300MW機組DEH控制系統(tǒng)安裝調(diào)試故障分析與研究

張峰

摘 ? 要：文章重點介紹火電機組DCS控制系統(tǒng)中的重要組成部分—DEH汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對DEH系統(tǒng)控制功能的幾個方面（轉(zhuǎn)速自動控制、閥位開環(huán)控制、負荷反饋閉環(huán)控制、主汽壓力控制、機組啟動控制）進行了具體的分析，并深入研究了DEH系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和故障分析。文章希望以此來提高機組的運行效率。

關鍵詞：火電廠;300 MW機組;DEH系統(tǒng);控制;調(diào)試;故障分析

1 ? ?對于300 MW機組DEH系統(tǒng)所具有的控制功能的具體分析

火電廠300 MW機組的汽輪機調(diào)速系統(tǒng)中已經(jīng)大多數(shù)采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)（Digital Electronic Hydraulic，DEH），DEH系統(tǒng)憑借系統(tǒng)自身所具有的優(yōu)異性能，使機組在實際運行中的安全性、可靠性、穩(wěn)定性得到了很大的保證。

1.1 ?DEH系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速自動控制功能

在機組運行使用之前，操作人員可以設定DEH系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和升速率。在這時，它屬于轉(zhuǎn)速閉環(huán)無差調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在設定的轉(zhuǎn)速與實際的轉(zhuǎn)速之間存在差值，兩者之間的差值在經(jīng)過PID運算后，再利用伺服裝置控制油動機的開度，從而調(diào)整汽門開度的大小，可以使實際所具有的轉(zhuǎn)速隨著設定轉(zhuǎn)速的變化而變化。在目標轉(zhuǎn)速已經(jīng)設定好不能再改變的前提下，已經(jīng)設好的轉(zhuǎn)速將會以之前設定好的升速率自動向已設好的目標轉(zhuǎn)速靠近，當即將進入臨界轉(zhuǎn)速的區(qū)域后，系統(tǒng)會自動地將升速率調(diào)整成為400 r/min。同時，在轉(zhuǎn)速上升的過程之中，DEH系統(tǒng)不僅起到了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的作用，而且在此期間還會對機組進行高速暖機（見圖1），提高機組整體運行的穩(wěn)定性。

1.2 ?閥位開環(huán)控制

在這種控制方式下，機組閥門的開度可以直接由操作人員進行設定，當所要求的開度設定完成之后，DEH系統(tǒng)便可將閥門開度的給定信號傳輸給液壓伺服卡，再用該信號與閥位反饋信號進行比較，隨后輸出控制信號給電液伺服閥，由此便可以對閥門的開度進行實時控制，從而滿足機組運行所需的功率要求。

1.3 ?負荷反饋閉環(huán)控制

在負荷反饋閉環(huán)控制中，負荷回路調(diào)節(jié)裝置作用最為重大，它發(fā)揮著不可替代的作用。當DEH系統(tǒng)接收到來自現(xiàn)場的功率和給定的功率之后會自動對差值進行比較放大，在這個時候，PID運算單元將計算出調(diào)節(jié)閥門開度指令，而后輸出至調(diào)節(jié)汽門伺服卡。在輸出的同時，PID也會與反饋信號進行比較，而后向電液伺服輸出控制信號，通過這一過程對閥門的開度進行實時的控制，已達到滿足機組運行中所需要的功率的目的。

1.4 ?調(diào)節(jié)級壓力反饋閉環(huán)控制

在這種控制方式下，調(diào)節(jié)級壓力回路調(diào)節(jié)裝置起著非常巨大的作用。在DEH系統(tǒng)收到調(diào)節(jié)壓力信號與給定信號之后，會在一定的時間內(nèi)將兩個信號進行對比，而后將差值傳輸給壓力回路調(diào)節(jié)裝置，壓力回路調(diào)節(jié)裝置再對兩者之間的差值進行放大、運算，同時，PID會自動的對閥門開度進行調(diào)節(jié)，然后輸出到液壓伺服卡上，再與閥位反饋信號相比較，最后向電液伺服閥輸出控制信號，通過這一過程對閥門的開度進行實時的把握。

1.5 ?主汽壓力控制

主汽壓力控制器的作用是將設定值和實際值進行對比，然后再進行運算，使得PID在調(diào)節(jié)了閥門開度后，輸出至液壓伺服卡上，并在與閥位反饋信號對比后，輸出控制信號，通過這一過程對閥門開度進行有效的控制。

