摘要:电力能源作为现代社会的主要能源,随着社会发展,其需求量不断上涨,相应提高了对发电企业的实际生产需求。火力发电厂是我国发电厂的主要形式,而汽轮机组是火力发电厂的主要设备,其运行管理直接影响着发电厂的实际工作效率和质量。DEH系统是汽轮机组专用控制系统,可有效提高汽机控制的安全性和可靠性,但实际生产过程中,汽轮机通常需要保持长时间的运转状态,此过程中DEH系统不可避免地受多种因素影响产生故障。本文即从DEH系统入手,就其故障及故障处理措施,阐述几点看法,以供相关人员参考。
关键词:电厂汽机;EDH控制;系统故障
DEH系统即Digital Electronic Hydraulic Control System系统,是指对电厂的汽轮发电机组进行闭环控制的数字化的电液控制系统。在实际的电厂生产运营过程中,其汽轮发电机组的DEH系统时常会出现一些故障和问题,这些问题对电厂的正常生产和运行造成了不同程度的影响和阻碍。本文就某电厂的汽机DEH系统在实际运行中出现的主要故障进行分析和讨论,并提出相应的解决措施,以期提高汽机DEH系统的运行质量和水平,保障电厂正常的生产经营活动。
1、DEH系统概述
DEH(Digital Electric Hydraulic Control System)汽轮机数字电液控制系统,简称数字电调,是DCS控制系统的重要组成部分,主要负责汽轮机组转速控制、负荷控制、自动同期控制、以及单阀和多阀控制等控制操作,是专项的汽轮机控制操作系统,也是保障汽机可靠、稳定、安全运行状态的主要方式。在实际生产过程中,应用DEH系统进行汽机控制,可有效提高汽机运行控制的自动化水平,提高发电厂经济效益的基础上,大幅度降低了运维人员的劳动强度。DEH系统应用先进的微处理技术,不仅有助于调整系统结构,还具备测试、维修简便等特点。
2、电厂DEH控制系统的构成
电厂DEH控制系统的构成主要包括:(1)控制柜。利用控制器和IO通信线路有效地将DEH控制系统的控制柜连接起来,从而构建出控制系统的底层网络构架,实现对相关被控制参数的采集、输入、分析和输出等具体操作,确保I/O横块接线端子布置和安装的实现,更好地完成DEH控制系统中控制算法的操作和运算工作。(2)操作员站。操作员站的主要功能是完成人机接口功能,需要运行人员进行具体地操作,而且兼具工程师站的相关工作,对于操作员站中的组态工作,可以由DEH控制系统维护人员来进行,以便于能够对站内相关配置和算法操作进行改变。(3)交换机。HUB即为DEH控制系统中的交换机,也可称为网络交换机或是网络集线器,其作为DEH控制系统实现网络通信的物理性接口。(4)电液转换器。在DEH控制系统中,电液转换器的安装和使用工作非常重要,其在工作过程中,主要是将收集到的信号利用电液转换器进行转换,使其成为所需要的液压信号,在信号转换过程中,通常会利用直流力矩马达伺服阀起到稳定和顺畅的作用。(5)传感器。DEH控制系统中的传感器主要是差动变压器式的位移传感器,其功能主要是利用伺服放大器来反馈和调整系统收集到的信号,从而实现稳定和控制DEH油动机的目的。(6)伺服放大器。DEH控制系统中的伺服放大器作为控制柜的组成部分,使油动机、DDV阀及LVDT实行一个共同的液压伺服控制机构,从而实现对汽轮机组的执行控制。(7)油动机。油动机在汽轮机运行中主要是对抽汽和蒸汽等流量进行控制,其利用弹簧、凸轮和机械杠杆等实现与汽轮机的有效连接,作为液压控制机构的最终环节,能够有效地实现对汽轮机组的汽压、功率和转速等进行控制。
3、电厂汽机DEH系统故障分析与解决途径
3.1调节阀晃动、振荡原因分析
在输出指令不变的情况下,油动机反馈信号发生周期性的连续变化,称之为调节阀油动机晃动,在汽轮机运行的情况下,最常见最复杂的故障就是调节阀油动机晃动故障。油动机晃动的幅值有大有小,频率有快有慢。产生油动机摆动的原因主要有以下几个方面:①热工信号问题。当两只位移传感器发生干涉、驱动卡输出信号含有交流分量或伺服阀信号电缆有某点接地时均可能发生油动机摆动现象。
