300MW机组DEH控制系统安装调试故障分析与研究

张峰

摘   要：文章重点介绍火电机组DCS控制系统中的重要组成部分—DEH汽轮机数字电液调节系统，对DEH系统控制功能的几个方面（转速自动控制、阀位开环控制、负荷反馈闭环控制、主汽压力控制、机组启动控制）进行了具体的分析，并深入研究了DEH系统的安装、调试和故障分析。文章希望以此来提高机组的运行效率。

关键词：火电厂;300 MW机组;DEH系统;控制;调试;故障分析

1    对于300 MW机组DEH系统所具有的控制功能的具体分析

火电厂300 MW机组的汽轮机调速系统中已经大多数采用数字电液控制系统（Digital Electronic Hydraulic，DEH），DEH系统凭借系统自身所具有的优异性能，使机组在实际运行中的安全性、可靠性、稳定性得到了很大的保证。

1.1  DEH系统的转速自动控制功能

在机组运行使用之前，操作人员可以设定DEH系统的转速和升速率。在这时，它属于转速闭环无差调节系统，在设定的转速与实际的转速之间存在差值，两者之间的差值在经过PID运算后，再利用伺服装置控制油动机的开度，从而调整汽门开度的大小，可以使实际所具有的转速随着设定转速的变化而变化。在目标转速已经设定好不能再改变的前提下，已经设好的转速將会以之前设定好的升速率自动向已设好的目标转速靠近，当即将进入临界转速的区域后，系统会自动地将升速率调整成为400 r/min。同时，在转速上升的过程之中，DEH系统不仅起到了调节转速的作用，而且在此期间还会对机组进行高速暖机（见图1），提高机组整体运行的稳定性。

1.2  阀位开环控制

在这种控制方式下，机组阀门的开度可以直接由操作人员进行设定，当所要求的开度设定完成之后，DEH系统便可将阀门开度的给定信号传输给液压伺服卡，再用该信号与阀位反馈信号进行比较，随后输出控制信号给电液伺服阀，由此便可以对阀门的开度进行实时控制，从而满足机组运行所需的功率要求。

1.3  负荷反馈闭环控制

在负荷反馈闭环控制中，负荷回路调节装置作用最为重大，它发挥着不可替代的作用。当DEH系统接收到来自现场的功率和给定的功率之后会自动对差值进行比较放大，在这个时候，PID运算单元将计算出调节阀门开度指令，而后输出至调节汽门伺服卡。在输出的同时，PID也会与反馈信号进行比较，而后向电液伺服输出控制信号，通过这一过程对阀门的开度进行实时的控制，已达到满足机组运行中所需要的功率的目的。

1.4  调节级压力反馈闭环控制

在这种控制方式下，调节级压力回路调节装置起着非常巨大的作用。在DEH系统收到调节压力信号与给定信号之后，会在一定的时间内将两个信号进行对比，而后将差值传输给压力回路调节装置，压力回路调节装置再对两者之间的差值进行放大、运算，同时，PID会自动的对阀门开度进行调节，然后输出到液压伺服卡上，再与阀位反馈信号相比较，最后向电液伺服阀输出控制信号，通过这一过程对阀门的开度进行实时的把握。

1.5  主汽压力控制

主汽压力控制器的作用是将设定值和实际值进行对比，然后再进行运算，使得PID在调节了阀门开度后，输出至液压伺服卡上，并在与阀位反馈信号对比后，输出控制信号，通过这一过程对阀门开度进行有效的控制。

1.6  机组启动控制

通常情况下，300 MW机组在启动的过程中，可以选择以下两种方式的任意一种，即中压缸启动和高中压联合启动。当机组选择高中压联合的方式启动时，高中压调节阀之间的开度为1∶3。当机组选择中压缸的方式启动时，阀切换系数为零，高调阀的开度也为零，这样一来，阀门开度信号便会传输至中压调节阀控制回路，并对其开度进行控制，以此来满足中压缸的启动要求。就300 MW机组而言，调节阀开度与蒸汽流量存在着非线性的关系。故此，需要对阀门进行线性修正，DEH系统可以通过相关的修正函数对机组阀门进行线性修正。

2    300 MW机组DEH系统的典型故障分析

系统的控制功能要得到很好的发挥，就要求我们对系统做好安装与调试工作，因此，需要我们做到以下几点。随着汽轮机DEH的在大型机组中的普及，数字式电液调节系统的故障判断及处理方法已成为广大电厂越来越关心的课题。文章将对本厂机组的DEH系统的一些典型故障进行分析，并将常规的处理方法作一些介绍。

2.1  机组中压调节汽门大幅波动无法正常控制的情况分析

2015年7月6日21：23，#7机组开机并网后初带负荷，运行人员发现#3中压调节汽门异常波动，影响了机组的稳定运行。检修人员到达现场检查处理，发现两路LVDT信号正常，接线紧固无松动，又检查伺服阀接线亦无松动现象，伺服阀无漏油，检查LVDT连接螺母也无松动情况。后测量反馈线和指令线发现，指令线有一路明显有接地现象，后查实在开机过程中轴封有漏气情况，致使部分蒸汽吹出，使附近伺服阀的航空插头接线凝露接地。让运行人员调整轴封压力后，航空插头接线干燥后，重新插入，故障排除。

