燃气轮机电厂伺服阀常见故障分析

龙智睿

摘 要： 通过了解伺服阀基本构造、控制状态、常见故障进行控制异常原因分析。

关键词： 伺服阀;控制状态;ACV

【中图分类号】TM621.3     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.151

1 伺服阀基本构造

如上图所示，目前我公司在用的MOOG喷嘴挡板式伺服阀包含线圈、力矩马达、衔铁、挡板、喷嘴和反馈弹簧杆等。

2 伺服阀控制

2.1 平衡状态

如上图所示，当线圈中无电流通过时，衔铁处于平衡位置。挡板与喷嘴两侧间隙相同，使两侧喷咀的泄油面积相等，喷咀两侧的油压相等。伺服阀在调试时，人为地调整了滑阀左间隙与右间隙的大小，使本来应该相等的两个间隙有意识定为不等，因此伺服阀需要零偏电流保持稳态。

2.2 动作状态

其中伺服电流的大小和方向，可以改变伺服马达电磁力作用的大小和方向。如上图所示，当有电气信号输入，衔铁带动挡板转动，挡板移近喷咀1，使喷咀1泄油面积A1减小，流量Q1减小，喷咀1前的油压P1增大，而喷咀2与挡板间的距离增大，泄油量Q2增大，使喷咀前的油压力P2降低，这样就将电气信号转变为力矩，产生机械位移，再转变为油压信号，并通过喷咀挡板系统将信号放大。

挡板两侧的喷咀前油压P1和P2分别与下部滑阀的两个腔室相通，因此，当两个喷咀前的油压不等时，则滑阀两端的油压也不相等，两端的油压差使滑阀移动并由滑阀上的凸肩控制的油口开启或关闭。

3 伺服阀常见故障

第一类：“卡” 所谓“卡”主要现象是伺服阀喷嘴或阀芯被垃圾堵死，阀芯被偏在一边，有时偏在油动机全开位置，有时被偏在全关位置，无论信号正负大小，伺服阀总是拒动，这就必须更换伺服阀。

第二类：“堵” 这里堵主要是指由于油质很差，把伺服阀内部的滤网堵了，当堵得很严重时，喷嘴、挡板放大器的放大系数下降，阀芯移动减小直至不动，伺服阀灵敏度下降，调节功能下降，油动机动作相对指令明显滞后，这时可以先清洗一下可拆式内部滤网，如果不行的，则需更换伺服阀。

第三类： “内泄大” 伺服阀内泄量包括喷嘴挡板内泄量和阀芯阀套之间的内泄 ”量，因为喷嘴挡板的内泄量一般不会变化多少，内泄变化主要是指阀芯阀套之间的内泄量，内泄有时超过20升/分钟，此时会导致液压油泵电流比正常值偏大。

4 ACV控制异常原因分析

ACV使用的是MOOG 的743F003A喷嘴挡板式伺服阀，ACV的液压控制原理如下图所示：

4.1 当伺服阀的阀芯在中间位置时，ACV保持原位;当伺服阀阀芯向左滑动时，液压油通过伺服阀供油孔进入油动机的油缸，ACV打开;当伺服阀阀芯向右滑动时，油动机的油缸中的液压油通过排油孔泄回液压油箱内，ACV关闭。

4.2 ACV油动机的液压油缸并非是“盲管”，缸内的液压油是“活油”。即ACV进行开

關操作时，液压油通过伺服阀的切换作用使液压油在液压油箱与油动机的油缸之间以“环路”的形式进行循环。

4.3 ACV控制异常时及停机后的阀门情况：

3月18日16：07：03，ACV指令达到最大的94.4%时，阀门反馈为19%;3月18日16：34：02，由于AP压力逐渐下降，ACV指令逐渐下降到29.7%，阀门反馈为23.5%。期间时为27分钟。

3月19日00：17：05至21：52：02，采用逐渐改变阀位指令的方式对ACV进行传动试验，阀门均动作正常。

通过对比，可以判断：

1）、ACV的伺服阀不存在“堵”的现象。假设由于液压油的油质很差，把伺服阀内部的滤网堵了，停机后未对伺服阀进行清洗的情况下直接进行传动，伺服阀会存在灵敏度下降、调节功能下降和油动机动作相对指令明显滞后的现象。

2）、ACV的伺服阀不存在“卡”的现象。假设伺服阀喷嘴或阀芯被垃圾堵死，阀芯被偏在一边，会导致油动机停在全开位置、全开位置或者中间位置。

结束语：由于更换新伺服阀前后，ACV的卡涩位置均为20%左右，分析可能ACV油动机缸体在20%左右存在轻微内漏现象，导致油动机在20% 位置的出力下降。当阀门在在20% 位置时，油动机油缸的作用力不足以克服弹簧加蒸汽介质的阻力。

参考文献

[1] 内燃机的机械式注油装置的研究[J].毛胜辉，焦宏涛.科技风.2017（11）.