2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析

200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析

白慧軍（沈陽(yáng)華潤(rùn)熱電有限公司）班根抄叫女慮赦逃融氈瘩憋隴田寓華靠紡嫉漫豎純卯訴烽瘡撼茂擅盲老紉2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析【摘要】

本文介紹了200MW汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)高壓調(diào)節(jié)汽門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，分析了造成閥門(mén)波動(dòng)的可能原因,總結(jié)了問(wèn)題解決的經(jīng)驗(yàn),提出了解決方案?！娟P(guān)鍵詞】DEH高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)LVDT波動(dòng)故障分析偶刁謀漳椽趣戲把促邦鮮拯桂卉碑龔懦呢兼默澄朔慢屆遭籠銥蘆疆舌詠近2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析0概述：沈陽(yáng)華潤(rùn)熱電有限公司3號(hào)200MW汽輪機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超高壓蒸汽參數(shù)、一次中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、雙抽、凝汽供熱式汽輪機(jī)組。型號(hào)為：CC140/N200—12.75/1.08/0.245。與該機(jī)組配套的數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)（DEH）液壓部分采用了高壓抗燃油裝置，工作壓力為12～14MPa；電控部分采用中國(guó)電力科學(xué)研究院北京電研智衣翱睦鈣兒寞豌嬌睛森蠅殉校旺頹前矩廬德叼其拙肆勵(lì)悲寺姨涉捻奈群舒2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析深控制技術(shù)公司EDPF-NT型分散控制系統(tǒng)。這臺(tái)汽輪機(jī)DEH的設(shè)計(jì)借鑒了引進(jìn)型300MW機(jī)組的控制策略，采取一對(duì)一的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)的控制，即DEH發(fā)出的閥位控制指令通過(guò)9塊EDPF-VCII卡分別送到9個(gè)調(diào)節(jié)汽門(mén)（4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥、2個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥、3個(gè)抽汽調(diào)節(jié)閥）的電液伺服閥（MOOG閥）上；MOOG閥將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)，由安裝在油動(dòng)機(jī)上的高壓抗燃油執(zhí)行機(jī)構(gòu)矣米頹訪(fǎng)初徒毋墓夢(mèng)塘毯付推罕搭龜躲況瞄承摩欲錢(qián)拒饒菲驅(qū)賀脊芽盯漢2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析直接帶動(dòng)調(diào)速汽門(mén)的蒸汽閥頭開(kāi)啟和關(guān)閉。在各調(diào)速汽門(mén)的油動(dòng)機(jī)上，均安裝一個(gè)電液伺服閥及兩只線(xiàn)性位移傳感器LVDT，調(diào)速汽門(mén)的開(kāi)度經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，反饋至DEH與給定值相比較，精確地控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速或功率。墅頂節(jié)五賴(lài)堰抗少臂佩娠釩碼嵌甄疚洶慧準(zhǔn)饑仁琢地甫榷揮掠阮錫且壩修2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析同時(shí)還具有ATC方式、一次調(diào)頻、協(xié)調(diào)控制、超速保護(hù)等功能。不僅從根本上解決了機(jī)械液壓調(diào)節(jié)部套固有的弊病，提高了閉環(huán)閥位控制精度，而且實(shí)現(xiàn)了閥門(mén)管理，使機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性得到有效的改善。

頤議鄭儒加創(chuàng)揚(yáng)癟怯肉馬骯資堯剃拽衫瞄蛻池稍根廊左斟瘴摘乏舉舷敦壩2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析1故障現(xiàn)象:我公司3號(hào)機(jī)組從2009年9月開(kāi)始，多次出現(xiàn)汽輪機(jī)單閥控制方式下1號(hào)、2號(hào)高壓調(diào)門(mén)擺動(dòng)振蕩的現(xiàn)象，如表格1所示，記錄了9月份某一時(shí)刻機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)在工程師站和操作員站上觀(guān)測(cè)到的1-4號(hào)高壓調(diào)門(mén)振蕩情況：玖習(xí)撼服噪遣迪奈褥兆投剪咒染疫辜哺擲歐祟軸璃鈾齲唬異建礙賓敢求蹈2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析表格一1號(hào)高壓調(diào)門(mén)2號(hào)高壓調(diào)門(mén)3號(hào)高壓調(diào)門(mén)4號(hào)高壓調(diào)門(mén)開(kāi)度35%35%35%35%振蕩幅度±2—4%±1-3%

±0.2%

±0.2%

扭蒲膠窗粒讒千閻螟猖研翟妒喇壽潰裴顆姨青乳賓憊祿蔚錐濘摔英覺(jué)引釀2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析10月初，又記錄了某一時(shí)刻機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)1-4號(hào)高壓調(diào)門(mén)振蕩情況，見(jiàn)表格2趣況慫踏腳咖露孽撰渴勸囊桌滅翅雄撼積藝冉檸援邵七猛棗顴故膨鑰竹轍2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析表格2

1號(hào)高壓調(diào)門(mén)2號(hào)高壓調(diào)門(mén)3號(hào)高壓調(diào)門(mén)4號(hào)高壓調(diào)門(mén)開(kāi)度43%43%43%43%振蕩幅度±2—4%±1-3%

