DEH系统的典型故障及处理
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DEH系统的典型故障及处理
王永红, 黄其顶
(温州发电有限责任公司, 浙江温州325602)
随着汽轮机数字电液调节系统(DEH) 的普及, 系统的故障判断及处理方法已成为电厂越来
越关心的课题。本文将对DEH 系统的一些典型故障进行分析, 并将常规的处理方法作一些介绍。
1 DEH油压故障
1. 1 油压的波动
DEH 油压波动是指在机组正常工作的情况下(非阀门大幅度调整)
, DEH 油压上下波动范围大
于1. 0 MPa 的现象。但若此时泵的最低输出压力大于11. 2 MPa , 并不影响机组运行。出现DEH 油压波动现象, 主要是由于泵的调节装置动作不灵活造成的。调节装置分为2 部分: 调节阀和推动机构。调节阀装在泵的上部,感受泵出口压力变化并转化成推动机构的推力,其上部的调整螺钉用于设定系统压力。当调节阀阀芯出现卡涩或摩擦阻力增大时, 不能及时将泵出口压力信号转换成推动机构的推力, 造成泵流量调整滞后于压力变化, 使泵输出压力波动。出现这种情况, 可以拆下调节阀并解体, 清洗相关零件, 检查阀芯磨损情况, 复装后基本可以消除故障。
推动机构在泵体内部, 活塞产生的推动力克服弹簧力来决定泵斜盘倾角。当推动活塞发生卡涩或摩擦力增大时, 调节阀输出的压力信号变化不能及时转化成斜盘倾角(即泵输出流量) 变化,使泵的输出压力发生波动。出现这种情况时, 需清洗推动机构的相关零件, 并检查推动活动塞的表面质量(该工作最好由制造厂家来做) 。
1. 2 油压的下降
DEH 油压下降, 首先检查油管及其接头有无泄漏, 然后对照记录查油箱油位有无下降。油箱
油位有下降应先查蓄能器: 氮压是否充足、皮囊有无破裂、充气嘴有无泄漏。油箱油位不变要从
系统内部查泄漏: 检查DEH 油泵调节装置有无问题, 泵本身是否存在内泄大; 检查溢流阀是否内
漏; 检查伺服阀是否泄漏(一只伺服阀喷嘴磨损最大泄油量可达80 L/ min , 而一台EH油泵最大流量85 L/ min) 。对照各种因素逐项检查修理, 必要时更换皮囊、伺服阀等部件。
1. 3 OPC、AST 油压建立不起来
其原因有:
(1) OPC、AST两级电磁阀卡住。
(2) OPC、AST一级电磁阀卡住。
(3) 电磁阀线圈烧坏或短路。
(4) 控制油节流孔堵塞。
(5) 进入OPC 油节流孔堵塞, AST油则是主汽门进油节流孔堵塞或卸荷阀内节流孔堵塞。
(6) 电磁阀组件内产生ASP 油的两只节流孔直通。
(7) 隔膜阀卡死或膜片破裂或低压安全油没有建立。
(8) 油管接头、堵头泄漏。处理时对照原因逐项排除。
1. 4 ASP 油压报警
ASP 油压用于在线试验AST电磁阀(见图1) 。ASP 油压由AST油压通过节流孔产生, 再通过节流
孔到回油。ASP 油压通常在0. 7 MPa 左右。当AST电磁阀1 或3 动作时, ASP 油压升高, ASP1 压力开关动作; 当AST电磁阀2 或4 动作时, ASP 油压降低, ASP2 压力开关动作。如果AST电磁阀没有动作时, ASP1 或2 压力开关动作, 或AST电磁阀复位后压力开关不复位, 就存在ASP 油压报警。
ASP 油压报警多数是由于节流孔堵塞造成的。当前置节流孔(AST 到ASP 的节流孔) 堵塞时,ASP 油压降低, ASP2 压力开关动作, 发出ASP 油压报警; 当后置节流孔(ASP 到回油的节流孔) 堵塞时, ASP 油压升高,
ASP1 压力开关动作,发出ASP 油压报警。可以通过检查清洗节流孔来清除故障。
当然AST 电磁阀故障也会发出ASP 油压报警。报警后首先要确定是哪一只电磁阀故障, 可以通过更换电磁阀的位置判定。例如ASP 高报警, 说明AST电磁阀1 或3 故障。可以将电磁阀1或电磁阀2 互换位置, 如果此时仍为高报警, 则说明电磁阀3 故障, 如果此时变为低报警, 说明电磁阀1 故障。找到了故障电磁阀, 就可以通过检修或更换来处理。
