DEH控制系统常见故障分析及处理

张学兵

(山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司，山西 长治 046021)

DEH控制系统常见故障分析及处理

张学兵

(山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司，山西 长治 046021)

介绍了215 MW汽轮机DEH控制系统在发电厂中的重要性，分析了高压调速汽门摆动故障及AST/OPC集成块油压低故障的原因，总结了相应的解决措施，提出应重视EH油质、LVDT接线、传感器固定等维护工作，以最大限度地降低DEH控制系统故障。

汽轮机；DEH控制系统；摆动故障

1 汽轮机DEH控制系统功能简介

某发电厂4台机组采用单机容量为215 MW的单元制机组，汽轮机为K-215-130-I型凝汽式汽轮机，单轴三缸双排气，具有一次中间再热的冲动式机组。2004—2006年，在DCS(分散控制系统)改造期间，汽轮机由原来的液压调节系统改造为DEH(数字式电液调节)系统，控制系统采用国电智深公司DCS控制系统。

DEH系统主要包括EH(液压控制系统)供油系统、电液伺服执行机构(电液伺服系统)和保安系统。电液伺服系统接收DEH控制信号，将电信号转为液压信号控制2只高压主汽门、4只高压调速汽门、2只中压主汽门、4只中压调速汽门油动机。每个高中压主汽门和调速汽门分别由1个独立的油动机驱动，油动机直接与汽门阀杆连接。在各调速汽门的油动机上，均安装1个电液伺服阀及2只线性位移传感器LVDT。调速汽门的开度经过模数转换，反馈至DEH系统与给定值比较，精确控制汽轮机的转速或功率，同时还具有ATC(自动汽轮机程序控制)方式、一次调频、协调控制、超速保护等功能。高压调速汽门作为汽轮机重要的调节机构，其可靠性尤为重要。在机组运行期间，高压调速汽门发生摆动，负荷就会难以控制，造成机组负荷波动，甚至发生机组跳闸停运事故。

AST/OPC(汽轮机紧急停机保护/汽轮机超速保护)集成块主要负责机组危急情况下卸掉油动机油压，使主汽门、调速汽门快速关闭，防止汽轮机发生超速事故达到保护汽轮机的目的。针对高压调速汽门摆动常见故障和AST/OPC集成块油压低故障进行原因分析，总结经验，以期对类似故障能及时研判并处理，防止故障进一步扩大。

2 高压调速汽门摆动故障

2.1 LVDT支架固定螺丝脱落

2014-04-04上午，检修人员巡检发现5号3高调门反馈2指示在5 %-36 %之间波动，反馈1指示正常，为37 %，DEH控制系统内部2个反馈信号选择高选。现场检查发现就地线性位移传感器LVDT支架固定螺丝全部脱落。待采取措施重新固定后，指示恢复正常。

故障原因：就地调门处振动大，且检修人员未及时发现隐患，导致固定螺丝全部脱落，引起调门反馈波动。

2.2 就地接线箱内接线断裂

2014-08-28晚，5号3高调门摆动，从DCS自诊断检查参数确认5号3调门反馈波动，从而造成高调门波动。就地检查线性位移传感器LVDT固定螺丝紧固。就地检查接线盒内接线发现线性位移传感器LVDT2的1根线由于振动较大齐接线端子根部断开。振动时似接非接造成反馈波动，移开断线后反馈指示为-25 %，重新接入后指示正常。

故障原因：就地振动较大，且检修人员在检修期间接线时伤到线芯，导致运行期间发生接线断裂。

2.3 调门特性不好

2014-04-09上午，4号机负荷摆动4 MW。检查发现4号高调门反馈1和2波动稍大，与指令变化趋势相同，分析可能是由调门本身特性导致调门摆动。当阀门工作在一个特定的工作点时，由于蒸汽力的作用，使主阀由门杆的下死点突然跳到门杆的上死点，造成流量增大。根据功率反馈，DEH发出指令关小该阀门，在阀门关小的过程中，在蒸汽力的作用下主阀又由门杆的上死点突然跳到阀杆的下死点，造成流量减小；因此DEH系统又发出开大该阀门指令。如此反复，造成负荷随着油动机的摆动而摆动。后将4号4高调指令逐渐强制为0后，负荷波动减小。停机对调门进行解体检修，启动后故障消除。