1.6 ?機組啟動控制

通常情況下，300 MW機組在啟動的過程中，可以選擇以下兩種方式的任意一種，即中壓缸啟動和高中壓聯(lián)合啟動。當機組選擇高中壓聯(lián)合的方式啟動時，高中壓調(diào)節(jié)閥之間的開度為1∶3。當機組選擇中壓缸的方式啟動時，閥切換系數(shù)為零，高調(diào)閥的開度也為零，這樣一來，閥門開度信號便會傳輸至中壓調(diào)節(jié)閥控制回路，并對其開度進行控制，以此來滿足中壓缸的啟動要求。就300 MW機組而言，調(diào)節(jié)閥開度與蒸汽流量存在著非線性的關系。故此，需要對閥門進行線性修正，DEH系統(tǒng)可以通過相關的修正函數(shù)對機組閥門進行線性修正。

2 ? ?300 MW機組DEH系統(tǒng)的典型故障分析

系統(tǒng)的控制功能要得到很好的發(fā)揮，就要求我們對系統(tǒng)做好安裝與調(diào)試工作，因此，需要我們做到以下幾點。隨著汽輪機DEH的在大型機組中的普及，數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的故障判斷及處理方法已成為廣大電廠越來越關心的課題。文章將對本廠機組的DEH系統(tǒng)的一些典型故障進行分析，并將常規(guī)的處理方法作一些介紹。

2.1 ?機組中壓調(diào)節(jié)汽門大幅波動無法正?？刂频那闆r分析

2015年7月6日21：23，#7機組開機并網(wǎng)后初帶負荷，運行人員發(fā)現(xiàn)#3中壓調(diào)節(jié)汽門異常波動，影響了機組的穩(wěn)定運行。檢修人員到達現(xiàn)場檢查處理，發(fā)現(xiàn)兩路LVDT信號正常，接線緊固無松動，又檢查伺服閥接線亦無松動現(xiàn)象，伺服閥無漏油，檢查LVDT連接螺母也無松動情況。后測量反饋線和指令線發(fā)現(xiàn)，指令線有一路明顯有接地現(xiàn)象，后查實在開機過程中軸封有漏氣情況，致使部分蒸汽吹出，使附近伺服閥的航空插頭接線凝露接地。讓運行人員調(diào)整軸封壓力后，航空插頭接線干燥后，重新插入，故障排除。

2.2 ?s組D修后無法掛閘的故障分析

2017年4月6日12：45，#8機組開機時無法掛閘，熱工人員檢查所有的保護條件是否有閉鎖存在，檢查所有的跳閘條件都未滿足，掛閘按鈕已經(jīng)復位所有的跳閘條件;檢查一次安全油壓和透平壓力油都正常;主油泵出口油壓也正常;檢查復位電磁閥線圈帶電正常吸合;各個行程開關ZS1，ZS2，ZS3也都動作正常，但就是無法掛閘成功。后考慮二次安全油壓不能長時間保持，分析可能是遮斷隔離閥組無法隔絕油壓泄放通道所致，因此，強制遮斷隔離電磁閥4YV帶電，然后再次掛閘，油壓建立，顯示掛閘成功。由上分析得出結(jié)論，出故障的是機械隔離滑閥，因其閥門在掛閘時滑環(huán)頂桿推出到機械隔離閥，頂桿調(diào)整太小導致閥門隔離不到位所致。問題找到后，機務人員調(diào)整頂桿后，掛閘成功，故障消除，順利沖轉(zhuǎn)。

2.3 ?VPC卡端子板故障引起的調(diào)門波動

2012年12月19日晚上23：40，#8號機組高調(diào)4正常運行中突然全開，無法調(diào)整。#8號機組負荷在180 MW，通過查詢歷史記錄發(fā)現(xiàn)，該調(diào)門在12月19日的18：28出現(xiàn)了電源故障報警。高調(diào)1和高調(diào)2在19：36閥位反饋由100%、97.29%突降至62.66%和62.35%。在電子間的DEH柜檢查發(fā)現(xiàn)高調(diào)4的VPC卡通信正常，無故障報警燈亮，檢查高調(diào)4的端子板發(fā)現(xiàn)其電源指示燈已經(jīng)熄滅，其他調(diào)門的電源指示燈正常，可以初步判斷為高調(diào)4端子板故障，導致閥門失控達到全開狀態(tài)。通知當班值長要更換高調(diào)4的端子板。相應的安全措施：（1）汽機主控退出自動轉(zhuǎn)為手動控制（實際為手動，同時鍋爐主控也處于手動狀態(tài)）。（2）汽機閥門控制方式由多閥轉(zhuǎn)為單閥控制（當時是多閥控制狀態(tài)）。（3）負荷控制在220 MW以內(nèi)（當時是180 MW）。（4）在組態(tài)上強制高調(diào)4的輸出指令為零。（5）關閉高調(diào)4伺服閥前高壓抗燃油過濾器前的截止閥和旁路閥，讓高調(diào)4的閥位由100%緩慢降到0%。在更換端子板時發(fā)現(xiàn)新購入的端子板上的型號以及序列號和原來的端子板不同（原來的端子板的型號為C2908469，新購進的端子板的型號為369B1878G0013VB），考慮以前的端子板為新華控制工程公司生產(chǎn)，新購進的端子板為GE公司生產(chǎn)，可能在型號和序列號上有區(qū)別，因此，更換后的新端子板需要把LVDT閥位信號的A和C線調(diào)換。更換端子板后閥門控制正常，故障排除。

