同侧高、中压调节阀瞬间关闭的原因分析及处理

刘伟兴

(广东粤电大埔发电有限公司，广东 大埔 514265)

同侧高、中压调节阀瞬间关闭的原因分析及处理

刘伟兴

(广东粤电大埔发电有限公司，广东 大埔 514265)

某电厂#2机组因右侧高压调节阀阀位反馈信号波动，引发汽轮机数字电液控制系统(DEH)动作快关右侧高、中压调节阀，机组负荷异常波动。针对该问题，通过现场检查和分析，找出故障原因并解决了调节阀瞬间关闭安全隐患，可供设备安装、检修维护时参考。

火电厂；DEH；反馈信号；调节阀；故障分析

图1 右侧高、中压调节阀开度反馈曲线(第1，2次调节阀关闭前后)

0 引言

某电厂#2机组为N660-25/600/600型、一次中间再热、三缸、四排汽超超临界燃煤机组，汽轮机数字电液控制系统(DEH)采用西门子SPPA-T3000系统。2016-05-19—27，#2机组DEH动作快关右侧高、中压调节阀5次，使机组负荷异常波动。本文针对该问题进行分析，并给出解决办法。

1 问题的出现[1]

(1)2016-05-19 T 19:09及2016-05-20 T 03:31，右侧高、中压调节阀同时关闭2次，每次约2 s，如图1所示。调节阀瞬间关闭前机组负荷200 MW，主蒸汽压力16 MPa，初压模式，高压调节阀开度16.5%，中压调节阀开度21.0%，阀限未变化105%，抗燃(EH)油油压无明显波动，高压缸排汽温度(简称高排温度)及机前压力在阀门关闭前稳定，机组运行工况已稳定(约7 h)，第1次调节阀瞬间关闭后机组控制切至限压模式。

(2)2016-05-26 T 19:00及2016-05-26 T 21:23，右侧高、中压调节阀同时关闭2次，每次约2 s，如图2所示。机组负荷200 MW，主蒸汽压力14 MPa，限压模式，高压调节阀开度18.0%，中压调节阀开度29.3%，阀限未变化105%，EH油油压无明显波动，高排温度及机前压力在阀门关闭前稳定，机组运行工况已稳定(约1 h)。

(3)2016-05-27 T 17:20，右侧高、中压调节阀同时关闭1次，持续时间约2 s,如图3所示。机组变负荷刚结束时，过程参数负荷由250 MW降至200 MW，主蒸汽压力由16.6 MPa降至14.0 MPa，限压模式，高压调节阀开度18.0%未变化，中压调节阀开度由27.0%降至24.5%，阀限未变化105%，EH油油压无明显波动，高排温度及机前压力在阀门关闭前稳定，机组负荷刚到达目标200 MW约2 min，右侧高、中压调节阀同时关闭。

图2 右侧高、中压调节阀开度反馈曲线(第3,4次调节阀关闭前后)

图3 右侧高、中压调节阀开度反馈曲线(第5次调节阀关闭前后)

2 原因分析

调节阀阀位指令为公用指令，即左、右侧高压调节阀阀位指令为同一指令；左、右侧中压调节阀阀位指令也为同一指令。如果DEH通过负荷、主蒸汽压力、流量、阀位等数据综合运算得出调节阀关闭指令，则左、右两侧调节阀应该同时关闭，而5次调节阀瞬间关闭只发生在右侧高压调节阀和中压调节阀上，故DEH通过负荷、压力、流量、阀位等数据综合运算发出关闭调节阀指令的可能性较低。

查询DEH逻辑发现，当阀位指令与阀位反馈值偏差在-25%以上，DEH能启动快速动作功能，即阀位指令与反馈偏差大时，激活在关闭方向上的快速动作控制功能，因此同侧的高压调节阀与中压调节阀快速动作功能同时触发，同侧高、中压调节阀同时关闭，1 s后，指令与反馈偏差在-25%范围内时，则调节阀跟随指令打开，由此分析得出调节阀瞬间关闭由指令与反馈偏差大引起。

查阅历史曲线，调节阀指令未出现波动，反馈信号则波动频繁，偏差超过-25%，DEH触发调节阀快速动作控制功能，同侧高、中压调节阀同时关闭，而反馈信号波动则存在以下几方面原因：(1)线性可变差动变压器(LVDT)瞬间故障，输出信号波动导致指令与反馈偏差超出-25%；(2)LVDT松动，当调节阀本体出现较大振动时引发LVDT振动，造成阀位反馈信号波动；(3)信号电缆受到干扰，导致信号波动，指令与反馈偏差超过-25%；(4)控制电缆屏蔽破损或者接触不好，导致信号不稳定；(5)伺服阀、插装阀故障，导致阀门瞬间关闭。

3 检查处理措施

针对上述分析，在机组停运后逐一检查阀门支座、信号电缆、伺服阀、插装阀等，均未发现问题。而在检查右侧高压调节阀LVDT时发现反馈杆固定支架与LVDT反馈杆螺纹孔错位，按设计采用的6枚紧固螺丝只有2枚能够实际紧固啮合，LVDT紧固强度不足，反馈杆受振松动导致反馈信号波动。除螺纹孔错位原因外，针对导致LVDT松动的直接原因继续检查分析，发现机组低负荷运行时因机前压力过高、阀门节流过大，高、中压调节阀时常出现较大的振动，而LVDT即安装在调节阀本体上(如图4所示)，因此，导致LVDT松动的原因应是阀门本体振动。

更换LVDT反馈杆支架，重新加工矫正螺纹孔后拧紧所有固定螺栓。处理完毕待机组启动后，右侧高压调节阀LVDT反馈信号未再出现异常波动现象，同侧高、中压调节阀瞬间关闭问题得到解决。

图4 高压调节阀本体

4 结束语

该起高、中压调节阀瞬间关闭故障直接原因是LVDT反馈杆固定支架与LVDT反馈杆螺纹孔错位，LVDT紧固强度不足，反馈杆受振松动导致反馈信号波动。这是一起比较特殊的故障，设备厂商在出厂前应进行严格检查，建设单位、施工单位对厂商配套安装的设备在组装期间也应该进行严格检查，确保设备正常。同时，为了减少过渡接线端子虚接导致信号波动，建议对重要的信号尽量减少中间电缆的驳接，取消过渡接线端子箱并直接焊接。

[1]上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂.660 MW等级超超临界凝汽式汽轮机调节保安系统说明书[Z].上海：上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,2011。

(本文责编：白银雷)

2016-12-28；

2017-02-03

TK 26

B

1674-1951(2017)02-0048-03

刘伟兴(1980—)，男，广东兴宁人，工程师，从事热控专业基建、检修方面的工作(E-mail:liuweixing604@163.com)。