1.綜述

浙江華能長興電廠#5機系上海汽輪機廠生產(chǎn)的N125-/535/535型超高壓、中間再熱凝汽式汽輪機，于1992年8月安裝投產(chǎn)發(fā)電。原#5汽輪機調(diào)速系統(tǒng)為全液壓調(diào)速系統(tǒng)，于2001年5月至6月運用新華控制工程公司的DEH-ⅢA型高壓抗燃油純電調(diào)控制系統(tǒng)對原調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了改造。機組控制系統(tǒng)改造后，自動化程度得到了很大的提高，系統(tǒng)的響應(yīng)時間快，控制精度高。但從2002年2月至6月，#3高調(diào)門LVDT共斷裂了5根，2002年5月還發(fā)生了高調(diào)門在特定位置的晃動現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅了機組的安全運行。

2.#5機高壓調(diào)門晃動及#3高壓調(diào)門LVDT斷裂現(xiàn)象簡述

2002年2月2日22：37分左右，#5機出力125MW，協(xié)調(diào)控制，#3高調(diào)門LVDT2信號由0V突升至4.04Vzui大值，VCC卡高選，致使4.04V故障信號被輸入伺服閥與當(dāng)時的控制指令相比較，伺服閥輸出迫使#3調(diào)門迅速關(guān)閉，負(fù)荷跌至115MW后，因機組實際所帶負(fù)荷與目標(biāo)值之間存在偏差，DEH軟件經(jīng)運算后，在#3調(diào)門已虛假開啟的情況下，開啟#4調(diào)門維持負(fù)荷目標(biāo)值與給定值的平衡。

2002年4月10日，早上巡檢發(fā)現(xiàn)#3調(diào)門LVDT1信號為0V，LVDT2信號為1.4V左右，判斷為#3調(diào)門LVDT1信號故障。

2002年5月1日前后，#5機組在負(fù)荷升降時，調(diào)門晃動大，尤其是#3調(diào)門的LVDT2信號在控制指令未變化情況下有跳變。現(xiàn)場檢查#3調(diào)門實際位置晃動較大，又因#3調(diào)門LVDT1已屏蔽，為確保#5機組穩(wěn)定運行，決定強制關(guān)閉#3調(diào)門，在#3調(diào)門LVDT更換前，只由#1、#2、#4調(diào)門參與調(diào)節(jié)。

3.#5機高壓調(diào)門晃動及#3高壓調(diào)門LVDT斷裂原因分析

對于DEH控制系統(tǒng)來說，調(diào)門的晃動是常見的故障，一般來說由以下的原因引起：

1.伺服閥的振動引起調(diào)門的晃動；

2.控制參數(shù)不匹配，熱工信號故障；

3.調(diào)速汽門門桿振動；

4.LVDT反饋桿松

伺服閥振動的故障一般由于伺服閥振蕩、彈簧管疲勞、磁鋼磁性變化、伺服閥濾芯堵塞、伺服閥主閥芯卡澀、伺服閥閥口磨損等原因引起。因為我廠DEH控制系統(tǒng)投用時間不長，且我廠對油質(zhì)的控制較為嚴(yán)格（抗燃油的各項指標(biāo)均在要求范圍內(nèi)），應(yīng)該說油質(zhì)方面引起的可能性很小。同時，我們發(fā)現(xiàn)高壓調(diào)門的晃動現(xiàn)象與#3調(diào)門的特定位置有關(guān)。因此我們把檢查的重點放在其它因素的查找上，未輕易更換伺服閥。

熱工控制維護(hù)人員在故障的處理過程中，對控制參數(shù)及熱工信號進(jìn)行了檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。

分析#5機在升降負(fù)荷時#1、#2調(diào)門的晃動，我們可以發(fā)現(xiàn)兩個現(xiàn)象：1.#1、#2高壓調(diào)門的晃動與特定負(fù)荷（開度在48%--50%）有關(guān)，2.與#3調(diào)門的開度（0-10%）及LVDT的狀態(tài)有關(guān)。我們在2002年4月30發(fā)現(xiàn)#5機在升降負(fù)荷時#1、#2調(diào)門有晃動，同時在2002年5月5日就發(fā)現(xiàn)#3調(diào)門的一根LVDT已斷裂（另一根早已屏蔽），在2002年5月14日對#3調(diào)門LVDT進(jìn)行更換后，就沒有再出現(xiàn)升降負(fù)荷時#1、#2調(diào)門的晃動現(xiàn)象。2002年4月30日的#1、#2調(diào)門的晃動，發(fā)生在100MW左右，#1、#2調(diào)門的開度為48%左右，而#3調(diào)門的開度為0-10%，正好在#3調(diào)門將開未開的階段，總的調(diào)門流量特性正好處于拐點，此處的流量變化比較大。同時由于#3調(diào)門一根LVDT屏蔽、而另一根LVDT斷裂，在機組負(fù)荷穩(wěn)定的時候，斷裂的那根LVDT斷裂的兩頭剛好未脫開（處于脆弱的穩(wěn)定狀態(tài)），調(diào)門反饋未變化，當(dāng)機組負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)時，斷裂的LVDT斷裂的兩頭脫開，造成#3調(diào)門反饋與實際開度的線性關(guān)系發(fā)生變化，更加劇了流量的變化，使系統(tǒng)無法進(jìn)行的調(diào)節(jié)，造成了震蕩，由此造成了調(diào)門出現(xiàn)晃動。

