浅谈汽轮机数字电液调节系统（DEH）的故障及改善措施

浅谈汽轮机数字电液调节系统（DEH）的故障及改善措施

戴荣秋

东莞金洲纸业有限公司东莞市523000

摘要：数字电液调节系统（DEH）广泛用于热电厂汽轮机调速、调功的自动调节系统，但在使用过程中由于各种因素影响，系统出现故障，导致汽轮机组跳停的事故时有发生，极不利于电网稳定以及经济运行。因此，针对DEH系统的故障及原因，提出相应的改善措施，以提高机组的安全稳定运行。文中将立足热电厂数字电液调节系统的实际，针对其中典型的故障进行研究，寻找相关的改善措施。

关键词：热电厂；数字电液调节系统；故障；改善措施

一、热电厂汽轮机数字电液调节系统（DEH）的介绍

1.1主要组成部分

人机操作站、DEH控制程序、主控柜及模块、电液转换器（DDV伺服阀）、油动机系统、主进汽调节阀门、阀门位置传感器等主要软硬件组成。

1.2DEH系统工作原理

操作人员在DHE系统的人机操作站设定汽轮机进汽阀门的阀位值，DEH系统程序经过计算，得出阀位开度请求值，当请求值与阀位实际开度有偏差时，系统主控模块将电信号输出给DDV伺服阀，DDV伺服阀的动作将改变油动机油腔油压，油动机推动阀杆来控制主进汽调节阀门的开度，最终使主进汽调节阀门的开度达到阀位开度请求值，从而控制汽轮机的进蒸汽量来达到控制转速或发电负荷的目的。

1.3DEH系统的特点

DEH系统应用于汽轮机组其主要有以下优点：第一、可靠性强，具有易调的静态特性和良好的动态特性；第二、灵敏度高，能精确的控制汽轮机的转速和发电功率（在控制转速时，其控制精度可达到目标值的±2r/min）；第三、信号综合能力强，有较强的可拓展性；第四、能实现机组的自动保护功能（包含汽机分级超速保护、测量装置故障保护、手动停机保护等）。

二、汽轮机数字电液调节系统（DEH）的典型故障及改善措施

汽轮机数字电液调节系统（DEH）在热电厂的实际应用中也常出现一些故障，针对其中典型的故障进行研究及原因分析，寻找相关的改善措施，浅谈自己近年来总结的部分经验，和同行们分享。

2.1、DDV伺服阀故障

DEH系统中因DDV伺服阀故障导致汽机停机的故障现象是发生较多，也是较为典型的故障事故，分析此类故障的原因，其中主要原因有两个：1、进入DDV伺服阀的控制油的油质不洁导致阀内滑阀卡涩，滑阀卡涩使直动马达因不能到达平衡位置而长期带电造成烧毁；2、DDV伺服阀箱体通常安装在离汽轮机本体较近距离的位置，现场的环境温度高，容易导致伺服阀电子元件损烧坏；

2.1.1、针对DDV阀控制油油质不洁提出的改善措施：

为降低DDV伺服阀的故障率，最为重要是改善进入DDV伺服阀油品的油质，为此，我提出对油品滤油系统的改善方案。目前，使用的DDV调节器通常配置有一套滤芯精度为50μm的滤油器，对进入DDV阀的控制油进行过滤，相关技术资料显示，DDV伺服阀在正常工况控制时油量在20L/min以下，最大流量为60～100L/min，，目前50μm精度滤芯的通过能力为200L/min，但根据实际使用效果看，该滤油器的过滤效果是达不到DDV阀的使用要求的。故提出对滤油系统进行改造，改造分两步进行：1、在原滤油器前滤油器前加装一套大流量滤油器，联同原滤油器形成两级过滤系统，加装的滤油器滤芯精度为50μm，在额定压力下的流量大于300L/min，该滤油器对控制油进行粗滤，使得油品大颗粒杂质得到过滤。2、将原双筒滤油器的50μm精度的滤芯由更换为20μm精度的滤芯（相同尺寸精度20μm的滤芯在该工况下的通过能力约为150L/min，可以满足控制需要），该滤油器对控制油进行精滤，使得油品中细微杂质得到过滤。通过两级过滤控制油品质得到大幅提高。一、二级滤油器前后均需配有压力表以及滤芯压差发讯装置，当滤油器进出口压差大于0.2Mpa时，即发出电讯号，此时应切换滤芯并更换滤芯。

