DEH控制系统常见故障分析及处理措施

胡凤玺

（大唐河北发电有限公司马头热电分公司，河北 邯郸 056044）

1 概况

目前，大多数发电机组均采用DEH控制系统作为汽轮机主要控制系统，其特点是响应快，可靠性高，能够长期安全稳定运行。DEH控制系统不仅可以实现汽轮机的转速调节、功率调节，还能按照不同工况，根据汽轮机应力及其它辅助条件实现自动升速、并网、增减负荷，以及对汽轮机、发电机组及主辅机的运行参数进行巡测、监视、报警、记录和追忆。

2 常见故障分析与处理

大唐河北发电有限公司马头热电分公司（简称“马头发电公司”）9、10号机组为亚临界、一次中间再热、双缸双排汽抽汽凝汽式汽轮机，采用基于西屋OVATION系统下的DEH控制系统，控制回路中使用6线制单LVDT反馈，马头发电公司300MW机组在实际应用中出现以下几种常见故障。

2.1 调门实际位置与主控显示不符

2.1.1 检查概况

a.调取历史曲线发现，LVDT反馈与指令一致，置位活动调门，反馈也随之变化，调门能够停留在一个固定的位置，只是与就地实际调门的位置不对应。

b.调取历史曲线发现，调门指令没有变化，负荷出现突升（突降），且VP卡工作正常。调门实际已开展（关严），LVDT反映的数值在CRT上的显示固定在1个数不变化。

c.调取历史曲线发现，调门指令没有变化，负荷出现突升（突降），调门实际已开展（关严），VP卡的伺服阀输出电压与CRT上的显示不一致。

2.1.2 原因分析

a.调门能够停留在一个固定位置，且VP卡输出电压在正常范围，排除VP卡的问题；检查控制电缆没有问题，判断该故障为LVDT的线性不好所引起，需要更换LVDT。

b.测量VP卡的伺服阀输出电压，VP卡输出指令不正常（如果调门已开展，则VP卡输出电压为5V左右；如果调门已关严，则VP卡应输出电压为1V左右），需更换VP卡。

2.1.3 处理措施

热态时，为尽量减少对机组当前运行方式的影响，更换LVDT应采取如下步骤：

a.将故障调门缓慢置位关严，每次置位幅度不得大于2%，置位同时观察机组负荷，待机组负荷稳定后再进行下一次置位；

b.待故障调门关严后，拆除其就地伺服阀绕组，关闭进油油路及其旁路，确保调门在关严位；

c.屏蔽该LVDT的反馈值在逻辑中的运算（最好不要置位硬件点，在硬件点下一级置位，保证能够实时观察到更换后LVDT的实际显示值）；

d.核对以上步骤都正确完成后，更换新的LVDT，回装时，尽量保证LVDT在DEH系统中的显示为0%；

e.紧固LVDT接线、安装夹板，插好伺服阀线圈，打开进油门；

f.如零点显示有偏差，则调整VP卡中原来采集的零点电压数据，如显示偏高，则数据改大；显示偏低，则数据改小（热态时做静态试验相对来说风险较大，所以不建议做静态试验对调门的零位和满度进行定位）。

g.恢复逻辑中的置位部分，使调门投入使用；

h.缓慢置位调门就地实际开展，每次置位幅度不得大于2%。置位同时观察机组负荷，待机组负荷稳定后再进行下一次置位；

i.如就地实际已经开展，DEH系统显示与就地有偏差，则调整VP卡中原来采集的满度电压数据，如显示偏高，数据改大；显示偏低，数据改小；

j.调整完毕后，置位调门恢复到与DEH系统运算出的指令一致后，开放功能模块，使系统恢复正常运行。

更换VP卡，步骤如下：

a.如VP卡故障时，阀门已关严，则关闭进油油路，直接进行第b步；如阀门当时在开启状态，则应先关闭故障调门的进油油路及其旁路，使调门通过间隙泄油，将阀门关严（采用间隙泄油的方式时，阀门已经无法控制调门的关闭速度，负荷会有大范围的波动，需要提醒运行人员加强监视，必要时采取相应的应急措施）；

b.故障调门关严后，置位调门指令为零，拆除其就地伺服阀绕组，确保调门在关严位；

c.屏蔽逻辑中的VP卡故障，及调门LVDT反馈运算相关逻辑，保证机组目前的运行方式；如对逻辑不了解，可将DEH系统改为阀门控制方式；

d.将VP卡中的原有参数做好记录；

e.以上步骤都正确完成后，更换新的VP卡；

f.将记录的参数写入VP卡，开放屏蔽的逻辑运算，但不要开放调门指令；

g.恢复伺服阀线圈插头，打开进油油路；

h.缓慢置位调门，每次置位幅度不得大于2%。置位同时观察机组负荷，待机组负荷稳定后再进行下一次置位；

i.置位的指令与DEH系统运算出的指令一致后开放功能模块，恢复系统正常运行。

2.2 调门指令与实际反馈偏差大

2.2.1 检查概况

a.调取历史曲线发现，指令未变，调门突然开展或者关严，负荷出现突升或突降，且调门实际位置与主控显示一致，VP卡工作正常。

b.调取历史曲线发现，指令变化，调门不跟随指令变化，且调门实际位置与主控显示一致，VP卡工作正常。

2.2.2 原因分析

通过观察曲线，判断LVDT工作正常；检查VP卡输出电压和线路绝缘，未发现问题，判断调门的伺服阀故障，需更换伺服阀。

2.2.3 处理措施

更换伺服阀，步骤如下：

a.如伺服阀故障时，阀门已关严，则关闭进油油路，直接进行第b步；如阀门当时在开启状态，则应先关闭故障调门的进油油路及其旁路，使调门通过间隙泄油，将阀门关严（因伺服阀故障，已经无法通过置为指令的方法将调门关严，只能采用间隙泄油的方式，因无法控制调门的关闭速度，负荷会有大范围的波动，需要提醒运行人员加强监视，必要时采取相应的应急措施）；