當(dāng)LVDT線圈與鐵桿長期磨損造成絕緣下降甚至斷裂，LVDT鐵桿斷裂后兩頭無法穩(wěn)定接觸、在調(diào)門運動時隨時可能脫開的情況下，調(diào)門不光會在特定負(fù)荷（開度）下晃動，在其它的負(fù)荷（開度）也會發(fā)生晃動，這種晃動與調(diào)門的流量特性無關(guān)，主要由于LVDT反饋不穩(wěn)定，與DEH計算指令發(fā)生偏差，贊成系統(tǒng)的反復(fù)調(diào)節(jié)，從而形成了調(diào)門的晃動。

那么#3調(diào)門LVDT為什么會頻頻斷裂呢？在2002年5月14日處理#3調(diào)門LVDT時，我們發(fā)現(xiàn)#5機#2、#3高調(diào)門在特定位置處，活塞桿與閥桿的連接塊及其閥桿有1-2mm的自發(fā)軸向晃動，而當(dāng)時上部活塞桿未見明顯晃動，說明連接塊與活塞桿有軸向間隙，這種與位置有關(guān)的軸向晃動，引起了連接塊在圓周方向進(jìn)行晃動（連接塊緊固螺栓已無法再緊），同時發(fā)現(xiàn)原LVDT緊固裝置與連接塊不同心，以上因素造成了LVDT內(nèi)鐵芯產(chǎn)生摩擦和彎折，輕者引起線圈絕緣下降甚至斷裂，重者鐵芯磨細(xì)斷裂。連接塊與活塞桿的軸向間隙可能是設(shè)計、加工原因，或者長期運行中磨損。因為我廠的運行方式是#1、#2調(diào)門同時開啟，在現(xiàn)在的高負(fù)荷條件下，#3調(diào)門長期處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，當(dāng)#3調(diào)門處于小開度時，調(diào)節(jié)閥碟上受的力是交變應(yīng)力，造成了大閥碟對予啟閥的不斷沖撞，同時上部油動機活塞座有彈簧的壓力，閥桿的沖撞力難以向上傳遞，那么連接塊（與油動機有設(shè)計10S的間隙）在下部閥桿的長期的沖撞下，造成了磨損，使間隙增大，造成了連接塊在軸向的晃動，同時軸向的晃動又造成了連接塊的橫向移動，共同使LVDT造成損壞。因為高壓調(diào)門執(zhí)行機構(gòu)在汽輪機大罩殼內(nèi)，平時對LVDT及連接塊的磨損（軸向間隙只有在特定位置晃動時才有）很難看到，這推遲了問題的解決。

4.#5機高壓調(diào)門晃動及#3高壓調(diào)門LVDT斷裂處理

對于#3高壓調(diào)門單個LVDT出現(xiàn)故障后，我們及時把故障的LVDT撤出運行。

當(dāng)#3調(diào)門兩個LVDT均出現(xiàn)故障后，我們采取在DEH功率回路控制的情況下，把#3高壓調(diào)門強制關(guān)閉，，由DEH自動開啟#4調(diào)門進(jìn)行功率的調(diào)節(jié)。

對于由#4高壓調(diào)門代替#3高壓調(diào)門工作，因為是非正常運行方式，我們采取小幅多次的調(diào)節(jié)方法，盡量減少對系統(tǒng)的沖擊，同時對軸向位移、差脹等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視。

新華控制工程公司提供了新型的LVDT，這種形式的LVDT能有效的減輕LVDT連桿不同心及閥桿微量晃動產(chǎn)生的磨損。

同時 對油動機活塞桿與閥桿的連接塊進(jìn)行了重新設(shè)計，保證了連接塊的間隙在正常范圍。

5.存在的問題

對于高壓調(diào)門閥桿的固有軸向振動，因為是閥碟及閥座的空間結(jié)構(gòu)決定的，沒有辦法進(jìn)行根本的解決。可對予啟閥進(jìn)行處理以恢復(fù)原來的予啟間隙（因為予啟閥在長期運行后，經(jīng)大閥碟沖撞后有磨損，造成了予啟間隙的增大），減少軸向的振動。

同時，調(diào)門的開啟重疊度是客觀存在的，在調(diào)門的重疊度階段，流量特性曲線如果與實際不吻合，那么在流量特性曲線的拐點處就造成了在很小的開度變化時造成了流量有較大的變化，在功率回路投用的情況下，為了維持負(fù)荷的穩(wěn)定，就會造成調(diào)門的頻繁調(diào)節(jié)，形成震蕩。在流量特性曲線的拐點處，如何有效的避免調(diào)門的晃動呢？因為晃動與位置有關(guān)，只要避開晃動的拐點就可以解決這一問題，可以加減負(fù)荷或加減蒸汽的壓力來避開這一點。當(dāng)然，為了盡量減少拐點的影響，我們應(yīng)該對流量特性曲線進(jìn)行細(xì)調(diào)，以適應(yīng)實際工況。

#5機高壓調(diào)門晃動及#3高壓調(diào)門LVDT斷裂問題的處理，使我們認(rèn)識到在DEH系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，熱工人員和機務(wù)人員密切配合，共同合作，有助于問題的全面早日解決。同時認(rèn)識到任何設(shè)備故障的發(fā)生總有一些先兆，而任何設(shè)備故障的處理總可以找到更深層次的原因，一個好的技術(shù)人員應(yīng)該在設(shè)備有故障先兆時，發(fā)現(xiàn)并阻止事故的發(fā)生，而在設(shè)備故障處理過程中，找到引起故障的深層次原因。

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