AST控制油节流孔堵塞也会引起ASP 油压报警, 疏通节流孔后报警消除。
2 DEH油故障
2. 1 DEH油温升高
DEH 系统的正常工作温度为20～60 ℃, 当油温高于57 ℃时, 自动投入冷却系统。如果在冷却系统已经投入并正常工作的情况下, 油温持续在50℃以上, 则我们认为系统发热量过大, 油温过高。
油温过高排除环境因素之外, 主要是由于系统内泄造成的。此时, 油泵的电流会增大。造成系统内泄过大的原因主要有以下几种:
(1) 安全阀DB10 泄漏。安全阀DB10 的溢流压力应高于泵出口压力2. 5～3. 0 MPa , 如果二者的差值过小, 会造成安全阀溢流。此时DB10 阀的回油管会发热。
(2) 蓄能器短路。正常工作时高压蓄能器进油阀打开, 回油阀关闭。当回油阀未关紧或阀门不
严时, 高压油直接泄漏到回油管, 造成内泄。此时, 阀门不严的蓄能器的回油管会发热。
(3) 伺服阀泄漏。当伺服阀的阀口磨损或被腐蚀时, 伺服阀内泄增大。此时, 该油动机的回油管温度会升高。
(4) 卸荷阀卡涩或安全油压过低。当油动机上卸荷阀动作后发生卡涩会造成泄漏, 当泄漏大时
油动机无法开启, 当泄漏小时造成内泄。此时,该油动机的回油管温度会升高。当安全系统发生
故障出现泄漏时, 安全油压降低, 会使一个或数个卸荷阀关不严造成油动机内泄。
2. 2 抗燃油酸值升高
抗燃油新油酸度指标为0. 03 mg KOH/ g , 制造厂家规定的运行指标为0. 1 mg KOH/ g , 当酸度指标超过0. 1 mg KOH/ g 时, 我们认为抗燃油酸度过高, 高酸度会导致抗燃油产生沉淀、起泡和空气间隔等问题。
影响抗燃油酸度的因素很多, 对于我们使用的DEH 系统来讲, 影响抗燃油酸度的主要因素为局部过热和油质劣化, 其中以局部过热最为普遍。因为系统工作在汽轮机上, 伴随着高温、高压蒸汽, 难免有部分元件或管道处于高温环境中, 温度增加使抗燃油氧化加快, 氧化会使抗燃油酸度增加, 颜色变深。所以, 我们在设计和安装DEH系统时应注意:
(1) 系统元件特别是管道应远离高温区域。
(2) 增加通风, 降低环境温度。
(3) 增加抗燃油的流动, 尽量避免死油腔。为此, 制造厂家在油缸设计中允许活塞有少量的泄漏量。
抗燃油的酸值升高后, 必须连续投入再生装置。再生装置中的硅藻土滤芯能有效地降低抗燃油的酸度。当抗燃油的酸度接近0. 1 mg KOH/ g(例如大于0. 08 mg KOH/ g) , 就应投入再生装置,这时酸度会很快下降。当抗燃油酸度超过0. 3 mgKOH/ g 时, 使用硅藻土很难使酸度降下来。当抗燃油酸度超过0. 5 mg KOH/ g 时, 已不能运行, 需要换油。
3 油动机故障
3. 1 油动机摆动
在输入指令不变的情况下, 油动机反馈信号发生周期性的连续变化, 我们称之为油动机摆动。油动机摆动的幅值有大有小, 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。当二只位移传感器发生干扰时、当VCC 卡输出信号含有交流分量时、当伺
服阀信号电缆有某点接地时均会发生油动机摆动现象。
(2) 伺服阀故障。当伺服阀接收到指令信号
后, 因其内部故障产生振荡, 使输出流量发生变化, 造成油动机摆动。
(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, 主阀又由门杆的上死点突然跳到
门杆的下死点, 造成流量减少, DEH 又发出开大该阀门的指令。如此反复, 造成油动机摆动。
DEH 对由于阀门突跳引起的油动机摆动无能为力, 只有通过修改阀门特性曲线使常用工作点远离该位置。
