张振法
(徐塘发电有限公司,江苏 邳州 221300)
某厂装机容量4×300 MW,分别为4,5,6,7号机,DEH系统均采用新华控制工程有限公司生产的DEH-ⅢA型系统,其中4,5号机有2个高压主汽门,6个高压调门,2个中压主汽门,2个中压调门;6,7号机有2个高压主汽门,4个高压调门,2个中压主汽门,2个中压调门。4台机组于2001~2003年投入运行,DEH调节系统一直运行正常。
直到2009年3月,首先发现7号机在投CCS后出现负荷波动大、调节级压力波动大、调门反馈波动等。随后于2009年5月,4号机2号高压调门又发生剧烈振动。下面对这2起故障做一介绍和分析。
4号机2号高压调门在全开位置发生剧烈振动时,将机组负荷降到额定负荷的70 %,将阀门控制方式切换到单阀控制方式,利用DEH阀门在线活动试验功能,对2号高压调门进行活动试验,结果发现整个活动行程均发生剧烈振动,只有在全关位置才不发生振动。某一任意位置发生振动时,在DEH上位机上观察,发现凸轮变换后的阀位指令A值是稳定的,VCC卡输出的伺服阀控制电压S值,LVDT1,LVDT2及高选后的阀位反馈信号P值均发生严重跳变。图1为2号高压调门DEH控制系统。
观察LVDT1,LVDT2,P振动的波形图,可以判断高选选择是正确的。
在调阅了历史趋势后发现,2号高压调门在5月12日进行阀门活动试验过程中,将多阀切换到单阀控制时,LVDT1反馈出现异常, LVDT1反馈为零,但是经过高选,阀门工作状态还是不正常的,因为2号高压调门的阀位输出指令是45.79 %,而2号高压调门的反馈是64.59%。
在阀门活动试验完成后,把单阀切换到多阀控制时,2号高压调门LVDT1反馈又基本恢复正常。到5月18日,2号高压调门LVDT1又出现了异常,油动机开始发生振动,随后发展成为剧烈振动。
首先将阀门控制方式切换为单阀控制,通过阀门试验,将2号高压调门缓慢关闭,特别是关闭到30 %以下时,应该更加缓慢,以免阀门的关闭过程过快而影响系统稳定,另外,也可以使其它阀门有一个调节稳定的过程。阀门关闭到位后的具体操作如下:
(1) 就地检查油动机的阀位,确认关闭到0;
(2) 在DEH上强制2号高压调门输出为0;
(3) 取下伺服阀插头;
(4) 松开LVDT固定螺丝,取下LVDT;
(5) 将2个新的LVDT重新安装上,并且在安装过程中要把机械零位对齐,确保活动杆动作自如;
(6) 在VCC卡上调整LVDT1和LVDT2的ZERO,使CRT上显示反馈为0 V±0.01 V;
(7) 确认伺服阀插头没有信号输出,将伺服阀插头连接好;
(8) 通过强制信号输出将2号高压调门缓慢开启,观察开启过程正常,没有发生振动,继续缓慢开启直到全开位置;
(9) 在VCC卡上调整LVDT1和LVDT2的FULL,使CRT上反馈显示5 V±0.01 V;
(10) 缓慢将2号高压调门关闭,解除强制,通过DEH阀门试验功能进行试验,操作阀门动作正常,立即恢复设备运行。
5月26日,5号机停机时,在5号机上,对拆下的2个LVDT进行了试验。仔细观察发现,阀门在整个运动过程中,2个LVDT上所产生的感应电压变化是线性的、连续的、稳定的,并且绝缘电阻、直流电阻均正常。因此,可以认为在常温下这2只LVDT是正常的。由于LVDT的安装位置处于高温环境下,因此LVDT的故障是受到高温而引起的。
7号机投CCS后负荷波动比较大,而且没有规律,让人不知如何下手。开始认为DCS或者DEH调节系统有问题,经过对参数的设置和试验分析,最终排除了DCS有问题。随后又仔细研究了历史趋势图,发现调节有时迟缓、有时超前,让人难以理解。如果改变控制参数,虽然能够减轻投CCS后的负荷波动,但是响应太慢,根本不能满足CCS负荷变化要求。
针对调节有时迟缓、有时超前的情况,怀疑是否是LVDT没有很好地和调门一起同步运动,于是在现场仔细观察2号高压调门动作情况,没有发现什么问题。后来把手放在反馈导杆上,在阀运动过程中不断活动导杆,最终发现导杆发生了松动。松动部位如图2所示。
正常情况下很难发现这一问题,因为有些时候导杆和导槽是靠死的或者摩擦着的,这时你用手试时是牢固的,是没有问题的。但是当阀门运动以后,在有些位置,导杆如果不和导槽摩擦,这时用手晃动导杆就会发现导杆和阀干连接的部位松动。
将松动部位处理好后,再将参数设置恢复到原来的参数,在投CCS调节后,系统恢复正常。
LVDT在汽轮机控制中虽然不是很显眼,但是它对系统的影响确是巨大的。往往大家对它的安装并不重视,故障处理也容易被人们忽视,所以在安装后一定要检查其周围热源的保温情况,还要检查其连接的钢性,确保LVDT和阀的同步运动。
通过这2起故障,我们认为在处理类似故障时,应该本着先外后内、先简单后复杂的处理原则,在现场观察要细致、要专心,以利于处理问题和解决问题。