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DEH及EH系統(tǒng)常見故障的原因分析及解決辦法
汽輪機(jī)DEH純電調(diào)控制系統(tǒng)在長期運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，如何及時(shí)、正確地進(jìn)行處理，對(duì)于整臺(tái)機(jī)組的安全可靠運(yùn)行是非常重要的。作為檢修、維護(hù)工程技術(shù)人員，在處理這些問題前，必須首先判斷設(shè)備的故障點(diǎn)，了解設(shè)備出現(xiàn)故障的具體部件、嚴(yán)重程度及處理過程中必須遵循的方法，同時(shí)必須充分認(rèn)識(shí)到故障的復(fù)雜性以及如果違反檢修規(guī)程和技術(shù)要求可能產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。只有這樣，才能準(zhǔn)確、快速地做好設(shè)備故障的處理工作。下面的內(nèi)容主要來自于公開發(fā)表的文獻(xiàn)，經(jīng)整理而得，供從事DEH運(yùn)行及維護(hù)的技術(shù)人員參考。
一．調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)
1.1現(xiàn)象
現(xiàn)象1：DEH控制系統(tǒng)在運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速很難控制在3000r／min，大概有±25r／min的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，造成并網(wǎng)困難。
現(xiàn)象2：主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥開度不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)汽閥開度波動(dòng)大且擺動(dòng)頻繁。如某臺(tái)135MW機(jī)組帶100MW運(yùn)行，出現(xiàn)高壓調(diào)節(jié)汽閥波動(dòng)頻繁、主汽壓力波動(dòng)大．運(yùn)行人員將協(xié)調(diào)控制方式改為DEH控制方式．投人功率反饋回路。約10s后高調(diào)門出現(xiàn)較大范圍的波動(dòng)，功率出現(xiàn)振蕩、擺動(dòng)現(xiàn)象，運(yùn)行人員立即退出功率反饋回路。負(fù)荷在約30s內(nèi)降到60MW，導(dǎo)致主汽壓力急劇上升。鍋爐安全閥動(dòng)作。
1.2原因分析
產(chǎn)生調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)的原因很多。但比較典型的幾個(gè)原因如下。
(1)熱工信號(hào)問題。當(dāng)二支位移傳感器發(fā)生干擾或DEH各控制柜及端子柜內(nèi)屏蔽接地線不好，電源地CG和信號(hào)地SG沒有分開，造成VCC卡輸出信號(hào)含有交流分量。當(dāng)伺服閥信號(hào)電纜有某點(diǎn)接地時(shí)均會(huì)發(fā)生油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)現(xiàn)象。
(2)伺服閥故障。伺服閥即電液轉(zhuǎn)換器，作用是將DEH控制系統(tǒng)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)，控制油動(dòng)機(jī)行程，從而達(dá)到控制調(diào)門開度的目的。而一旦某個(gè)伺服閥故障(通常是因?yàn)橛唾|(zhì)欠佳造成伺服閥機(jī)械部分卡澀)，其對(duì)應(yīng)的調(diào)門將不能正常響應(yīng)DEH控制系統(tǒng)的輸出指令，從而引起調(diào)速系統(tǒng)工作不正常。伺服閥故障現(xiàn)象比較常見，輕則引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)，重則造成停機(jī)或機(jī)組不能正常啟動(dòng)。伺服閥故障的主要原因是油質(zhì)不好，有渣滓等沉淀物存在，造成油質(zhì)不合格，使伺服閥堵塞。
(3)閥門突跳引起的輸出指令變化。當(dāng)某一閥門工作在一個(gè)特定的工作點(diǎn)時(shí)，由于蒸汽力的作用，使主閥由門桿的下死點(diǎn)突然跳到門桿的上死點(diǎn)，造成流量增大。根據(jù)功率反饋，DEH發(fā)出指令關(guān)小該閥門，在閥門關(guān)小的過程中，同樣在蒸汽力的作用下，主閥又由門桿的上死點(diǎn)突然跳到閥桿的下死點(diǎn)，造成流量減小，DEH又發(fā)出開大該閥門指令。如此反復(fù)，造成油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)。
（4）油動(dòng)機(jī)與閥門連接處松動(dòng)，如連接的螺紋磨損，油動(dòng)機(jī)與閥門的動(dòng)作不一致，閥門具有一定的自由行程，但閥門開至某一中間位置，由于蒸汽力的左右，閥門開始晃動(dòng)。
（5）位移傳感器LVDT故障，反饋信號(hào)失真，主要表現(xiàn)在插頭松動(dòng)、脫落，LVDT線圈開路或短路；
（6）伺服閥指令線松動(dòng)，導(dǎo)致伺服閥頻繁動(dòng)作；
（7）調(diào)速汽門重疊度設(shè)置不合理；
（8）閥門控制VCC卡內(nèi)部的兩路LVDT頻率接近，造成振蕩；
(9)VCC卡內(nèi)部的增益設(shè)置不合理。
1.3解決方法