2.2  s组D修后无法挂闸的故障分析

2017年4月6日12：45，#8机组开机时无法挂闸，热工人员检查所有的保护条件是否有闭锁存在，检查所有的跳闸条件都未满足，挂闸按钮已经复位所有的跳闸条件;检查一次安全油压和透平压力油都正常;主油泵出口油压也正常;检查复位电磁阀线圈带电正常吸合;各个行程开关ZS1，ZS2，ZS3也都动作正常，但就是无法挂闸成功。后考虑二次安全油压不能长时间保持，分析可能是遮断隔离阀组无法隔绝油压泄放通道所致，因此，强制遮断隔离电磁阀4YV带电，然后再次挂闸，油压建立，显示挂闸成功。由上分析得出结论，出故障的是机械隔离滑阀，因其阀门在挂闸时滑环顶杆推出到机械隔离阀，顶杆调整太小导致阀门隔离不到位所致。问题找到后，机务人员调整顶杆后，挂闸成功，故障消除，顺利冲转。

2.3  VPC卡端子板故障引起的调门波动

2012年12月19日晚上23：40，#8号机组高调4正常运行中突然全开，无法调整。#8号机组负荷在180 MW，通过查询历史记录发现，该调门在12月19日的18：28出现了电源故障报警。高调1和高调2在19：36阀位反馈由100%、97.29%突降至62.66%和62.35%。在电子间的DEH柜检查发现高调4的VPC卡通信正常，无故障报警灯亮，检查高调4的端子板发现其电源指示灯已经熄灭，其他调门的电源指示灯正常，可以初步判断为高调4端子板故障，导致阀门失控达到全开状态。通知当班值长要更换高调4的端子板。相应的安全措施：（1）汽机主控退出自动转为手动控制（实际为手动，同时锅炉主控也处于手动状态）。（2）汽机阀门控制方式由多阀转为单阀控制（当时是多阀控制状态）。（3）负荷控制在220 MW以内（当时是180 MW）。（4）在组态上强制高调4的输出指令为零。（5）关闭高调4伺服阀前高压抗燃油过滤器前的截止阀和旁路阀，让高调4的阀位由100%缓慢降到0%。在更换端子板时发现新购入的端子板上的型號以及序列号和原来的端子板不同（原来的端子板的型号为C2908469，新购进的端子板的型号为369B1878G0013VB），考虑以前的端子板为新华控制工程公司生产，新购进的端子板为GE公司生产，可能在型号和序列号上有区别，因此，更换后的新端子板需要把LVDT阀位信号的A和C线调换。更换端子板后阀门控制正常，故障排除。

2.4  机组EH油压偏低无法正常投运

EH油泵开启后，油压只有7.5 MPa左右，检查管路系统并没有漏油的地方，检查各蓄能器都运行正常无泄漏，对现场各个主汽门和调节汽门的EH油路检查，也没有发现漏油现象，判断为应该是内漏，逐一对各个阀门的油动机的进油进行检查，发现GV4油动机进油声比较大，关闭其进油截止阀和旁路阀后，EH油压正常13.3 MPa，应该是GV4的油路有泄漏所致，怀疑是伺服阀内漏量大所致，热工人员更换两个伺服阀后还是无法解决问题，排除伺服阀内漏故障，后机务检查发现进油通过进油过滤器到快关电磁阀15YV中间的节流孔未装，安装节流孔后，油压恢复正常。

DEH系统结构复杂，对机组的安全运行及其重要，每一个管路系统部件都相互关联，牵一发而动全身，现在的一次调频、CCS、AGC的投入更离不开DEH的可靠、稳定运行，因此，DEH系统中的每一个小的缺陷或故障都不能轻视，检查和处理要格外小心，保持头脑清晰，才能更好地处理好问题，保证机组的安全稳定运行。

除了对DEH系统的维护保养检修工作要认真对待和格外重视外，还要对DEH系统的前期安装和调试工作做好细致的筹划，严格按照相关的规范进行施工和监督，调试工作也要求按部就班有条不紊。以下几点在安装调试中要引起重视。

（1）为了降低外界环境对系统的影响，需要对系统进行可靠接地处理，同时要求接地桩的电阻有着严格的要求，一般其电阻不得超过1 Ω。在接地处理过程中，要保证安全保护地和节流电源均接到了地桩上面。但是其中要注意的是，所有非DCS设备的接地均不能和地桩相连。

（2）在连接电源时，要求使用的电源具有安全性、可靠性，同时，还应对其负载能力进行准确的估计，并做好绝缘工作，通过这样来消除外界对系统的干扰，确保系统平稳运行。

（3）要保证系统与外部信息号的接线合理，在对电缆进行敷设时，要对所处的大气环境和电噪声水平有充分的了解，从而确定电缆桥架空间、数量及屏蔽措施。

（4）同时还需要工作人员对接线是否可靠进行检查，若发现异常，则应及时处理，保证系统能够正常运行。对各种传感器、变送器的检查中，最重要的是观察传感器、变送器在运行时能否正常工作。检查外部信号时，可以以模拟的形式进行检验，通过对电功率、转速传感器以及调频回路参数的检验，验证它能否符合DEH系统运行的要求。总之，要对DEH系统控制功能进行多方面的检验，确认合格后才可以让其进入市场，真正投入使用。

3    结语

DEH系统已经成为300 MW机组自动控制系统中最不可缺少的一部分，被越来越多地应用于300 MW机组之中。DEH系统通过自身完备和强大的控制功能使机组的运行变得更加安全、可靠，同时，对于提升机组的运行效率也有很大的帮助。通过上文的论述，可以了解到，若想充分发挥出DEH系统控制功能的优越性，就必须要做好DEH系统的安装、调试和故障分析工作。

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