DEH系統(tǒng)的典型故障及處理
蓄能器使系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)；
蓄能器使系統(tǒng)運行更加安全；
蓄能器使系統(tǒng)運行效率提高；
蓄能器使系統(tǒng)運行能耗降低。
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DEH系統(tǒng)的典型故障及處理
王永紅, 黃其頂
(溫州發(fā)電有限責(zé)任公司, 浙江溫州325602)
隨著汽輪機數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH) 的普及, 系統(tǒng)的故障判斷及處理方法已成為電廠越來
越關(guān)心的課題。本文將對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。
1 DEH油壓故障
1. 1 油壓的波動
DEH 油壓波動是指在機組正常工作的情況下(非閥門大幅度調(diào)整)
, DEH 油壓上下波動范圍大
于1. 0 MPa 的現(xiàn)象。但若此時泵的最低輸出壓力大于11. 2 MPa , 并不影響機組運行。出現(xiàn)DEH 油壓波動現(xiàn)象, 主要是由于泵的調(diào)節(jié)裝置動作不靈活造成的。調(diào)節(jié)裝置分為2 部分: 調(diào)節(jié)閥和推動機構(gòu)。調(diào)節(jié)閥裝在泵的上部,感受泵出口壓力變化并轉(zhuǎn)化成推動機構(gòu)的推力,其上部的調(diào)整螺釘用于設(shè)定系統(tǒng)壓力。當(dāng)調(diào)節(jié)閥閥芯出現(xiàn)卡澀或摩擦阻力增大時, 不能及時將泵出口壓力信號轉(zhuǎn)換成推動機構(gòu)的推力, 造成泵流量調(diào)整滯后于壓力變化, 使泵輸出壓力波動。出現(xiàn)這種情況, 可以拆下調(diào)節(jié)閥并解體, 清洗相關(guān)零件, 檢查閥芯磨損情況, 復(fù)裝后基本可以消除故障。
推動機構(gòu)在泵體內(nèi)部, 活塞產(chǎn)生的推動力克服彈簧力來決定泵斜盤傾角。當(dāng)推動活塞發(fā)生卡澀或摩擦力增大時, 調(diào)節(jié)閥輸出的壓力信號變化不能及時轉(zhuǎn)化成斜盤傾角(即泵輸出流量) 變化,使泵的輸出壓力發(fā)生波動。出現(xiàn)這種情況時, 需清洗推動機構(gòu)的相關(guān)零件, 并檢查推動活動塞的表面質(zhì)量(該工作最好由制造廠家來做) 。
1. 2 油壓的下降
DEH 油壓下降, 首先檢查油管及其接頭有無泄漏, 然后對照記錄查油箱油位有無下降。油箱
油位有下降應(yīng)先查蓄能器: 氮壓是否充足、皮囊有無破裂、充氣嘴有無泄漏。油箱油位不變要從
系統(tǒng)內(nèi)部查泄漏: 檢查DEH 油泵調(diào)節(jié)裝置有無問題, 泵本身是否存在內(nèi)泄大; 檢查溢流閥是否內(nèi)
漏; 檢查伺服閥是否泄漏(一只伺服閥噴嘴磨損最大泄油量可達80 L/ min , 而一臺EH油泵最大流量85 L/ min) 。對照各種因素逐項檢查修理, 必要時更換皮囊、伺服閥等部件。
1. 3 OPC、AST 油壓建立不起來
其原因有:
(1) OPC、AST兩級電磁閥卡住。
(2) OPC、AST一級電磁閥卡住。
(3) 電磁閥線圈燒壞或短路。
(4) 控制油節(jié)流孔堵塞。
(5) 進入OPC 油節(jié)流孔堵塞, AST油則是主汽門進油節(jié)流孔堵塞或卸荷閥內(nèi)節(jié)流孔堵塞。
