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1、全国火电 200MW 级机组技术协作会第二十三届年会论文集 汽机65DEH 控制下汽轮机高压调门晃动的 原因及对策朱志忠(大唐淮北发电厂)摘要:本文对采用数字电液控制系统(DEH)控制的汽轮机组,特别是针对进行技术改造后的机组,在调试或运行中出现的高压调门晃动的原因进行分析、探讨,并提出相应的对策和建议。 关键词:DEH 高压调门 晃动 对策1 前言DEH 控制系统是汽轮机数字电液控制系统的简称。它由数字控制部分(计算机)和液压伺服执行机构两部分组成。其系统具有响应速度快,控制灵活和可靠性高等诸多优点,不仅可以实现汽轮机转速控制、功率调节,还能按不同的工况,根据汽轮机的应力及其满足其它条件的前
2、提下,使机组由盘车状态实现自动升速、并网、增减负荷,以及对机组实现参数巡测、监视、报警、保护、记录和事故追忆等功能。其中又以国产新华控制工程公司的 DEH型数字电液控制系统使用较为广泛,具有典型的特点。本文以该型控制系统在调试、运行过程中出现的几例高压调门晃动问题予以具体分析,并提出可能采取的对策。2 出现的问题机组在正常运行中,一般调门在“多阀”状态,而“CCS” (协调) “AGC” (负荷自动控制)和锅炉侧 DCS 中的“一次调频”投入。机组高调门多次出现晃动,且晃动幅度不固定,调节级压力波动,总体呈现正弦曲线状态,负荷随之出现波动,一般机组负荷晃动范围在(24)MW,严重时波动可超过
3、5MW。给机组的安全运行带来隐患。3 原因分析和采取的对策因“一次调频”投入,初步判断为周波波动引起,解除锅炉侧 DCS 中的“一次调频”后,调门晃动无明显好转。而解除“CCS”和“AGC”控制,将“DEH”切为“手动” “单阀”状态运行,则调门晃动现象消失,机组运行较为稳定。后与热工专业人员共同进行分析、判断,针对晃动出现的特点,主要有以下原因:全国火电 200MW 级机组技术协作会第二十三届年会论文集 汽机663.1 多阀开启顺序错误这种情况多发生在机组进行 DEH 改造后首次启动或热工工程师站“高压调门编号”进行组态后,由于高压调门开启顺序发生错误,极易造成汽轮机单侧进汽,启动过程中可能
4、会出现机组振动偏大现象,但由于机组往往是大修后启动,振动稍大易被忽视;待机组并网带负荷后,即出现负荷波动现象,而且往往伴随着突发的瞬间轴振增大现象。此时,应与热工、汽机人员,重点检查、核对在“多阀”状态下,调门的实际开启顺序和组态时开启的调门是否一一对应,若出现错误,应重新进行组态。最好是在机组进行静态调试,对高压调门的编号及开启顺序予以确认,以保证高压调门开启顺序正确。3.2 高调门位移传感器反馈杆变形或脱落由于在“CCS”状态下,DEH 只相当于一个执行机构,而随着锅炉参数的变化,机组负荷要保持不变,高调门的动作较为频繁。而调门的位移传感器反馈杆也随之动作。由于其工作的环境较差,动作频繁,
5、容易造成高压调门传感器的反馈杆变形,若变形较为明显时,即可直接观察出来。变形后,由于测量的阀位值出现偏差,导致计算后输出的阀位指令错误,负荷值与“AGC”指令之间出现偏差,最终导致高调门频繁动作,调速系统失稳,负荷出现波动。 (原理如下图所示) 。而位移传感器反馈杆是靠螺丝固定的,在长时间的运行中,出现紧固螺丝松动或反馈杆断裂,均使反馈值出现错误,导致高压调门晃动。解决的方法:及时校正或更换已变形位移传感器的反馈杆,最好采取适当措施,增大调门反馈杆的强度,以提高其抵御变形的能力,防止位移传感器反馈杆的变形或断裂。 调门位移传感器示意图3.3 高调门阀芯脱落由于机组启、停一次,使机组同时经历了一
6、次应力交变过程;或者在运行过程中出现振动,加之高调门动作频繁,高压调门门芯偶有出现脱落的现象。由于某一高调门门芯脱落,当负荷变动时,虽然该调门的位移传感器反馈杆动作,表面上该调门的开度值参与计算,高压调门动作正常,但由于该调门门芯脱落,调门的开、关已失去实际意义,即已失去调节作用,导致实际负荷与指令输出不能对应,程序重新进行计算,如此反复,最终反应为高调门晃动,负荷出现波动。判断的主要依据是:某一高调门门后压力基本上与调节级压力一致,且不随其开度发生变化;也可让热工人员在工程师站进行该高调门的单行开、关试验,予以确认。解决的方法:停机后进行消缺处理。油缸伺服放大器电液转换器LVDT 二次仪表D
7、EH 阀位指令信号全国火电 200MW 级机组技术协作会第二十三届年会论文集 汽机673.4 DEH 中“一次调频”误投DEH 中 的“一次调频”功能,级别要比 CCS(协调)低。这是因为:DEH 中的“一次调频”功能,只有当单元机组采取以汽轮机为主的控制方式时,汽轮机才参加一次调频。而对于投协调后的机组来说,当“CCS”投入,炉侧“一次调频”投入时,DEH 上只有转速反馈的比例回路起作用,因此,即使投入了 DEH 中的“一次调频” ,其真正意义上也不起作用。而一旦 CCS 解除,单元机组采用汽轮机为主的控制方式,那么,DEH 中的“一次调频”就会起作用,并以单机闭环为标准,测量自身转速并加以维持,由于此时机组在网上运行,频率不可能不出现波动,造成“一次调频”频繁动作,反映在调门上,即为高压调门出现晃动现象。此时应及时检查,一旦机组采取了汽轮机为主的控制方式,就要及时解除 DEH 中的“一次调频”功能,防止高压调门出现晃动。 4 结束语汽轮机在 DEH 控制下运行,一旦出现高压调门晃动,由于其油压较高(P13MPa) ,高压油管道系统往往伴随着较大的震动声。此时应及时查明原因,予以消除。若一时难以查明或暂时无法解决,应加强检查,制定切实可行的预防措施,防止高压油管道破裂,机组负荷波动过大。必要时,可解除“CCS”控制,将 DEH 切为“手动”控制,以保证机组的安全运行。