韓振興

(云南省電力投資有限公司,云南昆明 650021)

DEH控制系統(tǒng)的主要功能原理及常見故障處理

韓振興

(云南省電力投資有限公司,云南昆明 650021)

本文介紹了汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)(即DEH系統(tǒng))的主要功能原理,著重分析了DEH的復(fù)位、遮斷原理,介紹了DEH的閥門管理原理。結(jié)合原理分析,列舉了DEH控制系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象及解決方案,為運行和檢修技術(shù)人員提供參考。目前大型汽輪機DEH系統(tǒng)多以分散控制系統(tǒng)(DCS)為基礎(chǔ),通過控制汽輪機主汽門和調(diào)門的開度,實現(xiàn)對汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速與負荷的實時控制,提供正常運行時的功能試驗,實現(xiàn)事故狀態(tài)下的汽輪機超速保護及危急遮斷功能。DEH系統(tǒng)的運行可靠性,是機組安全經(jīng)濟運行的保證,本文擬通過對東氣DEH控制系統(tǒng)的主要功能原理介紹,分析DEH系統(tǒng)的常見故障,提出了解決方案,為運行和檢修技術(shù)人員提供參考。

DEH 控制系統(tǒng) 功能 故障處理

1 汽輪機的復(fù)位原理及常見故障處理

掛閘原理:汽輪機低壓保安系統(tǒng)原理圖如圖1所示，當汽輪機滿足掛閘條件(“所有閥關(guān)”、“汽機已跳閘”)時，按下掛閘按鈕(設(shè)在DEH操作盤上)，復(fù)位試驗閥組中的復(fù)位電磁閥(1YV)帶電動作，將潤滑油引入危急遮斷裝置活塞側(cè)腔室，活塞上行到上止點，通過杠桿帶動危急遮斷裝置連桿左移使危急遮斷器裝置的撐鉤復(fù)位，聯(lián)動的緊急遮斷閥滑閥左移將高壓保安油的排油口封住;掛閘指令同時使主遮斷電磁閥5YV、6YV、7YV、8YV帶電，將EH油回油管路封堵，建立高壓保安油。這一過程DEH在20s內(nèi)檢測到行程開關(guān)ZS1的常開觸點由斷開轉(zhuǎn)換為閉合，再由閉合轉(zhuǎn)為斷開，ZS2的常開觸點由閉合轉(zhuǎn)換為斷開，DEH輸出信號使1YV斷電，掛閘程序完成。

掛閘過程中的常見故障及處理:

(1)行程開關(guān)整定不當:某電廠發(fā)生掛閘過程中安全油壓建立后又馬上掉閘的故障，經(jīng)檢查是由于ZS1、ZS2動作時間與復(fù)位DEH邏輯中的電磁閥帶電時間不匹配造成的，經(jīng)重新整定行程開關(guān)，缺陷消除。

(2)機械停機電磁閥故障:某電廠機組跳閘后，遠方掛閘不成功，經(jīng)檢查是由于機械停機電磁閥3YV失電后不會自動復(fù)位導致，經(jīng)手動復(fù)位機械停機電磁閥后掛閘成功。

(3)電磁閥卡澀:現(xiàn)場常發(fā)生由于電磁閥卡澀導致的掛閘失敗。這是由于汽機復(fù)位電磁閥在機組正常運行時處于關(guān)閉狀態(tài)，進油口處形成一個死油區(qū)，容易發(fā)生積存油垢和雜質(zhì)導致電磁閥發(fā)生卡澀。機組修后應(yīng)在油循環(huán)合格后再對清洗合格的電磁閥進行回裝，避免雜質(zhì)進入電磁閥。

(4)電磁閥線圈或控制回路故障:某電廠汽機掛閘不成功，經(jīng)檢查掛閘指令發(fā)出后復(fù)位電磁閥未帶電。經(jīng)檢查是控制回路中的玻璃管熔斷器已熔斷，重新更換熔斷器后掛閘成功。

2 汽輪機的遮斷原理及常見故障處理

汽輪機DEH系統(tǒng)通過低壓保安系統(tǒng)和高壓遮斷模塊實現(xiàn)對汽輪機的遮斷功能，兩套系統(tǒng)的冗余設(shè)置，確保了DEH系統(tǒng)在任何情況下均能遮斷所有調(diào)門、主汽門，確保機組安全。下面分別介紹其原理。

低壓保安系統(tǒng)遮斷過程:當機械停機電磁鐵(3YV)接受電氣停機信號得電動作;或手拉手動停機機構(gòu)手柄，通過危急遮斷裝置連桿左移使危急遮斷裝置的撐鉤脫扣;或汽輪機轉(zhuǎn)速達到危急遮斷器設(shè)定值時，危急遮斷器的飛環(huán)擊出打擊危急遮斷裝置的撐鉤，使撐鉤脫扣，危急遮斷裝置遮斷活塞在彈簧力作用下右移，通過連桿帶動高壓遮斷組件中的緊急遮斷閥中滑閥右移，將高壓保安油的排油口打開，泄掉高壓保安油，快速關(guān)閉各主汽、調(diào)節(jié)閥門，遮斷機組進汽。

高壓遮斷原理:系統(tǒng)發(fā)出電氣停機信號使機械停機電磁鐵(3YV)得電動作低壓遮斷系統(tǒng)的同時，高壓遮斷模塊中的主遮斷電磁閥5YV、6YV、7YV、8YV失電，直接泄掉高壓保安油，快速關(guān)閉各主汽、調(diào)節(jié)閥門，遮斷機組進汽。