(6) 電磁閥組件內(nèi)產(chǎn)生ASP 油的兩只節(jié)流孔直通。
(7) 隔膜閥卡死或膜片破裂或低壓安全油沒有建立。
(8) 油管接頭、堵頭泄漏。處理時對照原因逐項排除。
1. 4 ASP 油壓報警
ASP 油壓用于在線試驗AST電磁閥(見圖1) 。ASP 油壓由AST油壓通過節(jié)流孔產(chǎn)生, 再通過節(jié)流
孔到回油。ASP 油壓通常在0. 7 MPa 左右。當(dāng)AST電磁閥1 或3 動作時, ASP 油壓升高, ASP1 壓力開關(guān)動作; 當(dāng)AST電磁閥2 或4 動作時, ASP 油壓降低, ASP2 壓力開關(guān)動作。如果AST電磁閥沒有動作時, ASP1 或2 壓力開關(guān)動作, 或AST電磁閥復(fù)位后壓力開關(guān)不復(fù)位, 就存在ASP 油壓報警。
ASP 油壓報警多數(shù)是由于節(jié)流孔堵塞造成的。當(dāng)前置節(jié)流孔(AST 到ASP 的節(jié)流孔) 堵塞時,ASP 油壓降低, ASP2 壓力開關(guān)動作, 發(fā)出ASP 油壓報警; 當(dāng)后置節(jié)流孔(ASP 到回油的節(jié)流孔) 堵塞時, ASP 油壓升高,
ASP1 壓力開關(guān)動作,發(fā)出ASP 油壓報警?？梢酝ㄟ^檢查清洗節(jié)流孔來清除故障。
當(dāng)然AST 電磁閥故障也會發(fā)出ASP 油壓報警。報警后首先要確定是哪一只電磁閥故障, 可以通過更換電磁閥的位置判定。例如ASP 高報警, 說明AST電磁閥1 或3 故障?？梢詫㈦姶砰y1或電磁閥2 互換位置, 如果此時仍為高報警, 則說明電磁閥3 故障, 如果此時變?yōu)榈蛨缶?span>, 說明電磁閥1 故障。找到了故障電磁閥, 就可以通過檢修或更換來處理。
AST控制油節(jié)流孔堵塞也會引起ASP 油壓報警, 疏通節(jié)流孔后報警消除。
2 DEH油故障
2. 1 DEH油溫升高
DEH 系統(tǒng)的正常工作溫度為20～60 ℃, 當(dāng)油溫高于57 ℃時, 自動投入冷卻系統(tǒng)。如果在冷卻系統(tǒng)已經(jīng)投入并正常工作的情況下, 油溫持續(xù)在50℃以上, 則我們認為系統(tǒng)發(fā)熱量過大, 油溫過高。
油溫過高排除環(huán)境因素之外, 主要是由于系統(tǒng)內(nèi)泄造成的。此時, 油泵的電流會增大。造成系統(tǒng)內(nèi)泄過大的原因主要有以下幾種:
(1) 安全閥DB10 泄漏。安全閥DB10 的溢流壓力應(yīng)高于泵出口壓力2. 5～3. 0 MPa , 如果二者的差值過小, 會造成安全閥溢流。此時DB10 閥的回油管會發(fā)熱。
(2) 蓄能器短路。正常工作時高壓蓄能器進油閥打開, 回油閥關(guān)閉。當(dāng)回油閥未關(guān)緊或閥門不
嚴時, 高壓油直接泄漏到回油管, 造成內(nèi)泄。此時, 閥門不嚴的蓄能器的回油管會發(fā)熱。
(3) 伺服閥泄漏。當(dāng)伺服閥的閥口磨損或被腐蝕時, 伺服閥內(nèi)泄增大。此時, 該油動機的回油管溫度會升高。
(4) 卸荷閥卡澀或安全油壓過低。當(dāng)油動機上卸荷閥動作后發(fā)生卡澀會造成泄漏, 當(dāng)泄漏大時
油動機無法開啟, 當(dāng)泄漏小時造成內(nèi)泄。此時,該油動機的回油管溫度會升高。當(dāng)安全系統(tǒng)發(fā)生
故障出現(xiàn)泄漏時, 安全油壓降低, 會使一個或數(shù)個卸荷閥關(guān)不嚴造成油動機內(nèi)泄。
2. 2 抗燃油酸值升高