故障原因：调门长期运行且检修人员对检修质量未把关，导致负荷波动。

2.4 温度过高导致LVDT性能下降

2014-11-25晚，4号机组负荷大幅波动。检查发现4号2高调门线性位移传感器LVDT2故障，就地拆开线性位移传感器LVDT2的接线，CRT指示为-25 %。现场万用表测量线性位移传感器LVDT 2组线圈阻值随温度变化发生跳变，绝缘性能也下降。11月26日，办理措施强制关4号2高调门至0，对4号2高调门线性位移传感器LVDT2进行更换。经现场检查，线性位移传感器LVDT2的2线圈处所测温度较其他调门偏高近200°(其他调门约为100°)。更换线性位移传感器LVDT后，联系设备部门将调门周边加铁皮包裹，温度约降为100°。更换完毕后，调门开度指示正常。

故障原因：线性位移传感器LVDT长期在高温环境下运行，其性能和寿命下降，导致指示跳变从而引起机组负荷波动。

2.5 LVDT固定连接杆断裂

2013-08-20，运行期间发现3号2调门反馈2指示在10 %-18 %之间波动。就地检查发现线性位移传感器LVDT传动杆根部齐根断裂。采取措施更换线性位移传感器LVDT固定杆后，指示正常。

故障原因：调门线性位移传感器LVDT安装过程中，存在传动杆与孔不同心现象，运行期间频繁动作导致线性位移传感器LVDT传动杆断裂。

2014-12-12T20：23，4号3高压调速汽门摆动，机组负荷也跟着摆动。20：50，4号3高调门线性位移传感器LVDT连接杆齐根断裂，调门反馈1和2指示均为-25 %，就地4号3高压调速汽门全关。后采取措施拆下调门线性位移传感器LVDT连接杆焊接后将其回装，指示恢复正常。

故障原因：就地调速汽门处振动大、设备长期运行、连杆金属疲劳，且检修期间也未对连接杆进行检验，导致运行期间发生故障。

2.6 调速汽门VC控制卡故障

2014-03-05，3号机组负荷摆动。经现场检查，就地调门MOOG阀(美国穆格公司伺服阀)、线性位移传感器LVDT及回路无异常，DCS电子间DEH控制柜VC(阀门伺服模件)控制卡第2路指示灯灭，判断VC控制卡发生故障。采取措施后对VC控制卡进行更换，更换后故障消失。

故障原因：VC控制卡件长期运行发生故障，导致负荷产生波动。

2.7 接线端子虚接

2013-01-19，3号1高调门阀位波动引起负荷波动。在检查过程中，设备部员工在未做好安全措施的情况下，擅自松动就地接线箱内的端子线，造成阀位大幅波动，导致负荷也大幅波动，功率发生严重不平衡，系统发生振荡，电气失磁保护动作，随后主变高压侧开关跳闸，主汽门关闭。经现场检查，发现就地接线端子压接位置错误，未将接线压入正确的端子压片下。

故障原因：调门就地接线时，将线芯压在端子下部，虽固定螺丝紧固，但线芯接线松动导致调门波动；检查期间未做好安全措施，致使检查接线松动从而导致机组跳闸。

2.8 调门VC卡参数设置不当

2014-10-13， 4号2和4号3高压调门EH油进油管间断摆动，调门波动。经过现场检查，这可能是调门MOOG阀故障(通常是由油质欠佳造成伺服阀机械部分卡涩)。更换MOOG阀，该故障未消除。从历史曲线来看，发现一次调频动作期间，负荷摆动较大，退出一次调频后故障消除。

故障原因：调速系统机械部分有故障点，当机组一次调频动作时诱发负荷摆动。因此在机组检修期间对调速系统进行全面检查，对DEH调门VC卡内部相关参数进行优化，并对高调门油缸进行解体检查调整，机组启动后该故障已消除。

