汽轮发电机组DEH系统故障点分析及对策措施

（新疆石河子天富南热电有限公司，石河子市，832000） 刘 静

作为一套完整的汽轮机控制系统，通常包括调节系统、保护系统、监视系统、顺控系统、热应力计算系统和液压伺服系统。用于汽轮发电机组的DEH数字电液控制系统综合固态电子学和高压液压系统的优点，用来控制汽轮机的蒸汽流量。电液控制系统是大容量汽轮机必不可少的配套装置，对于保证汽轮机的安全、稳定和经济运行起着举足轻重的作用。

1 DEH系统及其简介

汽轮机调节系统经历了从机械调速器、全液压调速器、模拟电液调节系统（AEH）、计算机为基础的数字式电液控制系统这样一个发展过程。DEH控制系统采用数字计算机作为控制器、电液转换机构，高压抗燃油系统和油动机作为执行器对汽轮机实行自动控制。

DEH系统是控制汽轮机启动、停机及转速控制、功率控制的唯一手段，是大型汽轮发电机组实现机组协调控制、远方自动调度等功能必不可少的控制设备。机组在正常运行过程中，DEH控制系统接受运行人员通过负荷手操站所发出的增、减指令，采集汽轮发电机组的转速和功率以及调节阀的位置反馈等信号，进行分析处理，综合计算，输出控制信号到各个电液伺服阀，改变调节阀的开度，以控制机组的运行。机组在升速过程中（即机组未并网），DEH控制系统通过转速调节回路来控制机组的转速；机组并网后，DEH控制系统可以通过协调和功率回路来控制机组负荷。

DEH系统由五大部分组成，一个固态电子控制器柜、操作系统、EH供油系统、执行机构、保安系统。例如①某厂汽轮机控制系统由操作员站、工程师站、历史站、输出设备、过程控制处理单元（PCU）及I/O模块、电源、机柜等组成。通过高速网络构成的局域网将这些设备连接，实现数据在设备中的传递、交换与共享。②某厂汽轮机DEH主要由五个部分组成：电子控制器，人机接口，蒸汽伺服阀执行机构，EH供油系统，危急遮断系统。

DEH控制系统由液压伺服装置和计算机控制装置（电子部分）两大部分组成。其电子部分主要由模拟部分和数字部分组成，接口部分则根据外部各种控制系统配置。数字系统是DEH控制系统的核心部分，它可以对机组运行参数进行连续监视与运算，并对机组转速或负荷进行控制，以及在CRT上显示和由打印机进行打印。DEH系统对应的外部系统有协调控制系统（CCS）、自动调度系统（ADS）、汽轮机监测系统（TSI）。

1.1 DEH系统基本的工作原理

数字控制器DE接受机组的转速、发电机功率、调节级压力三个反馈信号，输出各阀门的位置给定值信号。电液伺服回路接受给定值和阀门开度信号，由电液伺服阀和油动机控制各阀门的开度，对于中间再热机组，汽轮发电机的转速和负荷由主汽门TV和调节汽门GV开度控制，由此控制机组的转速和频率。

DEH控制系统的控制功能由软件实现，具有速度快、控制灵活和可靠性高等优点，不仅可以实现汽轮机的转速调节、功率调节，还能按不同工况，根据汽轮机应力及其它辅机条件在盘车的基础上实现自动升速、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监测、监视、报警、记录和追忆。

1.2 DEH系统的主要功能

1.2.1 控制功能

运行方式控制功能、阀门管理功能、主蒸汽压力控制功能、超速保护控制功能。①自动调节控制功能：升速、自动同期、并网带初负荷、升负荷、阀控方式、功控方式、压控方式、CCS方式、一次调频、自整性控制、阀门管理（高压抗燃油系统）。②限制控制功能：负荷及阀位限制、主汽压力低限制、低真空限制、快卸负荷、OPC限制。③试验控制功能：假并网试验、超速试验、阀门严密性试验、遮断电磁阀试验（高压抗燃油系统）。④保护控制功能：紧急手动、系统状态监视报警、超速保护。