抗燃油新油酸度指標為0. 03 mg KOH/ g , 制造廠家規(guī)定的運行指標為0. 1 mg KOH/ g , 當(dāng)酸度指標超過0. 1 mg KOH/ g 時, 我們認為抗燃油酸度過高, 高酸度會導(dǎo)致抗燃油產(chǎn)生沉淀、起泡和空氣間隔等問題。
影響抗燃油酸度的因素很多, 對于我們使用的DEH 系統(tǒng)來講, 影響抗燃油酸度的主要因素為局部過熱和油質(zhì)劣化, 其中以局部過熱最為普遍。因為系統(tǒng)工作在汽輪機上, 伴隨著高溫、高壓蒸汽, 難免有部分元件或管道處于高溫環(huán)境中, 溫度增加使抗燃油氧化加快, 氧化會使抗燃油酸度增加, 顏色變深。所以, 我們在設(shè)計和安裝DEH系統(tǒng)時應(yīng)注意:
(1) 系統(tǒng)元件特別是管道應(yīng)遠離高溫區(qū)域。
(2) 增加通風(fēng), 降低環(huán)境溫度。
(3) 增加抗燃油的流動, 盡量避免死油腔。為此, 制造廠家在油缸設(shè)計中允許活塞有少量的泄漏量。
抗燃油的酸值升高后, 必須連續(xù)投入再生裝置。再生裝置中的硅藻土濾芯能有效地降低抗燃油的酸度。當(dāng)抗燃油的酸度接近0. 1 mg KOH/ g(例如大于0. 08 mg KOH/ g) , 就應(yīng)投入再生裝置,這時酸度會很快下降。當(dāng)抗燃油酸度超過0. 3 mgKOH/ g 時, 使用硅藻土很難使酸度降下來。當(dāng)抗燃油酸度超過0. 5 mg KOH/ g 時, 已不能運行, 需要換油。
3 油動機故障
3. 1 油動機擺動
在輸入指令不變的情況下, 油動機反饋信號發(fā)生周期性的連續(xù)變化, 我們稱之為油動機擺動。油動機擺動的幅值有大有小, 頻率有快有慢。
產(chǎn)生油動機擺動的原因主要有以下幾個方面:
(1) 熱工信號問題。當(dāng)二只位移傳感器發(fā)生干擾時、當(dāng)VCC 卡輸出信號含有交流分量時、當(dāng)伺
服閥信號電纜有某點接地時均會發(fā)生油動機擺動現(xiàn)象。
(2) 伺服閥故障。當(dāng)伺服閥接收到指令信號
后, 因其內(nèi)部故障產(chǎn)生振蕩, 使輸出流量發(fā)生變化, 造成油動機擺動。
(3) 閥門突跳引起的輸出指令變化。當(dāng)某一閥門工作在一個特定的工作點時, 由于蒸汽力的作用, 使主閥由門桿的下死點突然跳到門桿的上死點, 造成流量增大, 根據(jù)功率反饋, DEH 發(fā)出指
令關(guān)小該閥門。在閥門關(guān)小的過程中, 同樣在蒸汽力的作用下, 主閥又由門桿的上死點突然跳到
門桿的下死點, 造成流量減少, DEH 又發(fā)出開大該閥門的指令。如此反復(fù), 造成油動機擺動。
DEH 對由于閥門突跳引起的油動機擺動無能為力, 只有通過修改閥門特性曲線使常用工作點遠離該位置。
3. 2 油動機拒動
在運行中伺服閥給信號閥門不動作, 排除閥門門桿卡澀因素, 主要是油動機拒動。引起油動機拒動原因:
(1) 伺服閥卡澀。
(2) AST、OPC 油沒有建立。
(3) 卸荷閥沒有復(fù)位, 閥芯卡住。
(4) OPC 逆止閥卡住。在線更換伺服閥、卸荷閥, 停泵處理OPC 逆止閥、AST和OPC 電磁閥及
其組件。
4 其他部件故障
4. 1 閥門門桿波動
閥門門桿波動是指閥門門桿小范圍頻繁竄動。引起這類現(xiàn)象原因有:
(1) DEH油壓波動引起閥門波動。
(2) 閥門門桿卡澀引發(fā)頻繁突跳。
(3) LVDT 線接地、線破損、振蕩頻率大而引起波動。
具體措施是更換LVDT, 消除閥門門桿卡澀和DEH油壓波動。
4. 2 伺服閥故障
目前使用的伺服閥主要是MOOG 761 - 001 或002 和MOOG72A560 兩大類。前種使用較廣, 后種