汽輪機遮斷系統(tǒng)的常見故障及處理:

圖1 低壓保安系統(tǒng)液壓原理圖

(1)機械停機電磁閥(3YV)控制用中間繼電器觸點電弧。某廠在停機后發(fā)現(xiàn)DEH繼電器柜多個中間繼電器被電弧燒壞，其中機械停機電磁閥(3YV)控制用中間繼電器損壞最嚴重。查找原因為:停機過程中3YV動作，由于回路中的感性負載太強，中間繼電器觸點電弧導致設(shè)備損壞。通過在3YV電磁閥線圈上并接反向二級管，當中間繼電器接點閉合時，二極管截止，觸點斷開時，二極管為感性負截中能量的釋放提供了低阻通路，有效避免了類似故障的發(fā)生。

(2)高壓遮斷電磁閥線圈損壞。某電廠在機組檢修后更換了新的高壓遮斷電磁閥，機組并網(wǎng)運行4天后高壓遮斷電磁閥相繼線圈損壞，最后導致了機組停機事件。究其原因，是由于新更換的電磁閥質(zhì)量原因?qū)е碌摹Ｍㄟ^這次事件，該廠制定了嚴格的備品試驗制度，新購置的高壓遮斷電磁閥必須經(jīng)一個月的帶電試驗合格后方能作為備品，有效避免了類似事故的發(fā)生。

(3)ETS誤動導致停機事件。①測量回路受干擾導致的ETS保護誤動。某廠多次發(fā)生由于汽輪機軸振測量回路受干擾引起波動導致的汽機跳閘事件。通過優(yōu)化系統(tǒng)邏輯，將軸振保護設(shè)置為同一軸承一方向的危險值與上另一方向的報警值才觸發(fā)軸振大ETS保護，有效避免了保護誤動。②控制回路故障導致的ETS保護誤動。某廠一次停機事故，ETS首出為電跳機，發(fā)變組首出為機跳電，經(jīng)檢查跳機原因為發(fā)變組主開關(guān)跳閘信號由于端子箱受潮發(fā)生短路。通過加強日常檢修維護管理，可有效避免類似事故的發(fā)生。

3 DEH系統(tǒng)的閥門管理原理及常見故障處理

DEH控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)和負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)機組的自動控制，但不論是轉(zhuǎn)速控制，還是負荷控制，最終都是通過改變閥門的開度即閥門管理程序?qū)崿F(xiàn)的。閥門控制的原理:由轉(zhuǎn)速或負荷控制系統(tǒng)形成的綜合閥位指令經(jīng)過單閥/順序閥轉(zhuǎn)換、閥門流量特性修正后形成每個閥門的閥位指令，送到各個閥門的液壓伺服卡;由液壓伺服卡實現(xiàn)閥門位置控制功能，輸出控制電流到電液伺服閥，從而改變油動機的充油量，使閥門開度發(fā)生變化，從而改變汽輪機的進汽量，實現(xiàn)汽機的轉(zhuǎn)速或負荷的控制。

閥門管理系統(tǒng)的常見故障及處理:

(1)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)輸出的電信號轉(zhuǎn)換成液壓信號，控制油動機行程，從而達到控制調(diào)門開度的目的。而一旦某個伺服閥故障，其對應(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，重則造成停機或機組不能正常啟動。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。解決的方法是加強濾油、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)LVDT傳感器故障及處理。由于現(xiàn)場環(huán)境溫度高，油動機運行中振動、接線不牢固及LVDT感應(yīng)桿和線圈安裝時不在同一垂直面等原因，會直接導致LVDT線圈或感應(yīng)桿松動和脫落、LVDT線圈被磨損甚至損毀，引起的調(diào)速汽門開度晃動振蕩甚至關(guān)閉的事故。在現(xiàn)場中應(yīng)采取避免LVDT連桿變位松動的技術(shù)措施，日常檢修維護中應(yīng)加強LVDT控制回路及連接部份的檢查，避免類似故障的發(fā)生。

(3)閥門流量特性曲線設(shè)置不當導致功率振蕩。多個電廠發(fā)生由于調(diào)門流量特性曲線不能真實反應(yīng)調(diào)門實際流量特性，存在所謂的不靈敏區(qū)，導致的功率振蕩事件。通過對閥門流量特性和重疊度進行修正，優(yōu)化DEH控制系統(tǒng)的閥門管理程序，有效避免了功率振蕩事件的再次發(fā)生。

4 結(jié)語

本文列舉了DEH控制系統(tǒng)的一些常見故障及其處理方案，然而現(xiàn)場情況千變?nèi)f話，還可能碰到其它故障現(xiàn)象，但只要掌握了系統(tǒng)的功能原理，就能迅速找出故障原因，消除缺陷，通過提高人員素質(zhì)，加強檢修維護管理水平，就能極大的DEH系統(tǒng)的可靠性。

[1]丁小平.火電廠DEH系統(tǒng)中LVDT的常見故障及處理[J].安徽電力, 2011-3.

[2]降愛琴,郝秀芳.數(shù)字電液調(diào)節(jié)與旁路控制系統(tǒng)[M].中國電力出版社.

韓振興(1977—),男,工程師,長期從事火電生產(chǎn)技術(shù)管理工作。