1.2.2 监视、保护功能

监视与报警功能、危急遮断保护功能。

1.2.3 通信功能

DEH系统可以通过接口，与外界各种相关的控制系统相连接，实现不同的控制方式。

1.2.4 试验功能

在运行过程中，可以通过DEH控制系统对阀门进行在线试验，也可以进行OPC试验等。

2 DEH画面汽机启动方式的操作

检查汽机高启油泵，抗燃油泵运行正常，出口压力正常，隔膜阀（上部油压0.7MPa）关闭。点击“控制模式”，投入操作员自动。点击“阀门控制”方式，投入单阀控制。点击“阀位限制器”设定：输入阀门位置限制100。点击“旁路模式”，选择旁路模式。控制冲转参数符合冲转要求。点击挂闸，检查中压主气门自动开启（再热器压力高，中主门打不开时，可开大低旁泄压，待中主门前压力小于0.12MPa，中主门打开后在回复到冲转压力）。高压调门（GV1-6）联开，中低压联通蝶阀联开，就地AST,ASP,OPC压力表指示正常。点击“控制设定”，输入目标转速600rpm，升速率100rpm/min，点击运行。检查中压调门开启，（转速由中调控制，高主未开启）盘车已脱开。转速600rpm，手动按停机按钮，汽机打闸进行摩擦检查，检查中主门，高调门，中调门，中低压联通蝶阀自动关闭。点击挂闸，“控制设定”，重新输入目标转速600rpm，升速率100rpm/min，点击运行。转速600rpm，计时240s,检查机组振动，胀差，轴向位移等正常。输入目标转速2100rpm，升速率100rpm/min，点击运行（此时转速由高主门，中调门控制，过临界转速时，检查振动，胀差，轴向位移等正常）。转速620rpm时，检查顶轴油泵联停。转速2 100rpm时，保持中主门前气温260，进行高中压缸暖机，当中压持环温度达到121℃，高中压缸膨胀值≥6mm，暖机结束，记录暖机时间。转速2600rpm时，检查低压缸喷水应自动投入。点击“控制设定”，输入目标转速2900rpm，升速率100rpm/min，点击运行。转速2 900rpm时，（计时240s，中调保持开度维持再热压力不变，转速由高主控制转速，不确定）。转速2 950rpm时，计时240s，检查机组振动，胀差，轴向位移等正常。点击“阀门控制”方式，投入“TV/GV”阀切换，确认后，高调门联关，高主门联开，维持2 950rpm不变。点击“控制设定”，输入目标转速3 000rpm，升速率50rpm/min，点击运行。转速3 000rpm时，定速暖机等待电气并网（升速期间，若发生异常需保持转速，点击“控制设定”中的“保持”。

挂闸后，高调门，中主门，中调门，EGV,打开，转速由高主门控制升速到2 950rpm，点击“阀门控制”方式，投入“TV/GV”阀切换，确认后，高调门联关，高主门联开，维持2 950rpm不变。（切换前无计时）。并网操作旁路模式和非旁路模式相同。

3 DEH事故故障点分析

3.1 DEH电源故障

DEH电源系统故障处理，接线方式不可靠造成机组停运。

DEH为双电源供电方式，主电源为UPS，辅电源为保安电源，通过两个接触器进行切换，DEH失电信号为两个接触器常闭接点串联，直接将此信号发至ETS跳闸。DEH有两路电源，失电有可能转换不好，一路电源失去，“DEH失电”光字报警，两路电源同时失去使自动停机遮断电磁阀失电开启，使危急遮断油总管油压消失，高、中压自动主汽门、调门关闭停机。DEH和AST电磁阀用同一电源，DEH失电AST同时也失电。DEH失电，AST电磁阀，自动主汽门泄油关闭，机电联跳。

DEH对汽轮机的转速和负荷进行控制，失电本身后将使汽轮机失去有效控制（并且在失电后锅炉和电网的各种参数仍是不断变化的），为了确保汽轮机安全，一般设置了DEH失电使汽轮机跳闸停机的保护。

电液转换器是由DEH供电的，DEH失电后，即使不同时给出跳闸信号去ETS，电液转换器也会使得调节阀向关闭的方向运动。如果DEH不给ETS发跳闸信号，因为电液转换器失电也会使主汽门调门关闭。电液转换器只能操控调阀，在DEH失电后既失去对调阀的操控能力，电液转换器的结构设计是失电后打开排油口，泄掉油动机的压力油，在弹簧作用下调阀逐渐关闭，这个过程比跳闸过程要慢。主汽门是由安全油路控制的，只有经由ETS使停机电磁阀组失电，既所谓的跳闸块，或手动机械打闸才能关闭主汽门。