主要使用在600 MW高調(diào)和部分抽汽機組低調(diào)油動機中。兩種型號產(chǎn)品均為美國MOOG 公司產(chǎn)品。伺服閥故障主要有3 種情況:
(1) 卡。主要現(xiàn)象是伺服閥噴嘴或閥芯被油中雜質(zhì)堵死, 閥芯被偏在一邊, 可能偏在油動機全
開位置, 也可能偏在全關(guān)位置, 不管信號如何變化, 伺服閥總是拒動, 常用方法更換伺服閥。
(2) 堵。主要是由于油質(zhì)很差, 堵塞伺服閥內(nèi)部濾芯, 當(dāng)堵塞嚴重時, 噴嘴、擋板放大器的放
大系數(shù)下降, 閥芯移動減少直至不動, 伺服閥靈敏度下降, 調(diào)節(jié)功能下降, 油動機動作相對指令
明顯滯后。通常更換伺服閥送制造廠家清洗。
(3) 內(nèi)泄大。伺服閥內(nèi)泄包括噴嘴擋板內(nèi)泄和閥芯閥套之間的內(nèi)泄。噴嘴擋板內(nèi)泄一般不會變化太大, 主要是閥芯閥套之間內(nèi)泄。其主要原因是檢修時帶進油中的氯離子對閥芯進行電腐蝕,破壞閥芯閥套密封面, 致使伺服閥的壓力特性明顯下降, 調(diào)節(jié)功能下降, 嚴重時使閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生
低頻振幅。必須更換伺服閥并及時濾油。
4. 4 油管振動
DEH 油管路特別是靠近油動機部分發(fā)生高頻振蕩, 振幅達0. 5 mm 以上, 我們稱之為油管振動, 其中以HP 管為最多。油管振動往往不會引起電廠員工的重視, 但油管振動會引起接頭或管夾松動, 造成泄漏, 嚴懲時會發(fā)生管路斷裂。引起油管振動的原因主要有以下幾個方面:
(1) 機組振動。油動機與閥門本體相連, 例如300 MW 機組中壓調(diào)門和125 MW 機組的高壓調(diào)門, 油動機在汽缸的最上部, 當(dāng)機組振動較大時, 勢必造成油動機振動大, 與之相連的油管振動也必然大。
(2) 管夾固定不好。管夾必須可靠固定, 如果管夾固定不好, 會使油管發(fā)生振動。
(3) 伺服閥故障, 產(chǎn)生振蕩信號, 引起油管振動。
(4) 控制信號夾帶交流分量, 使HP 油管內(nèi)的壓力交變產(chǎn)生油管振動?？梢酝ㄟ^試驗來判斷是哪一種原因引起的振動。當(dāng)振動發(fā)生時, 通過強制信號將該閥門慢慢置于全關(guān)位置, 關(guān)閉進油門, 拔下伺服閥插頭,測量振動。如果此時振動明顯減少, 說明是伺服閥或控制信號問題; 如果振動依舊, 說明是機組振動。對于前一種情況, 打開進油門, 使用伺服閥測試工具通過外加信號的方法將閥門開啟至原來位置, 如果此時沒有振動, 說明是控制信號問題, 由熱工檢查處理; 如果振動加大, 說明是伺服閥故障, 應(yīng)立即更換伺服閥。
5 油質(zhì)問題
DEH 系統(tǒng)中油質(zhì)很關(guān)鍵, 許多設(shè)備出現(xiàn)故障的原因都在油質(zhì)上。伺服閥卡澀那是油中有雜質(zhì); 伺服閥噴磨損和滑閥凸戶腐蝕而帶來一系列問題的根本原因是油中有氯離子; ASP 油壓報警大都是節(jié)流孔堵塞引起, 節(jié)流孔堵塞那是油中有雜質(zhì)或沉淀產(chǎn)生, 沉淀產(chǎn)生原因是油中有水或油的酸值升高; 油的酸值升高會腐蝕設(shè)備部件, 產(chǎn)生雜質(zhì); 同時高酸度會引發(fā)抗燃油起泡和空氣間隔, 使調(diào)節(jié)遲緩; 油中帶水會使液壓件銹蝕, 銹蝕使油中雜質(zhì)增加; 雜質(zhì)的存在會引起DEH 部件卡澀。油猶如人體血液, 需要維護, 需要定期更換濾芯和投用再生裝置。