對(duì)于熱工信號(hào)問題造成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)，解決的辦法是將所有現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行屏蔽，信號(hào)地線均接到信號(hào)地SG，并與電源地CG分開。另外一種原因就是VCC卡故障。如某臺(tái)135MW機(jī)組GV3調(diào)門運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有小幅擺動(dòng)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)VCC卡中LVDT變送器外殼與電路板之間存在短路現(xiàn)象，于是在VCC卡中LVDT變送器外殼與電路板上加裝上隔離片，消除了VCC卡中的線路短路，解決了調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)問題。
對(duì)于油質(zhì)問題引起的調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)，解決的方法是加強(qiáng)濾油、保證油質(zhì)，特別要注意EH油系統(tǒng)檢修后的油循環(huán)，在油質(zhì)合格前將伺服閥旁路，不讓油流過伺服閥，油質(zhì)合格后，再將伺服閥投入，可有效地防止伺服閥“大面積”堵塞。
2.某廠高壓調(diào)門抖動(dòng)
在正常單閥運(yùn)行條件下，GV2高壓調(diào)節(jié)汽門大幅波動(dòng)，而其它3個(gè)高壓調(diào)門沒有波動(dòng)。這種波動(dòng)是隨機(jī)出現(xiàn)的。GV2高壓調(diào)節(jié)汽門先是小幅擺動(dòng)，然后突然大幅波動(dòng)，此后擺動(dòng)幅度逐漸減小直至消失。分析后認(rèn)為GV高壓調(diào)節(jié)汽門擺動(dòng)的原因在于閥位位移反饋信號(hào)出現(xiàn)問題。即在正常運(yùn)行時(shí)條件下機(jī)組振動(dòng)相對(duì)較大，而位移傳感器固定在機(jī)組操縱座上。隨著機(jī)組振動(dòng)，位移傳感器引出到航空插頭處的焊點(diǎn)可能出現(xiàn)虛焊或松動(dòng)現(xiàn)象，則當(dāng)焊點(diǎn)振開時(shí)GV#2高壓調(diào)節(jié)汽門的位移反饋信號(hào)消失。而在正常運(yùn)行時(shí)高壓調(diào)節(jié)汽門能夠穩(wěn)定在任意位置，是由于DEH對(duì)高壓調(diào)節(jié)汽門輸出指令為“0”。DEH輸出指令是給定信號(hào)，為+信號(hào)。輸入信號(hào)為位移傳感器的反饋信號(hào)，為一信號(hào)。輸出、輸入信號(hào)在DEH中比較后為“0，高壓調(diào)節(jié)汽門即停在任意位置。如果位移傳感器的位置反饋信號(hào)突然消失，則輸出信號(hào)就是給定信號(hào)，為+信號(hào)，GV#2高壓調(diào)節(jié)汽門全開直至機(jī)械限位。由于GV#2高壓調(diào)節(jié)汽門全開，功率增大。在DEH功率給定不變情況下．DEH接受功率增大信號(hào)后，又向高壓調(diào)節(jié)汽門發(fā)出關(guān)小閥門指令。由于此時(shí)GV2高壓調(diào)節(jié)汽門沒有反饋信號(hào)，閥門無法停在穩(wěn)定位置，于是又全關(guān)直至機(jī)械限位。機(jī)組輸出功率降低，于是DEH又發(fā)出開閥指令，高壓調(diào)節(jié)汽門又過開。這樣反復(fù)波動(dòng)就造成GV#2高壓調(diào)節(jié)汽門大幅波動(dòng)。由于是GV#2高壓調(diào)節(jié)汽門位移傳感器引出線焊點(diǎn)虛焊或松動(dòng)造成這種結(jié)果。而焊點(diǎn)又沒有完全斷開，波動(dòng)一段時(shí)間后引線又接上，所以GV#2高壓調(diào)節(jié)汽門的波動(dòng)是隨機(jī)的，逐漸減小直至消失。
3.某廠高壓調(diào)門抖動(dòng)及其處理
3.1現(xiàn)象
(1)在1號(hào)機(jī)組投運(yùn)后，3號(hào)高調(diào)門經(jīng)常出現(xiàn)抖動(dòng)的現(xiàn)象，導(dǎo)致閥門管理方式由順序閥跳為單閥方式，引起機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)。其間檢查了控制回路的各段連接電纜，對(duì)MVP卡進(jìn)行了更換、調(diào)整，但未能消除抖動(dòng)現(xiàn)象。
(2)為進(jìn)一步分析問題，嘗試將3號(hào)高調(diào)門的MOOG閥線圈解除1組，結(jié)果3號(hào)高調(diào)門的抖動(dòng)現(xiàn)象基本消除。
3.2原因
MOOG閥的2組線圈是冗余配置的，其中任意1組故障后，另外1組仍然能夠維持工作。而從MVP卡件的線路圖中分析，這2組線圈在輸出回路中是并聯(lián)關(guān)系。MVP卡的驅(qū)動(dòng)輸出接近于電流源，原來須分別負(fù)載2組線圈上的工作電流，當(dāng)解除其中1組后使電流源負(fù)載減輕50，因此相對(duì)原來2組線圈而言工作更加穩(wěn)定，對(duì)干擾信號(hào)的抑制
能力得到加強(qiáng)，但這樣做降低了回路的可靠性。現(xiàn)場的這種干擾對(duì)于每個(gè)調(diào)門控制回路上的作用基本相同。當(dāng)解除全部M0OG閥的冗余線圈后，加強(qiáng)對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力，調(diào)門才能夠穩(wěn)定工作。上述處理方法犧牲了回路的冗余程度，從某種意義上降低了可靠性。但是因?yàn)樵璂EH系統(tǒng)的硬件無法有效抑制現(xiàn)場疊加的隨機(jī)干擾，故用犧牲冗余度來克服干擾引起的調(diào)門抖動(dòng)也是為保證汽機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行不得已的選擇。對(duì)此，應(yīng)用抗干擾能力更強(qiáng)的伺服詞驅(qū)動(dòng)卡替代現(xiàn)在的MVP卡，同時(shí)滿足抗干擾和冗余輸出的要求。
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