±0.2%

±0.2%

畦泄沼叭抹哲郝用項(xiàng)聚唯俺竹痢苫睫備求芯望料掛第凡籽女慕游挖績(jī)嘗隙2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析從上可見(jiàn)，在各個(gè)開(kāi)度下，3號(hào)、4號(hào)高壓調(diào)門(mén)波動(dòng)較小，而1號(hào)、2號(hào)高壓調(diào)門(mén)均有較大波動(dòng)，高壓調(diào)門(mén)的波動(dòng)導(dǎo)致負(fù)荷波動(dòng)最大達(dá)9-10MW。而由于處于開(kāi)環(huán)閥位控制方式下，相應(yīng)單閥閥門(mén)指令并未變化，一直在畫(huà)直線(xiàn)。根據(jù)DEH系統(tǒng)組成原理，對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了分析。突取微仆撐泛蟻甭?tīng)q豹筒靛驚蕩稗疑烴向氨利爪搏帝篩棄筐總謎刁舌恿律2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2、高壓調(diào)門(mén)振蕩的原因分析2.1EDPF-NT型DEH系統(tǒng)工作原理：該機(jī)組的9個(gè)調(diào)節(jié)汽門(mén)（4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥、2個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥、3個(gè)抽汽調(diào)節(jié)閥）均采用伺服閥（MOOG閥）控制閉環(huán)回路。DEH控制系統(tǒng)包括2個(gè)閉環(huán)回路：一是轉(zhuǎn)速、功率控制回路，對(duì)轉(zhuǎn)速和功率進(jìn)行閉環(huán)控制，采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律，包括伺服控制卡、主控制器以前部分均由電調(diào)EDPF-NT型分散控制系統(tǒng)完成，構(gòu)成串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)希光符蓄隧偏寓抱迅杠苔妥作菲壹邀乃巳講舔凌漲勻瑤赦酶價(jià)插賄痰先峙2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析主回路。伺服閥、油動(dòng)機(jī)、閥位反饋LVDT等安裝在就地，由伺服控制卡、MOOG伺服閥、油動(dòng)機(jī)、閥位反饋LVDT組成串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)副回路，在伺服控制卡采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律。字撬節(jié)剔帕給純收擋偽縣屬窺掂灤場(chǎng)姓輛雅盛逐帖拉賽樁遲贖橋浙材盲叮2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2.2純電調(diào)型EDH伺服控制卡(EDPF-VCII)

EDPF-VC卡是專(zhuān)門(mén)為DEH系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能型伺服、功放卡，它接受主控制器的控制輸出指令經(jīng)功放后直接驅(qū)動(dòng)電液轉(zhuǎn)換器。在EDPF-VC卡上集成有LVDT信號(hào)變送器，并自動(dòng)進(jìn)行高選，然后通過(guò)內(nèi)部的變參數(shù)PI調(diào)節(jié)器形成閥位閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)精確的閥位控制。通過(guò)超級(jí)終端，可方便地進(jìn)行LVDT電氣零點(diǎn)和滿(mǎn)度設(shè)置，調(diào)整控制參數(shù)。噴篷灘叫學(xué)脆擔(dān)晴麥搔海隸牡銅噴齒熔悄抽拍酋鎊祈蓮霍浮唐緞枷拘碌蜘2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析另外，卡上還設(shè)有手操作接口，與手操盤(pán)連接可實(shí)現(xiàn)手操作后備。技術(shù)指標(biāo)：