3. 2 油动机拒动
在运行中伺服阀给信号阀门不动作, 排除阀门门杆卡涩因素, 主要是油动机拒动。引起油动机拒动原因:
(1) 伺服阀卡涩。
(2) AST、OPC 油没有建立。
(3) 卸荷阀没有复位, 阀芯卡住。
(4) OPC 逆止阀卡住。在线更换伺服阀、卸荷阀, 停泵处理OPC 逆止阀、AST和OPC 电磁阀及
其组件。
4 其他部件故障
4. 1 阀门门杆波动
阀门门杆波动是指阀门门杆小范围频繁窜动。引起这类现象原因有:
(1) DEH油压波动引起阀门波动。
(2) 阀门门杆卡涩引发频繁突跳。
(3) LVDT 线接地、线破损、振荡频率大而引起波动。
具体措施是更换LVDT, 消除阀门门杆卡涩和DEH油压波动。
4. 2 伺服阀故障
目前使用的伺服阀主要是MOOG 761 - 001 或002 和MOOG72A560 两大类。前种使用较广, 后种
主要使用在600 MW高调和部分抽汽机组低调油动机中。两种型号产品均为美国MOOG 公司产品。伺服阀故障主要有3 种情况:
(1) 卡。主要现象是伺服阀喷嘴或阀芯被油中杂质堵死, 阀芯被偏在一边, 可能偏在油动机全
开位置, 也可能偏在全关位置, 不管信号如何变化, 伺服阀总是拒动, 常用方法更换伺服阀。
(2) 堵。主要是由于油质很差, 堵塞伺服阀内部滤芯, 当堵塞严重时, 喷嘴、挡板放大器的放
大系数下降, 阀芯移动减少直至不动, 伺服阀灵敏度下降, 调节功能下降, 油动机动作相对指令
明显滞后。通常更换伺服阀送制造厂家清洗。
(3) 内泄大。伺服阀内泄包括喷嘴挡板内泄和阀芯阀套之间的内泄。喷嘴挡板内泄一般不会变化太大, 主要是阀芯阀套之间内泄。其主要原因是检修时带进油中的氯离子对阀芯进行电腐蚀,破坏阀芯阀套密封面, 致使伺服阀的压力特性明显下降, 调节功能下降, 严重时使闭环系统产生
低频振幅。必须更换伺服阀并及时滤油。
4. 4 油管振动
DEH 油管路特别是靠近油动机部分发生高频振荡, 振幅达0. 5 mm 以上, 我们称之为油管振动, 其中以HP 管为最多。油管振动往往不会引起电厂员工的重视, 但油管振动会引起接头或管夹松动, 造成泄漏, 严惩时会发生管路断裂。引起油管振动的原因主要有以下几个方面:
(1) 机组振动。油动机与阀门本体相连, 例如300 MW 机组中压调门和125 MW 机组的高压调门, 油动机在汽缸的最上部, 当机组振动较大时, 势必造成油动机振动大, 与之相连的油管振动也必然大。
(2) 管夹固定不好。管夹必须可靠固定, 如果管夹固定不好, 会使油管发生振动。
(3) 伺服阀故障, 产生振荡信号, 引起油管振动。
(4) 控制信号夹带交流分量, 使HP 油管内的压力交变产生油管振动。可以通过试验来判断是哪一种原因引起的振动。当振动发生时, 通过强制信号将该阀门慢慢置于全关位置, 关闭进油门, 拔下伺服阀插头,测量振动。如果此时振动明显减少, 说明是伺服阀或控制信号问题; 如果振动依旧, 说明是机组振动。对于前一种情况, 打开进油门, 使用伺服阀测试工具通过外加信号的方法将阀门开启至原来位置, 如果此时没有振动, 说明是控制信号问题, 由热工检查处理; 如果振动加大, 说明是伺服阀故障, 应立即更换伺服阀。
5 油质问题
DEH 系统中油质很关键, 许多设备出现故障的原因都在油质上。伺服阀卡涩那是油中有杂质; 伺服阀喷磨损和滑阀凸户腐蚀而带来一系列问题的根本原因是油中有氯离子; ASP 油压报警大都是节流孔堵塞引起, 节流孔堵塞那是油中有杂质或沉淀产生, 沉淀产生原因是油中有水或油的酸值升高; 油的酸值升高会腐蚀设备部件, 产生杂质; 同时高酸度会引发抗燃油起泡和空气间隔, 使调节迟缓; 油中带水会使液压件锈蚀, 锈蚀使油中杂质增加; 杂质的存在会引起DEH 部件卡涩。油犹如人体血液, 需要维护, 需要定期更换滤芯和投用再生装置。