b.故障调门关严后，置位调门指令为零，拆除其就地伺服阀线圈，确保调门在关严位；

c.更换新的伺服阀，恢复伺服阀线圈插头，打开进油油路；

d.缓慢置位调门，每次置位幅度不得大于2%。置位同时观察机组负荷，待机组负荷稳定后再进行下一次置位；

e.置位的指令与DEH系统运算出的指令一致后开放功能模块，恢复系统正常运行。

2.3 LVDT反馈高频振荡

2.3.1 检查概况

通过查阅曲线，调门指令不变，LVDT反馈高频振荡，引起进气流量也发生变化，指令也随之变化，不容易判断和找到振荡的起点。

2.3.2 原因分析

可以将故障调门的DEH输出指令信号置为一个固定数值，检查VP卡输出信号，若VP卡输出指令电压在变化，可判断VP卡故障；测量电缆的绝缘，如果绝缘程度小于规定数值则可以判断为电缆绝缘不合格；观察LVDT输出线性特性，若与出厂特性不符则为LVDT输出非线性。

2.3.3 处理措施

若为VP卡故障，更换VP卡；若为电缆绝缘问题则可以通过更换电缆备用芯的办法来解决；若为LVDT非线性故障则需要更换LVDT。

2.4 调门正常动作负荷不变化

2.4.1 检查概况

a.主压力调节不稳，波动大；

b.调阅历史曲线检查，主压力调节品质良好，但在顺序阀时，在一个调门开到90%，而另一个调门还在预启阀（一般在10%）时，调门的变化对负荷没有影响。

2.4.2 原因分析

a.主压力调节不稳，波动大，调门开关无法克服压力的变化；

b.顺序阀时，调门流量特性曲线重叠度不好。

2.4.3 处理措施

a.优化主蒸汽压力调节的调节品质；

b.修改调门的流量特性曲线，尽量保持其原有的线性（曲线的斜率），将重叠度不好区域提前在前一个调门开启90%时，重新安排调门的重叠度（在修正靠前开启的调门曲线时注意考虑与后面调门的重叠度，即平移一个调门的曲线，后面的调门曲线也要相应的平移）。

2.5 VP卡参数失配

2.5.1 检查概况

查阅历史曲线，发现指令发出后，调门开过指令给的开度，但很快又返回到指令开度附近，最终反馈与指令一致。

2.5.2 原因分析

a.抗燃油的油温过低，粘稠度大，伺服阀动作后无法自动回复平衡态；

b.VP卡内参数设置不合理，比例带过大，积分时间过小。

2.5.3 处理措施

a.开启加热装置并进行油循环，提高油温后，置位活动调门；

b.调整VP卡内的比例带和积分时间。

2.6 调汽阀特性曲线失配

2.6.1 检查概况

查阅历史曲线，发现调门指令与反馈都不变化，负荷有小幅频繁波动，同时调速级压力也在波动，而调门又在预启阀范围内。

2.6.2 原因分析

通过以上现象可以看出此时调门位置在小范围的波动，但是DEH系统并没有记录下来，由于功率有波动可以推断出汽轮机的通流量发生了变化，由此可以确定此时汽轮机的调速汽门应该有少量漏流属于汽轮机特性曲线中重叠度计算不准确问题。

2.6.3 处理措施

进行阀门流量特性试验，根据试验结果确定汽轮机新的流量特性曲线并且修改预启阀位置。

3 处理效果

对马头发电公司9、10号机组投运以来，出现的LVDT、VP卡、伺服阀等故障现象，分别采取了相应的处理措施，实现了机组热态下对LVDT、VP卡及伺服阀的更换，有效降低了机组非计划停机次数。在“两个细则”管理规定开始考核后，通过对主压力调节和调门特性曲线的优化，提高了AGC系统的调节品质和一次调频的正确动作率。

4 建议

通过总结马头发电公司DEH控制系统应用中常见的故障及处理方法，可以发现，随着设备长周期运行和设备的不断老化，DEH控制系统会有新的问题出现。提高DEH系统的可靠性是一个系统的工程，客观上涉及热工测量、信号的取样、控制设备与逻辑的可靠性等；主观上涉及热工系统的设计、安装调试、运行、检修维护质量和人员的素质等。因此，为不断完善和提高DEH控制系统的可靠性，提出以下建议：

a.应加强对DEH系统的维护，机组大小修时对DEH系统及附属设备进行全面检查；

b.部分发电厂的LVDT磨损严重，建议加装万向节，并提高LVDT的安装工艺水平；

c.定期进行汽轮机阀门流量特性试验，建议大修后进行；

d.大修时要进行DEH系统的测试工作，从硬件角度来保证机组的可靠性。