3.2 DEH柜一台交换机故障（交换机已烧坏）

网络集线器（或网络交换机），实现DEH系统网络通讯物理接口。汽轮机DEH系统两台交换机，一主一备，一台交换机已烧坏，另一台备用交换机已投入正常，如果投入不正常，将造成DEH无法正常工作而停机。

3.3 DEH SD转速卡故障

每台机组使用2块SD卡。2台机组共有2块SD卡备用。

DEH系统OPC逻辑为：并网OPC动作值：3 090转；OPC恢复值：3 060转；未并网OPC动作值：3 090转；OPC恢复值：2 995转。

DEH系统SD转速卡为老版本卡件，OPC逻辑为硬件固化，OPC定值如需修改需返厂维修。SD转速卡为新版本卡件，OPC逻辑可修改，OPC定值需离线修改。AST动作值：3 300转

汽轮机转速不稳，调节汽阀开度波动大且摆动频繁，机务设备异常引起调门波动的原因，常见的有：伺服阀故障。连接间隙引起LVDT组件连接件受损。机械原因造成故障（机械安装不当）等引起。是否由于管网压力波动一起的调速汽门波动。调速汽门PID参数调节不当引起的调速汽门波动。系统油压波动引起的调速汽门波动。系统负载负荷波动引起的汽轮机负荷波动，导致调速汽门波动。油压波动。仪表PID参数调整不对。

4 对策措施

4.1 DEH电源故障

首要措施是在单台UPS电源供电情况下恢复DEH手操盘功能。2个DEH控制站机柜内。一组主控电源失电,另一组主控电源运行正常.机柜内的各种硬件运行正常。

由于此接线方式不可靠，且与DEH系统实际工作不符，为避免保护再次误动作，现已将此信号解除。确定技改方案，拆除原DEH失电信号，即DEH电源柜电源切换装置（两个接触器常闭接点）。在DEH电源柜的两路电源母线上分别接入中间继电器，接入点在KB1（UPS电源）、KB2（保安电源）断路器下侧，继电器分别定义为R1、R2。将R1、R2继电器的常闭接点串联，通过原接线端子（X3-5-1、X3-5-2）接入ETS柜。将原DEH失电信号接点接入DCS，作为语音和光字报警，以提醒运行人员。#3机接入通道为 DCS26号站32块开关量输入卡15通道，#4机接入通道为DCS26号站32块开关量输入卡15通道。名称定义为DEH电源异常。

技改由检修负责，包括敷设电缆、接线、增加报警点、调试试验等工作，运行人员配合。要求技改后现场回路号与图纸保持一致，具体接线方式见附图。热控人员巡回检查工作时对DEH柜新增的R1、R2继电器运行情况进行检查，并做好记录，继电器正常时电源指示灯是亮的，若继电器的电源指示灯不亮必须及时查明原因。运行人员在机组正常运行时，若发现DEH电源异常信号及语音报出，及时通知热控人员查明原因。要求热控专业，对DEH系统全面学习，并重点学习电源分配原理，各电源作用，并负责现场的图纸替换工作。

4.2 DEH柜一台交换机故障（交换机已烧坏）

交换机故障，为保证机组正常运行应采取的措施：热控在没更换好热交换机前，必须安排好能处理工作的值班员值班，做到有问题能及时处理。运行人员加强监视，如发现异常应及时联系热控值班人员来处理。如DEH柜另一台交换机也出现故障时，DEH画面既不能监视又不能操作，此时运行人员可监视电气盘上或汽机DCS上功率；值长协调好锅炉保持稳定燃烧，不做任何调整。待热控更换完新交换机后，DEH才能正常操作。如在热控处理过程中，机组出现异常需紧急停机时，必须到就地手打危机保安器，确认主汽门及高调门等关闭。

4.3 DEH SD转速卡故障

SD转速卡定值修改方案：将2块备用SD卡返厂修改定值。

汽轮机转速不稳，调节汽阀开度波动大且摆动频繁。对转速不稳进行分析，针对性的逐一排除出现问题的原因，采取有针对性的措施，消除故障点。

5 结束语

DEH系统是汽轮机正常运行中非常重要的系统，其运行情况直接关系到机组的安全运行，因此，通过汽轮机DEH系统故障点的分析，找出危险点及其造成的原因，解决了生产实际问题。