汽輪機(jī)調(diào)閥波動與伺服閥的關(guān)系

1、汽輪機(jī)調(diào)門與伺服閥的關(guān)系火力發(fā)電機(jī)組容量的增大、蒸汽參數(shù)的提高，對機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性及其白動控制水平的要求也愈來愈高。做為300MW的大型機(jī)組，汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)已被廣泛采用。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門 作為DEH系統(tǒng)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要用來控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率， 其故障將會導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速或者功率波動，直接影響到機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行。我廠汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)廠與美國西屋公司合作，并按照美國西屋公司技術(shù)制造的300MW亞臨界、中間再熱式、高中壓合缸、 雙缸雙排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組型號：N300-16.67/538/538 。 TV有2個，GV共有6個，各對應(yīng)一個噴嘴弧段，每段有8個噴

2、嘴； 汽輪機(jī)左右兩側(cè)各有1個RV、IV聯(lián)合汽門，蒸汽從中壓缸下部進(jìn)入 汽輪機(jī)。我廠的汽輪機(jī)調(diào)門出現(xiàn)過很多次不正常開關(guān)的情況，就在 01月26日上午，#2機(jī)#1中壓調(diào)閥又開始緩慢關(guān)小，更換伺服閥后 恢復(fù)正常，本文就此討論一下汽輪機(jī)調(diào)閥波動與伺服閥的關(guān)系1、汽輪機(jī)調(diào)門控制一DEH數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)是采用計算機(jī)控制器，通過電液轉(zhuǎn)換機(jī) 構(gòu)對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門進(jìn)行控制，實現(xiàn)對汽輪發(fā)電機(jī)組實行白動控制的 系統(tǒng)。近年來，有多臺機(jī)組多次發(fā)生帶負(fù)荷運(yùn)行過程中汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥 門波動的現(xiàn)象，引起機(jī)組負(fù)荷、壓力等參數(shù)的波動，嚴(yán)重影響了機(jī)組 的安全穩(wěn)定運(yùn)行。DEH控制系統(tǒng)包括2個閉環(huán)回路：一是伺服閥控制回路，對閥 門

3、進(jìn)行定位控制，采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律；另一是轉(zhuǎn)速、功率控制回路， 對轉(zhuǎn)速和功率進(jìn)行閉環(huán)控制，也是采用 PI調(diào)節(jié)，如圖1計算機(jī)運(yùn)算處理后的欲開大或關(guān)小調(diào)節(jié)閥的電氣信號，經(jīng)伺服閥放大器放大后，在電液轉(zhuǎn)換器一伺服閥中將電氣信號轉(zhuǎn)換成液壓信號， 使伺服閥主閥移動，并將液壓信號放大后控制動力油（高壓抗燃油或 低壓透平油）通道，使動力油進(jìn)入油動機(jī)活塞下腔，推動油動機(jī)活塞 向上移動，經(jīng)杠桿或連桿帶動調(diào)節(jié)閥開啟；或使壓力油白活塞下腔泄 出，借彈簧力使活塞下移關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。當(dāng)油動機(jī)活塞移動時，同時帶 動一個線性位移傳感器，將油動機(jī)活塞的機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電氣信號， 作為負(fù)反饋信號，與計算機(jī)處理送來的信號相加 （因兩信號相反

4、，實 際是相減），只有在原輸入信號與反饋信號相加使輸入伺服放大器的 信號為零后，伺服閥的主閥回到中間位置，不再有高壓油通向油動機(jī) 下腔或使壓力油白油動機(jī)下腔泄出， 此時調(diào)節(jié)閥停止移動，停留在一 新的工作位置。2、伺服閥電液伺服閥是電液轉(zhuǎn)換元件，它能把微小的電氣信號轉(zhuǎn)換成大功 率的液壓輸出。其性能的優(yōu)劣對電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響很大，因此，它是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。為了能夠正確使用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，必 須了解電液伺服閥的工作原理（以雙噴嘴擋板為例）。雙噴嘴擋板式力反饋二級電液伺服閥由電磁和液壓兩部分組成。電磁部分是永磁式力矩馬達(dá)，由永久磁鐵，導(dǎo)磁體，銜鐵，控制線圈 和彈簧管組成。液壓部分是結(jié)構(gòu)對稱的二