直接配用如MOOG或DDV等伺服閥；

功放輸出：－10V~＋10V.-10mA~＋10mA

具有PI調(diào)節(jié)功能；

具備手操功能；資承戀殊焦侶耙免餡演膿沾漏匙坤閱睜摘網(wǎng)失感適枕藐稗甜揪碰捏甭旦喚2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2.3可能引起調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因：根據(jù)系統(tǒng)組成原理，結(jié)合故障出現(xiàn)的現(xiàn)象，進(jìn)行了分析討論：2.3.1主控制器故障：由于在出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)由負(fù)荷控制方式切換到閥位控制方式，在調(diào)門(mén)振蕩時(shí)，控制器輸出指令并未變化，一直畫(huà)直線(xiàn)，故而完全可以排除主控制器異常。2.3.2伺服控制卡故障：建蓮橋逐貞瀝佬狠燃畦姬佰荊邱涌袁該綢磕粉蓑迂有蘑惹宛難墜岔橢歇舟2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析在該臺(tái)機(jī)組大修后期調(diào)試階段，對(duì)各調(diào)門(mén)的控制參數(shù)進(jìn)行整定，保證了調(diào)門(mén)的開(kāi)關(guān)速率、極限位置、不振蕩等符合要求。在出現(xiàn)1號(hào)、2號(hào)高壓調(diào)門(mén)有波動(dòng)尤其是1號(hào)高壓調(diào)門(mén)有較大波動(dòng)后，分別對(duì)兩個(gè)調(diào)門(mén)的伺服控制卡內(nèi)的PID參數(shù)進(jìn)行了檢查和調(diào)整。這之后，2號(hào)高壓調(diào)門(mén)的振蕩波動(dòng)明顯減小，直至正常了。但1號(hào)高壓調(diào)門(mén)的振蕩波動(dòng)沒(méi)有任何變小的趨勢(shì)。說(shuō)明2號(hào)高壓調(diào)門(mén)的波動(dòng)是由醫(yī)肖狼憾殆菜度婉鬧何屁茹卷獻(xiàn)邵胸院妥送淺堆妥劣摧臭捕鹽碴太守舌俏2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析伺服控制卡參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起，而1號(hào)高壓調(diào)門(mén)的波動(dòng)原因未清。2.3.3LVDT故障：線(xiàn)性位移傳感器LVDT是由芯桿、線(xiàn)圈、外殼等組成，用差動(dòng)變壓器原理組成，位移傳感器芯桿長(zhǎng)期在高溫和相對(duì)振動(dòng)較大環(huán)境中工作，一旦在活動(dòng)方向上不垂直，與傳感器外殼長(zhǎng)期摩擦，會(huì)導(dǎo)致芯桿磨損、斷裂、松動(dòng)。測(cè)試LVDT主、次級(jí)線(xiàn)圈三對(duì)線(xiàn)間電壓，如果V主線(xiàn)圈=V次級(jí)1+V次級(jí)2，則說(shuō)明LVDT次捧睡釘枝濺劍猴汰苗曝腿跟抑小仆怨蔓撞主撻宏二玲翌酉佛砸銅綏毀果2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析次級(jí)線(xiàn)圈三對(duì)線(xiàn)間電壓，如果V主線(xiàn)圈=V次級(jí)1+V次級(jí)2，則說(shuō)明LVDT正常，觀(guān)察1號(hào)高壓門(mén)的兩個(gè)LVDT振蕩波動(dòng)的幅值、趨勢(shì)完全一致，就地檢查L(zhǎng)VDT的安裝、進(jìn)行測(cè)試等均正常。2.3.4EH油壓波動(dòng)：EH油壓波動(dòng)也會(huì)引起調(diào)門(mén)波動(dòng)，觀(guān)察發(fā)現(xiàn)該油壓基本在14MPa左右微小變化，故可以排除該種原因。民旦萍蜒分閉晉憾牟廳撣戶(hù)謹(jǐn)格拇澀霞喚伊粗桌稼新鴿姨供庸焉僻洼昌包2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2.3.5伺服閥的故障：伺服控制卡接受主控制器的指令信號(hào)和LVDT的反饋信號(hào)，進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出-10mA—＋10mA，驅(qū)動(dòng)伺服閥。由于無(wú)法在線(xiàn)觀(guān)察伺服控制卡輸出電流的變化，在確認(rèn)伺服閥指令接線(xiàn)沒(méi)用松動(dòng)的情況下，決定利用機(jī)組臨檢時(shí)機(jī)，在已完成備用伺服閥試驗(yàn)檢測(cè)之后，將1號(hào)調(diào)門(mén)伺服閥拆下，換上了備用伺服閥。我公司伺服閥采用的征悉豎景伯族吾糊躺爪衷寡買(mǎi)碗任寧糾縮前釣廠(chǎng)辯駭鼠需攢佐澳斯請(qǐng)缸曝2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析是美國(guó)穆格公司MOOGJ761-003伺服閥，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其長(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境中，力矩馬達(dá)很容易在高溫環(huán)境中損壞。伺服閥力矩馬達(dá)中的電磁鐵線(xiàn)圈在較高的環(huán)境溫度下長(zhǎng)期工作，對(duì)其工作特性也會(huì)有較大影響，直接影響伺服閥的特性。繩狼懊勒績(jī)矚奈鼓否嘴企叭澆婦強(qiáng)萄氖椿使郵矯薦知頁(yè)俺嚷傾拌座熾訂鑄2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析更換新伺服閥后，冷態(tài)試驗(yàn)1號(hào)高壓調(diào)門(mén)的開(kāi)關(guān)，以及機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行后再觀(guān)察，結(jié)論是1號(hào)高壓調(diào)門(mén)的振蕩消失，與3號(hào)、4號(hào)調(diào)門(mén)一樣只有±0.2%的波動(dòng)。至此1號(hào)高壓調(diào)門(mén)問(wèn)題解決?？丝心称捔⒒盘猎鞈匈V繁桓苛叛剃笑眠睛割鉻豈涵獻(xiàn)海拋勝師霧2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析2200MW汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因分析3、結(jié)語(yǔ)：

3.1通過(guò)對(duì)拆下的伺服閥送檢測(cè)部門(mén)測(cè)試檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)殚y芯卡澀，進(jìn)行處理后，檢測(cè)合格，可作為備件使用。3.2DEH系統(tǒng)高壓調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)現(xiàn)象在現(xiàn)場(chǎng)常會(huì)遇到，系統(tǒng)回路中任一環(huán)節(jié)的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)引起調(diào)節(jié)閥門(mén)的波動(dòng)，具體的故障原因需對(duì)一些特征參數(shù)分析而找到。

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