高压、中压调控汽阀开启缓慢原因分析

王辉

(广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东 潮州 515723)

0 引言

广东大唐国际潮州发电有限责任公司#3，#4机组为哈尔滨某公司生产的CCLN1000-25/600/600型1 000 MW超超临界、一次中间再热、4缸4排汽、凝汽式汽轮机组。#3，#4机组于2007-06-20开工建设，分别于2009-11-09和2010-01-18通过了168 h试运行。#3，#4机组高压进汽采用4套高压联合汽门，2套中压联合汽门。#2高压主汽阀、4台高压调控汽阀(以下简称高调阀)、2台中压主汽阀(以下简称中主阀)、2台中压调控汽阀(以下简称中调阀)均采用伺服阀控制，共使用伺服阀9套。

1 事故经过

#4机组于2012年6—8月进行了大修，因机组运行时间不长，油动机及伺服阀等部件均未检修。

2012-10-23 T 02:55，#4机组做主机阀门活动试验。CV1阀关闭正常，开启时指令正常，反馈缓慢开至16.6%后突降至6.6%，汽轮机数字电液控制系统(DEH)报“伺服A，B通道故障”，检查发现原因为CV1阀指令和反馈偏差大，DEH画面复位后CV1阀恢复正常。04:40分别在DEH和热工强制重新做CV1阀活动试验，CV1阀开启速度仍偏慢。

2012-10-28 T 02:47，做主机阀门活动试验。CV1阀关闭正常，开启时指令正常，反馈缓慢开至12.5%后又降至6.6%，DEH报“伺服A，B通道故障”，经热工人员检查后发现原因为CV1阀指令和反馈偏差大，通过强制做CV1阀活动试验，缓慢增大指令后CV1阀开启正常。

2012年11月，右侧中主阀、中调阀出现类似问题，2013年1月，左侧中主阀出现类似问题，开启缓慢，出现指令与反馈偏差大而报警的现象。

2 原因分析

2.1 进油滤芯堵塞

#4机组于2012年8月底完成大修，大修时更换了抗燃油(EH油)系统所有滤芯，启机前对系统进行了循环冲洗，化验油质合格，最差为NAS6级。从机组运行到#1高调阀出现问题仅1.5个月，可以排除滤芯堵塞的可能性。

2.2 伺服阀存在问题

2.2.1 伺服阀工作原理

广东大唐国际潮州发电有限责任公司所使用的伺服阀为高性能的2级电液伺服阀。先导级是1个对称的双喷嘴挡板阀，由干式力矩马达的双气隙驱动；输出级是1个4通滑阀，阀芯位置由1根悬臂弹簧杆进行机械反馈。伺服阀结构图如图1所示。

图1 伺服阀结构图

对力矩马达线圈输入电流指令信号将会使衔铁两端产生电磁力，衔铁因而带动弹簧管内挡板偏转。而挡板的偏转将减少某个喷嘴的流量，进而改变与此喷嘴相通阀芯一侧的压力，推动阀芯向一边移动。

由于阀芯的位移打开了供油口(P)与一个控制油口之间的通道，沟通了回油口(T)与另一个控制油口之间的油路。同时阀芯的位移也对弹簧杆产生一个作用力，此作用力形成了对衔铁挡板组件的回复力矩。当此回复力矩与由力矩马达的电磁力作用在衔铁挡板处的力矩相平衡时，挡板回到零位，滑阀芯保持在这一平衡状态的开启位置，直到输入的给定信号发生变化。

图2 CV1阀指令与反馈曲线

图3 更换后指令与反馈曲线

阀芯的位移与输入的电流信号大小成正比，在恒定的阀压降下，流过阀的负载流量与阀芯的位移成正比。

2.2.2 故障现象

通过调阅历史曲线发现：反馈存在滞后现象，即指令发出后阀门动作滞后，但阀门可以正常活动，只是动作缓慢。CV1阀指令与反馈曲线如图2所示。

经热控专业人员检查，#1高调操纵座、相关线路及卡件均未发现异常。

2.2.3 伺服阀本体滤芯堵塞

通过分析伺服阀工作原理及故障现象，综合判断造成阀门动作滞后的主要原因可能是伺服阀本体滤芯发生堵塞。

伺服阀本体滤芯安装于先导级入口处，过滤器为集成式结构，绝对过滤精度达到35 μm，此滤芯堵塞后会造成伺服阀喷嘴流量减小。当指令发出后，滑阀两端的压力差造成滑阀开启时间延长，导致滑阀开启动作缓慢，进油口打开速度减小，表现为伺服阀开启缓慢，阀门动作迟缓。

因伺服阀开启缓慢，导致指令与反馈有偏差，当指令与反馈偏差较大时，DEH报“伺服A，B通道故障”，阀门关闭，热工强制信号后可正常开启，但动作较为迟缓。

3 故障处理

3.1 伺服阀更换

伺服阀更换后，指令与反馈曲线如图3所示。由图3可知，阀门更换后开关灵活，指令与反馈跟踪良好。更换过程如下：

(1)2013-01-28，对CV1高调伺服阀进行了在线更换，更换后阀门活动试验正常；

(2)2013-03-05，对3台高调阀、2台中主阀、2台中调阀更换伺服阀，更换后活动试验均正常。

3.2 伺服阀解体确认

为了验证分析判断结果，对更换下的故障伺服阀进行了解体检查确认。故障伺服阀解体照片如图4所示。

图4 故障伺服阀解体照片

解体后对反馈装置加电流观察，反馈装置动作良好。滑阀刃口完整，由于滤芯为集成式，现场无法解体，返厂解体后经专业人员检测，确认滤芯脏堵。

4 结论

伺服阀作业调速系统中的重要设备应按照《防止电力生产重大事故的二十五项反措重点要求》等相关规定，严密监视其运行状态，确保设备不卡涩、不泄漏，确保系统稳定；在大修中要对设备进行清洗、检测等维护工作；发现问题要及时处理；备用伺服阀应按照制造厂的要求条件妥善保管。

按相关规定，定期做好阀门活动试验，对出现的问题及存在的隐患及时分析，及时处理。进一步加强学习，提高运行、检修人员的技术水平，增强工作人员分析、判断、解决能力。加强日常EH油的滤油、化验工作，防止因油质不净或不合格而造成系统或伺服阀本体滤芯堵塞。加强设备日常点检工作，对控制系统、油系统进行全面检查，及时更换滤芯。应重视并严格监控调速系统的运行、维护和检修工作，按规程或相关规定进行试验和检验，严防调速系统部套件卡涩、调速系统不正常工作。

参考文献：

[1]李盟，王征.DEH系统调门摆动原因分析[C]//全国火电100～200 MW级机组技术协作会年会论文集(热控).北京：全国发电机组技术协作会，2009:306-309.

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[3]臧杨.600 MW机组DEH及EH系统常见故障分析与处理[J].科技风，2010(7)：251-260.

[4]李景.浅谈EH系统几种典型故障的分析及对策[C]//2008年全国冶金热电专业年会论文集.马鞍山：全国冶金动力信息网，2008：24-26.