汽轮机高压调门摆动原因分析及处理措施

汽轮机高压调门摆动原因分析及处理措施

李建龙

国网新疆电力有限公司电力科学研究院 新疆乌鲁木齐 830000

摘 要:汽轮机高压调门是汽轮机调速及安全运行的重要的设备，其调节品质的好坏直接影响到汽轮机转速及机组负荷控制的稳定性，同时对于机组的安全性也至关重要。本文简单介绍了调门控制的基本原理，从机械故障、控制信号故障、伺服阀故障及抗燃油品质等方面并结合机组调试过程中遇到的实际问题较全面的阐述了调门摆动的原因并提出处理措施。

关键词: 原理摆动原因处理措施

引言

随着新疆经济的蓬勃发展，大量火电机组集中投运，工期紧机组遗留问题较多且投运后暴露出各种问题，其中机组运行中过程中调门摆动是较为常见的问题，目前火力发电厂的汽轮机现在都采用DEH控制系统，其控制精度高，反应速度快，动态响应好，调门控制系统在整个系统中发挥了重要作用。然而调门控制系统就地设备所处的环境温度高，振动大，EH油的品质时刻影响着伺服阀的工作性能，这些因素都有可能造成整个系统工作的不稳定性。

1汽轮机调门控制的基本原理

高压调节阀执行机构属连续控制型执行机构，可以将高压调节汽阀控制在任一位置上，成比例地调节进汽量以适应汽轮机运行的需要。它一般是由伺服阀、伺服回路控制卡、位置反馈装置（LVDT）、液压系统组成。

经控制器运算处理后的开大或关小高调门的电气信号经过伺服放大器放大后，在电液伺服阀中将电气信号转换为液压信号，使电液伺服阀主阀芯移动，并将液压信号放大后控制高压抗燃油油的通道，使高压抗燃油油进入执行机构活塞杆下腔，使执行机构活塞向上移动，带动高压调节汽阀使之开启，或者是使压力油自活塞杆下腔泄出，借弹簧力使活塞下移，关闭高压调节汽阀。当执行机构活塞移动时,同时带动二个线性位移传感器（LVDT），将执行机构活塞的位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面计算机处理后送来的信号相叠加，输入伺服放大器。当伺服放大器输入信号为零时，伺服阀的主阀回到中间位置，不再有高压油通向执行机构活塞杆下腔，此时高压调节汽阀便停止移动，停留在一个新的工作位置。

在该执行机构控制块上装有一个卸荷阀。当汽机转速超过103%额定转速或发生故障需紧急停机时，危急遮断系统动作时，使超速保护母管油泄去，卸荷阀快速打开，迅速泄去执行机构活塞杆下腔的压力油，在弹簧力的作用下迅速关闭各高压调节汽阀。

汽轮机工作转速达到额定转速的109-111%时危急遮断器动作，关闭高、中压主汽阀和高、中压调节阀。母管油泄去，卸荷阀快速打开，迅速泄去执行机构活塞杆下腔的压力油，在弹簧力的作用下迅速关闭各高压调节汽阀，防止机组超速。

2 调门摆动的原因分析

某厂在进行一次调频试验时，现场检查发现机组正常运行时负荷波动1MW左右，阀门摆动基本不见。在进行一次调频预试验时，强制2r的有效转差扰动，调门摆动明显，负荷波动亦明显，退出一次调频作用，负荷波动逐渐减弱。现场检查调门摆动原因，发现LVDT反馈装置与调门阀杆连接件松动，紧固连接件后故障消除。在实际工作中，想要快速分辨调门摆动原因是一件非常困难的事情，因为导致调门摆动的原因很多，特别是在机组运行过程中，不能随便进行设备检测和更换，困难更大。这就需要检修人员精通调门控制原理，熟悉现场设备，思路清晰。这样故障出现时才能迅速判断故障原因解决问题，即使暂时不能进行消缺处理也能采取临时措施保证机组的安全运行。当调门出现摆动时，如果摆动幅度不大，应首先检查信号传输回路，先检查就地设备特别是调门附近区域及LVDT位置反馈装置等接线处、连接处是否有松动。在检查DEH控制柜内伺服卡的工作状态，若没有发现明显的故障点，应调出历史曲线，从调门控制指令和反馈指令进行分析。现总结出常见调门摆动故障原因如下：

机械故障原因：调门工作在某一特定阀位时，调门突跳引起流量突变，由于主蒸汽压力的作用，使调阀由门杆的下死点突跳到门杆的上死点，造成流量增大，由于功率反馈作用，DEH发出指令关小调门，在调门关小的过程中，同样因为蒸汽压力作用，调阀由门杆的上死点突跳到门杆的下死点，造成流量减小，DEH由发出开大阀门的指令。如此反复，造成调门摆动。

控制信号故障原因：LVDT反馈装置与阀杆连接件松动；阀门处漏气电缆绝缘损坏，电缆接地；就地接线盒入口处电缆磨损，接地；两支LVDT其中一支特性变坏，信号时大时小；两支LVDT反馈信号大小调整的基本相同，逻辑高选交替被选中；调门指令信号和位置反馈信号使用同一根电缆，信号相互干扰；伺服卡性能故障。

伺服阀故障原因：伺服阀内部滑阀不严密漏流量大；伺服阀内部卡涩；两组伺服阀线圈偏差大。

3 调门故障的预防措施

从上述引起调门摆动的原因分析中，因控制信号故障引起的调门摆动故障较多，要求我们在设备安装和检修维护过程中要注重细节点的严格把关，确保调门指令信号和反馈信号使用独立的电缆并做好接地；传输电缆使用耐温电缆，铺设时避开高温区和易漏气的地放；确保LVDT安装规范牢固，保证其内部铁杆与圆孔同心；在检修过程中，对振动大易磨损的地方进行重点检查；高度重视抗燃油的品质，加强抗燃油的监督管理，发现问题及时采取预防措施。

4 总结

实践证明在工程建设和日常维护中采取有效的防范措施，能够很好的防止调门应外部因素引起的摆动故障，这就要求技术人员要有扎实的技术基础。疆内新建机组人员技术力量普遍薄弱，针对这一问题应开展针对性的技术培训并形成标准化文件，建立技术监督体系和管理制度，通过制度和标准文件细化工作内容，提高工作质量，确保设备维护工作能够系统进行，从而保证机组的安全稳定运行。

参考文献

［1］EDPF-NT系列DEH控制系统安装、检修、维护说明书.

［2］张兴.660MW机组中调门控制指令异常波动原因分析及处理［J］.浙江电力，2016，（2）：45-47.

［3］吴永海、秦建新.西门子660MW机组调门伺服阀运行中更换[S].全国火电600MW级机组技术协作会第十三届年会论文集，2009.