2.4 ?機組EH油壓偏低無法正常投運

EH油泵開啟后，油壓只有7.5 MPa左右，檢查管路系統(tǒng)并沒有漏油的地方，檢查各蓄能器都運行正常無泄漏，對現(xiàn)場各個主汽門和調(diào)節(jié)汽門的EH油路檢查，也沒有發(fā)現(xiàn)漏油現(xiàn)象，判斷為應該是內(nèi)漏，逐一對各個閥門的油動機的進油進行檢查，發(fā)現(xiàn)GV4油動機進油聲比較大，關閉其進油截止閥和旁路閥后，EH油壓正常13.3 MPa，應該是GV4的油路有泄漏所致，懷疑是伺服閥內(nèi)漏量大所致，熱工人員更換兩個伺服閥后還是無法解決問題，排除伺服閥內(nèi)漏故障，后機務檢查發(fā)現(xiàn)進油通過進油過濾器到快關電磁閥15YV中間的節(jié)流孔未裝，安裝節(jié)流孔后，油壓恢復正常。

DEH系統(tǒng)結(jié)構復雜，對機組的安全運行及其重要，每一個管路系統(tǒng)部件都相互關聯(lián)，牽一發(fā)而動全身，現(xiàn)在的一次調(diào)頻、CCS、AGC的投入更離不開DEH的可靠、穩(wěn)定運行，因此，DEH系統(tǒng)中的每一個小的缺陷或故障都不能輕視，檢查和處理要格外小心，保持頭腦清晰，才能更好地處理好問題，保證機組的安全穩(wěn)定運行。

除了對DEH系統(tǒng)的維護保養(yǎng)檢修工作要認真對待和格外重視外，還要對DEH系統(tǒng)的前期安裝和調(diào)試工作做好細致的籌劃，嚴格按照相關的規(guī)范進行施工和監(jiān)督，調(diào)試工作也要求按部就班有條不紊。以下幾點在安裝調(diào)試中要引起重視。

（1）為了降低外界環(huán)境對系統(tǒng)的影響，需要對系統(tǒng)進行可靠接地處理，同時要求接地樁的電阻有著嚴格的要求，一般其電阻不得超過1 Ω。在接地處理過程中，要保證安全保護地和節(jié)流電源均接到了地樁上面。但是其中要注意的是，所有非DCS設備的接地均不能和地樁相連。

（2）在連接電源時，要求使用的電源具有安全性、可靠性，同時，還應對其負載能力進行準確的估計，并做好絕緣工作，通過這樣來消除外界對系統(tǒng)的干擾，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

（3）要保證系統(tǒng)與外部信息號的接線合理，在對電纜進行敷設時，要對所處的大氣環(huán)境和電噪聲水平有充分的了解，從而確定電纜橋架空間、數(shù)量及屏蔽措施。

（4）同時還需要工作人員對接線是否可靠進行檢查，若發(fā)現(xiàn)異常，則應及時處理，保證系統(tǒng)能夠正常運行。對各種傳感器、變送器的檢查中，最重要的是觀察傳感器、變送器在運行時能否正常工作。檢查外部信號時，可以以模擬的形式進行檢驗，通過對電功率、轉(zhuǎn)速傳感器以及調(diào)頻回路參數(shù)的檢驗，驗證它能否符合DEH系統(tǒng)運行的要求?？傊獙EH系統(tǒng)控制功能進行多方面的檢驗，確認合格后才可以讓其進入市場，真正投入使用。

3 ? ?結(jié)語

DEH系統(tǒng)已經(jīng)成為300 MW機組自動控制系統(tǒng)中最不可缺少的一部分，被越來越多地應用于300 MW機組之中。DEH系統(tǒng)通過自身完備和強大的控制功能使機組的運行變得更加安全、可靠，同時，對于提升機組的運行效率也有很大的幫助。通過上文的論述，可以了解到，若想充分發(fā)揮出DEH系統(tǒng)控制功能的優(yōu)越性，就必須要做好DEH系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和故障分析工作。

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