3 高压调速汽门故障的预防措施

阀门故障的各个细节都要引起重视，才能最大程度降低调门故障次数。现总结归纳了多年调门故障处理经验，提出了以下防范措施：

(1) 定期对调速汽门VC卡进行检查，加强巡检以便及时发现问题；

(2) 检修期间严把调门线性位移传感器LVDT接线质量关，对每根线的接线松紧及压在端子上的位置都需进行检查，防止接线松动；

(3) 定期检查、紧固就地线性位移传感器LVDT固定螺丝，并做好记录；

(4) 调门处增加围板，以降低线性位移传感器LVDT环境温度；

(5) 加强EH油质检验工作，必要时进行更换；

(6) 定期更换寿命到期的控制设备；

(7) 安装线性位移传感器LVDT时，传动杆固定要垂直，且孔、杆同心；

(8) 加大对检修质量的监督。

4 AST/OPC集成块油压低故障处理

4.1 OPC电磁阀阀芯内漏

2015-04-18，4号机组停运检修完毕后，进行机组冷态试验。在试验期间，启动EH油泵后，发现AST集成块进口油压为0。拔掉高、中主汽门开关电磁阀插头后，主汽门失电开启，油压正常至15 MPa；插上插头后，主汽门带电关闭，油压降为0，无法正常开启主汽门(主汽门开关电磁阀设计为带电关闭，失电开启)。经检查，发现OPC集成块高压进油管有温度，无压回油管有温度，分析OPC电磁阀泄漏，EH油直接从无压回油管路流回至EH油箱。从5号机组拆下2个OPC电磁阀阀芯更换后，集成块油压恢复正常，主汽门顺利开启。

故障原因：OPC电磁阀存在内漏，导致不能建立AST油压。

4.2 OPC集成块进油节流孔堵塞

2015-06-04，5号机组检修后，试验时发现EH油泵运行后，就地AST/OPC集成块处油压偏低，无法开启主汽门。检查OPC电磁阀阀芯无泄漏，检查AST电磁阀阀芯也无泄漏。检查主汽门开关和活动电磁阀(开启电磁阀为BV型、活动电磁阀为HV型，但实际安装时未遵循且电磁阀不能互换)也无异常。拔掉调门所有插头检查，该故障仍然存在。厂家派人拆除OPC集成块左边高压进油管，取出里面节流孔，发现有堵塞现象；未安装节流孔启动油泵试验后，油压恢复正常，并清理了节流孔且扩眼。待安装后进行试验，油压指示恢复正常，主汽门顺利开启。

故障原因：EH油质差导致OPC集成块进油节流孔堵塞，补不上油，致使AST/OPC集成块油压偏低；检修后未更换高压抗燃油，导致抗燃油运行多年已变质。

5 AST/OPC集成块油压低故障的防范措施

(1) 加强EH油质的检测，并定期进行更换，严禁使用质量不合格的EH油。

(2) 定期做AST电磁阀活动试验，检验电磁阀阀芯是否泄漏。

(3) 在停机期间，检查AST/OPC电磁阀阀芯及密封圈是否完好，有无泄漏。

(4) 在停机期间，逐个清理AST/OPC各节流孔，确保无堵塞。

6 结束语

DEH控制系统的调节、保护作用对高参数、大容量机组显得非常重要，其可靠性也越发关键。引起上述故障的原因都是一些细小的因素，工作人员对其进行检查、消除非常费神。因此，在日常维护中应将EH油质、LVDT接线、传感器固定等作为重点检修工作，才能最大限度地降低DEH控制系统故障。

1 瞿七九．600 MW汽轮机DEH故障分析及处理[J]．电力安全技术，2012，14(10)：46-48．

2 郑晓林．汽轮机油乳化的危害与防治[J]．电力安全技术，2013，15(12)：61-63．

2016-07-12。

张学兵(1972-)，男，工程师，主要从事火电厂热工自动化系统的维护和检修工作， email：13834053761@126．com。