5、級液壓放大器， 前置級是雙 噴嘴擋板閥，功率級是四通滑閥。畫法通過反饋桿與銜鐵擋板組件相 連。力矩馬達(dá)把輸入的電信號（電流）轉(zhuǎn)換為力矩輸出。無信號時， 銜鐵有彈簧管支撐在上下導(dǎo)磁體的中間位置， 永久磁鐵在四個氣隙中 產(chǎn)生的極化磁通是相同的力矩馬達(dá)無力矩輸出。 此時，擋板處于兩個 噴嘴的中間位置，噴嘴兩側(cè)的壓力相等，滑閥處于中間位置，閥無液 壓輸出；若有信號時控制線圈產(chǎn)生磁通，其大小和方向由信號電流決囹10.0 。琵r粘.當(dāng)利反祠白勺工1乍原理定，磁鐵兩極所受的力；T些2、'一噂瞄、"S餉小孔j不 一樣，于是，在磁鐵上產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)矩（如逆時針），使銜鐵繞彈簧管中 心逆時針方向偏轉(zhuǎn)，

6、使擋板向右偏移，噴嘴擋板的右側(cè)間隙減小而左 側(cè)間隙增大，則右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力，從而推動滑閥左移。同時， 使反饋桿產(chǎn)生彈性形變，對銜鐵擋板組件產(chǎn)生一個順時針方向的反轉(zhuǎn)矩。當(dāng)作用在銜鐵擋板組件上的電磁轉(zhuǎn)矩、彈簧管反轉(zhuǎn)矩反饋桿反轉(zhuǎn) 矩等諸力矩達(dá)到平衡時，滑閥停止移動，取得一個平衡位置，并有相 應(yīng)的流量輸出?；y位移，擋板位移，力矩馬達(dá)輸出力矩都與輸出的 電信號(電流)成比例變化。3、可能引起調(diào)節(jié)閥門波動的原因在伺服閥控制回路中任一環(huán)節(jié)的設(shè)備有問題， 都會引起調(diào)節(jié)汽門 的波動，一般出現(xiàn)以下幾方面問題：(1) 控制器出現(xiàn)故障會引起計算機(jī)的指令不穩(wěn)而使調(diào)節(jié)閥門波動， 此問題可通過對主控制器進(jìn)行檢查，監(jiān)視

7、其輸出點(diǎn)信號是否波動便能 確定是否有問題，對于采用 DCS的硬件做成DEH控制系統(tǒng)的，一 般都具有故障診斷功能.因此在控制器出現(xiàn)問題時有診斷指示則更容 易處理這類問題。(2) 油動機(jī)引起調(diào)節(jié)閥門的波動主要與動力油壓有關(guān)，通過對動 力油壓的監(jiān)視可確定是否是因這一環(huán)節(jié)造成閥門波動。(3) 伺服閥卡澀對油動機(jī)的正常工作有直接影響，如不正常會使 閥門動作不穩(wěn)，造成波動，嚴(yán)重時會使閥門不能正常按運(yùn)行需要開大 或關(guān)小1。(4) 閥位反饋環(huán)節(jié)中的波動主要是因反饋裝置造成的。可通過觀察閥位反饋曲線和實際閥門波動趨勢是否一致進(jìn)行判斷，調(diào)節(jié)門波動一段時間內(nèi)的閥位反饋波動曲線見圖 2,圖中有A、B、C3處是先向開方向跳變，后向關(guān)的方向跳變，而 實地觀察閥門的跳動方向卻正好相反， 而且閥位的跳動在閥門動作之 前出現(xiàn)。從調(diào)節(jié)原理很容易看出，在伺服閥控制回路中，調(diào)節(jié)門的波 動是由于閥位信號的跳變引起的。由此可判斷調(diào)節(jié)門的波動是由反映 閥門位置的位移傳感器的故障造成的。4、結(jié)束語隨著汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)的提高，對控制系統(tǒng)就有了更高的要求，DEH功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各項功能緊密結(jié)合為一個有機(jī)整體，對 閥門的控制主要通過伺服控制系統(tǒng)實現(xiàn)， 所以伺服閥對于機(jī)組的安全 穩(wěn)定