320MW汽轮机高调门常见故障分析

周保杰

摘 要：本文介绍了徐州华润彭城电厂使用的上海新华DEH系统在高中压调门运行控制方面出现的故障情况，结合DEH控制原理及现场设备结构特点对故障原因分析研究，总结出相应的解决方法。通过日常维护、改造等提高汽轮机调门控制的可靠性，为同类故障提供借鉴。

关键词：汽轮机；DEH系统；高调门；伺服阀；LVDT

1 引言

汽轮机数字电液控制系统（DEH系统）是电站汽轮发电机组不可或缺的重要组成部分，是汽轮机启动、正常运行、事故和停止工况下的调节控制器。通过控制汽轮机主汽门和调节门的开度，实现对汽轮发电机组的转速、负荷等的控制。徐州华润（彭城电厂）一期1#、2#机组（2×320MW）使用上海新华DEH—ⅢA型电液调节系统。汽轮机本体布置有2个主汽门、6个高压调门、2个中压主汽门和2个中压调门，其中2个中压主汽门为开关型阀门，其余10个均为调节型阀门。所采用的新华DEH系统产品质量成熟、控制性能良好、控制精度高，长期以来运行稳定，但不可避免也出现一些问题和故障。高调门控制是DEH系统中重要的控制部分，其控制稳定性、可靠性及精度直接影响汽轮机转速、负荷控制，甚至影响汽轮机运行安全。从新华DEH系统在彭城电厂多年运行情况统计，高调门控制是出现问题和故障比较集中的部位。本文粗浅分析高调门控制出现的故障和原因以及采取的措施，供大家参考。

2 高调门控制故障现象、分析及解决办法

电液伺服阀将计算机运算处理来的指令信号转换成油压信号传送给油动机执行机构，油动机活塞在上、下油压差作用下带动弹簧加载后的阀门上下运动。同时带动线性位移传感器（LVDT），将油动机的机械位移转换成电信号作为负反馈与指令信号相加形成闭环回路。当相加后信号为零时，伺服阀的阀芯回到中间位置，不再有高压油向油動机下腔进出，此时阀门停止运动，停留在新的的工作位置。

高调门发生故障主要表现为：调门不动作、调门全关或全开、调门大幅波动、指令与反馈偏差大。通过分析高调门的动作原理并结合生产实践，可以将高调门控制故障原因分为三个方面：电液伺服阀部分、LVDT反馈部分、VCC卡件部分。

2.1 电液伺服阀

徐州华润彭城电厂一期使用的伺服阀是陕西秦峰YF系列，其为双线圈二级液压结构。根据接收的信号，线圈励磁驱动挡板影响喷油量改变阀芯位置，从而控制活塞进油量。油动机开启靠EH油驱动，而关闭靠弹簧力。伺服阀故障一般为伺服阀卡涩、伺服阀泄漏、机械零位跑偏、线圈开路或短路。

（1）伺服阀卡涩。卡涩最为常见，其表现为调门不动作、油路不通，此问题需要清洗或更换伺服阀，由于伺服阀属于精密液压件，其内部元件不易拆装，建议集中返厂清洗，一般直接更换新伺服阀。另外要求机务专业加强滤油，具备条件时彻底清洗油管路系统。

（2）伺服阀泄漏，泄漏包括外漏和内漏。外漏即常见的渗油，会造成阀门动作缓慢或开不到位，泄漏严重会引起EH油压降低，直至威胁机组运行。外漏比较直观，可紧固螺栓，处理前要关闭进油门，更换氟橡胶密封圈。伺服阀内漏的现象为伺服阀发热、油动机及油管路振动大、EH油压不稳，处理为更换新伺服阀。

（3）机械零位一般出厂设置不用调节，零位不准表现为阀门关不严或开不足。调整机械零位时要脱开伺服阀线圈，使高调门达到刚好关闭的临界状态。

（4）伺服阀线圈故障。可通过测量线圈电阻来判定，不再赘述。

2.2 LVDT反馈部分

LVDT即线性位移传感器，初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部可移动的杆状铁芯连接在油动机的活塞杆上。当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个次级线圈产生的感应电动势不等，输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系，以此来反馈调门位置情况。现场布置两路LVDT，计算机内高选模块选最大值作为反馈和DEH输出指令信号比较进行调门控制。LVDT出现的故障主要有：LVDT线圈故障、反馈电缆松脱或短路、油动机与LVDT杆连接异常，以下逐条分析。

解决方法主要有：

（1）LVDT线圈故障可通过测量线间电阻值来判断。提高高调门附近保温质量，避免环境温度高造成线圈开路，同时LVDT线圈引线选用耐高温电缆。

（2）高调门运行中振动比较大，长时间运行会造成接线端子松动，在安装高调门接线端子箱时注意防止振动，在接线端子的螺丝上加装弹垫，定期预防性维护。另外由于高调门附近温度高，反馈电缆受热绝缘降低或接地短路也时常发生，要注意将电缆和本体尽可能隔离。

（3）油动机与LVDT连接杆为硬连接，运行中连杆的受热膨胀，加上调门振动影响，多次造成LVDT连接杆卡涩弯曲折断，导致调门全开或全关故障，此时要对LVDT检查更换。

2.3 VCC卡件方面

由于计算机VCC卡件布置在电子设备间内，环境工况好，故障发生率低。调门出现故障时一般先排除就地原因，VCC卡件常见故障表现为输入输出信号异常。在线更换VCC卡件时要注意跳线和旧卡一致，在线调试可将调门进油门关闭，标记好调门的零位和全开位，手动拉动LVDT连杆至零位和全开位置，整定VCC卡件参数。

3 综合分析及建议

由于高调门故障直接影响机组调节，处理故障时要注意和运行人员密切沟通。为提高设备可靠性，建议从以下几方面改善。加强对EH油滤油及检测，因为油质直接影响伺服阀工作；伺服阀可选用MOOG品牌；LVDT和油动机的连接要加强检查维护，可调研加装万向节改善硬连接；VCC卡件可升级，增加检测LVDT断线切换功能。

参考文献

[1] 汽轮机数字电液调节系统.上海电力学院

[2] XDPS系统运行维护手册.上海新华控制工程公司

[3] 火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程（DL_T774-2004）.