2.1.2、针对DDV阀的环境温度高提出的改善措施：

通常DDV调节器安装在离汽机本体较近的位置，DDV伺服阀安装在密封的小控制箱内，而现场温度较高，有时还会有高温蒸汽泄漏的情况，由于现场高温会出现DDV阀内电子元件烧坏而导致的停机事故。因此，降低DDV阀的环境温度的必要性是不言而喻的，我们提出了两项措施来降低DDV阀的环境温度。1、在空间允许的条件下，给DDV阀安装箱面向汽机侧安装隔热挡板，该隔热挡板可有效降低汽机对DDV阀的辐射热量，安装隔板前后DDV安装箱体的表面温度可降低15-20℃。2，为进一步降低DDV阀安装箱内的温度，提出在DDV阀安装箱旁设置一小型的“涡流式制冷器”，制冷器产生的冷风通过软管吹入DDV阀安装箱内，可有效降低DDV阀就地箱内温度，安装制冷器前后DDV安装箱内的温度可降低15-20℃，且制冷器的安装使用也较为方便，使用寿命长。

通过以上两项措施，可完全解决DDV阀因油品杂质以及环境温度高引起的DDV阀故障问题，大大提高机组运行的可靠性。

2.2、汽机超速OPC保护系统缺陷及改善措施

DEH系统的超速保护系统中，OPC保护为第一道超速保护，即当机组故障时脱离外了电网后，发电机甩掉部分电负荷后汽轮机转速超过3090转/分时，DEH系统发出OPC保护动作信号，关闭进汽调节阀门，从而降低汽轮机转速。但该OPC超速系统存在缺陷：当OPC保护动作，转速下降到3000转/分时后OPC复位，因进汽阀门的控制给定值不变，进汽阀门又返回到原阀门位置，转速再次迅速上升，导致第二次OPC动作，周而复此使得进汽调门不断来回震荡，对用电设备容易造成损伤，甚至导致停机。针对OPC保护系统存在的这种缺陷，经过对OPC系统的逻辑控制程序的认真研究，提出修改OPC逻辑程序的改善方案。方案是：在每次OPC保护动作后，进汽阀的给定值自动减小原给定值的5%输出，这样就可逐步消除机组甩负荷后与高调门给定值所带负荷之间的偏差，使机组调速系统逐步趋于稳定状态，改进后：根据机组甩负荷的情况，OPC保护动作3-5次后再结合机组的一次调频功能，机组转速将会自动逐步控制稳定，经过数次案例证实，已完全解决机组甩负荷后机组转速不断来回震荡的缺陷，对机组的稳定起到很好的保护作用。

2.3、汽轮机手动打闸后发电机出线开关未自动分闸，存在发电机变为电动机的重大安全隐患

汽轮机组在日常运行中可能会遇到各种各样的的异常情况，有些异常情况不得不打闸停机，打闸停机中大部分是通过仪表测量信号超限后自动发出ETS远程打闸停机，也有部分情况需要在就地打闸停机。不论是ETS远程打闸还是就地打闸，都是让保安油压泄压，进汽主汽门关闭，达到停机目的。当汽轮机打闸是通过ETS远程打闸时，ETS系统同时也会发信号到发电机出线开关控制柜，让发电机出线开关分闸，但是当汽轮机打闸是通过就地打闸时，系统不会发信号到发电机出线开关控制柜，发电机出线开关仍在合闸位置，发电机仍和外电网连接，发电机就瞬间变为电动机，转速仍然为3000转/分，对汽轮机组存在比较重大的安全隐患。

针对汽轮机打闸时均是让保安油压泄压的特性，故提出将保安油压消失信号加入ETS保护系统中，具体实施步骤：将现有接入DEH系统中的保安油压力低信号通过硬接线接入到ETS系统备用通道上，作为ETS保护动作的条件之一，当安全油压消失，ETS会发出保护动作信号，同时联跳发电机出线开关。即在就地打闸停机时，只要保安油压消失了，系统同样会发信号到发电机出线开关控制柜，让发电机出线开关分闸。

三、结语

综上所述，汽轮机DHE系统在实际应用中是会出现各样的故障或隐患的，但对每种故障或隐患加以分析研究，是可以寻找出相关的改善措施的，让DHE控制系统更好地在汽轮机的运行中发挥作用，使得其在领域内获得更好的发展。

参考文献：

[1]杭州和利时.《DEH控制系统操作书》，2011

[2]肖增弘.汽轮机数字式电液调节系统[J].中国电力出版社，2003

[3]胡凤玺.DEH控制系统常见故障及处理措施[J].河北电力技术，2012（S1）37-39

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