②伺服阀故障1)卡:喷嘴或阀芯被油中杂质堵死,更换伺服阀。2)堵:内部滤芯堵塞,油动机动作相对指令滞后。更换伺服阀,送制造厂家清洗。
3)漏:阀芯、阀套之间内泄,伺服阀的压力特性明显下降,严重时使闭环系统产生低频振幅。更换伺服阀并及时滤油。③阀门突跳引起的输出指令变化,当某一阀门工作在一个特定的工作点时,由于蒸汽力的作用,使主阀由门杆的下死点突然跳到门杆的上死点,造成流量增大,根据功率反馈,DEH发出指令关小该阀门。在阀门关小的过程中,同样在蒸汽力的作用下,主阀从门杆的上死点突然跳到门杆的下死点,造成流量减小,DEH又发出开大该阀门指令,从而导致晃动。
解决措施:当振动发生时,通过强制信号将该阀门缓慢全关,关闭进油门,拔下伺服阀插头,测量振动。如果振动明显减小,即伺服阀或控制信号问题;如果振动依旧,即机组振动。对前一种情况,打开进油门,使用伺服阀测试仪通过外加信号的方法将阀门开启至原位,如果没有振动,即控制信号问题;如果振动加大,即伺服阀故障,更换伺服阀。
对于调门晃动,可以更换故障的LVDT。若两路都故障,必须在线更换。更换时,退出协调运行,投入功率回路,视情况切为单阀运行,将对应的调门强制关严,插好或拧紧指令线的接线螺丝。根据试验结果重新设定阀门管理曲线。调整两路LVDT的频率,使其偏差超过50HZ。调整VCC卡内部的增益电位器。
3.2 EH油压故障
3.2.1 EH油压波动
机组正常运行时,EH油压波动范围大于1.0MPa,则EH油压波动。主要由EH油泵调节装置动作不灵活造成。
解决措施:(1)当调节阀阀芯出现卡涩或摩擦大时,解体调节阀,清洗相关零件,基本可消除故障。(2)当推动活塞发生卡涩或摩擦大时,清洗推动机构零件,并查推动活塞的表面质量。
3.2.2 EH油压下降
排除系统外漏,对照记录查油箱油位有无下降。油位下降应查蓄能器氮压是否充足、皮囊有无破裂、充气嘴有无泄漏。
解决措施:油位不变要从系统内部查漏:查EH 油泵调节装置有无问题,溢流阀、伺服阀是否内漏。对照各种因素逐项检查修理,必要时更换皮囊、伺服阀等。
3.2.3 OPC、AST油压未建立
OPC、AST油压未建立的原因:OPC、AST电磁阀卡;电磁阀线圈烧坏或短路;控制油节流孔堵塞;产生ASP油的两只节流孔直通;OPC油节流孔堵塞;主汽阀进油节流孔堵塞或卸荷阀内节流孔堵塞;隔膜阀卡死或膜片破裂、低压安全油未建立;油管接头泄漏。对照原因逐项排除。
3.2.4 ASP油压报警
ASP油压通常在7MPa左右。当AST到ASP节流孔堵塞,ASP油压低报警;ASP到回油节流孔堵塞,ASP油压高报警。
解决措施:可通过清洗节流孔消除。AST电磁阀故障,可通过更换电磁阀位置判断确定故障电磁阀,检修或更换。ASP控制油节流孔堵塞,可通过清洗节流孔消除。
4、结语
汽轮机(DEH)控制系统经过多年的发展和改造,是目前中国乃至世界的电厂自动化系统中必不可少的组成部分。作为汽轮机的核心控制系统,DEH系统主要完成汽轮机的启动、升速、带负荷、负荷调节等操作.若元件出现故障,则会导致机组运行不稳定,需要停机进行更换和调整,对经济性影响较大.根据安全性评价管理办法及技术监督要求,做好汽轮机机组的主控系统的检查和维护,防治DEH控制系统发生故障导致安全事故发生,影响机组正常运行。因此在电力系统系统,对于各个重要环节,如锅炉系统、伺服系统等方面采取积极有效的措施,以维护系统的稳定运行,是保证汽机机组安全稳定运行的关键。
参考文献:
[1]蒋韦庚.汽机调节系统DEH改造后调速油压波动的原因分析和处理[J].山东工业技术,2019,(10):200.
[2]景怀刚.热电厂汽轮机DEH控制系统改造分析[J].应用能源技术,2019,(2):15-18.
[3]黄先平,李恩鹏,陈志科.河源电厂DEH柜模件故障分析及处理[J].科教导刊-电子版(中旬),2018,(12):272-273.