工業水的冷油器，應當采用不銹鋼管進行焊接，或將工業水改換為除鹽冷卻水。此外可通過體外循環的方式將油中的水分去除掉，以此降低EH油含水量，避免EH油乳化;④安裝和調整現場LVDT桿時，應盡量安裝在振動較小的位置，保證LVDT桿在閥門動作時保證暢順不卡澀，提高LVDT桿的使用壽命;⑤定期檢查主控單元狀態，操作員站顯示狀態與機柜顯示狀態是否一致，記錄工作狀態是否正常;操作員站、工程師站禁止安裝其他軟件;⑥抗燃油系統每周應進行一次閥門活動試驗;每天進行高壓遮斷集成塊活動試驗;機組大小修前后應做危急遮斷噴油試驗;每年整定壓力開關、低潤滑油壓遮斷器和真空遮斷器的定值等;⑦潤滑油系統應定期做試驗，包括閥門活動試驗、危急遮斷器噴油活動試驗、閥門嚴密性試驗、超速試驗等;定期檢查DDV閥閥芯位置;定期檢查油管路是否存在密封不嚴漏油的情況;定期檢查LVDT等活動部件的連接件是否松動;整定各壓力開關定值等。

4 結語

總而言之，在電廠生產中，汽輪機組是不可或缺的重要設備之一，它的運行穩定與否直接關系到電廠或供熱動站的生產能效。DEH是汽輪機組的主控系統，一旦出現故障，則有可能導致汽輪機組處于失控狀態，嚴重時會引發安全事故。為此，必須對DEH系統的各種故障問題予以足夠的重視，并采取有效途徑和方法在最短的時間內消除，保證系統穩定運行，從而對汽輪機組進行有效控制。

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