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【摘 要】 针对军电200MW 机组汽轮机调门出现的故障进行了诊断分析，并根据故障出现的原因提出了相应的处理方案。对调对同类型调门缺陷的处理起到了一定的参考作用。
【关键词】 火电厂；LVDT；DEH；调门；故障
1.机组简介
天津军粮城发电有限公司200MW机组汽轮机的型号为N200-130-535/535型，为中间再热、三缸三排汽的冷凝式汽轮机。分散控制系统由中国电科院的EDPF-2000和新华xdps-400e控制系统两部分组成。DEH系统液压部分使用的是哈尔滨汽轮机厂的高压抗燃油装置，系统为北京国电智深的EDPF-NT型DEH系统。调门反馈装置LVDT采用的是TD-1型传感器，由无锡市河埒传感器有限公司生产。汽轮机高压缸和中压缸各安装4个调门，每个调门安装2个LVDT，反馈值为高选逻辑。在机组运行状态，汽轮机中压缸调节汽门处于全开状态，机组负荷和转速控制都个是通过改变四个高压缸调节汽门来实现的。
2.调门故障现象
下面以军电#7机组出现的调门故障现象为例，进行说明。
2.1现象一
2013年5月6日18时21分，#7机组带200MW负荷运行，DEH系统阀门的控制方式为顺序阀控制（1243），#1、2号调门处于全开位置。运行人员忽然发现#1高压缸调门发生剧烈摆动，阀门控制方式跳为单阀方式。最初，运行人员以为只是LVDT反馈信号出现了故障。但是去汽轮机高调门处检查发现#1调节汽门在剧烈地振动中，#2、3、4调门处于正常稳定运行状态。通过查看#1高压调门的历史运行趋势发现，#1高调门两个反馈值上下波动，调门指令也处于波动状态，且波动幅值高达90%以上。
2.1现象二
2014年3月12日21时18分，机组带120MW负荷顺序阀控制方式运行，阀序为1234的顺序，机组投协调CCS方式控制。运行人员发现在涨负荷的过程中突然出现了负荷摆动，#3调门也随之摆动的现象，随着负荷的增加现象消失。运行人员反映说已经出现过多次类似现象。
2.3现象三
2013年5月9日13时51分开始，#7机组#2中调门连续出现调门自关现象。在调门自关时，运行人员通过改变调门指令数据来控制调门开关，使调门处于活动状态，试验几次后调门恢复正常运行。检查#2中调门指令曲线、VC卡输出电压，调门就地接线等均没有发现问题。
3.故障处理与诊断分析
故障一：
首先，确保DEH系统保持在单阀状态，操作#1高调门指令让其慢慢递减，最终强制为零。这么做的目的是防止消缺时调门指令误动作或调门指令波动大而造成调门突然开启或关闭，引起蒸汽压力变化，影响机组运行。①线路检查：检查连接LVDT的电缆线、现场接线盒以及DCS端子盒，对所有的接线端紧固检查，没有发现有松动的接线；②对机柜内的VCC卡进行检查，板卡指示灯显示正常；③更换备用LVDT模块后试验，发现振动现象有所改善，但仍有振动存在。将#1高调门的LVDT位移变送器移至汽机十米平台DEH-2保护端子箱左侧，同时敷设新的耐热信号电缆连接LVDT与位移变送器，位移变送器与VC卡间也敷设新的信号电缆，位移变送器电源由DCS电源柜提供。更改后#1高调门运行恢复正常，故障消除。
由于LVDT输出的频率信号极易受到干扰。本变送器安装在#7机计算机室内，从LVDT到变送器之间电缆传输距离过长，且途径各种动力电缆及大型电气设备。因此变送器的安装应该保证运行期间LVDT传感器反馈信号从就地传回变送器的过程中，避免现场各种大功率电机、动力缆的电场干扰。
故障二：
①对#3 调门线路进行了检查，所有的接线都没有松动的情况；②检查机柜VCC卡未发现异常；③检查调门设备情况时发现，7机组#1、#3高调门的反馈杆与反馈套筒不同心，而且固定反馈杆的螺母有所松动。热控工作人员将直径为0.6CM厚度为1CM的LVDT原装芯杆前端螺母拆除，为了达到增大接触面积，保持原有芯杆总长度不变的前提下，制作出直径为2CM厚度为1CM的前端螺母，重新進行安装。对其进行了改造恢复。④由于#1、3调门都有套筒不同对心的情况，但只有#3调门波动，于是对阀门重叠度进行了检查，检查发现重叠度过小，于是对重叠度进行了修改，之后没有出现此类缺陷。
采用喷嘴调节法的汽轮机，有多个依次开启的调节汽阀来控制流量，如果下一个阀门在上一个阀门全开以后再开启，那么阀门的总升程与流量的特性线将是一个曲折较大的线，运行中是不允许的，因此，通常在上一个阀门尚未完全开启时下一个阀门便提前开启，这个提前开启的量，称为调节汽阀的重叠度。阀门重叠度过小则会造成阀位（VPOZ）与总流量曲线不平滑，在后续调节阀门主阀开启的瞬时出现负荷波动现象，从而引起调节阀门的波动。 我们通过改变顺序阀函数，克服上一个阀门尚未完全开启时下一个阀门便提前开启且在阀门的初期启动时快速动作，在#1、#2阀开满后开#3阀时能够快速开始去参与负荷控制，尤其是在拐点时能快速响应负荷指令，不出现调门波动。
故障三：
检查#2中调门指令曲线、VC卡输出电压，调门就地接线等均没有发现问题。随后，与汽机车间调速班配合检查。①对#2调门的电磁阀进行检查，没有发现电磁阀有渗漏的情况；②对电液伺服阀油路系统进行检查，发现伺服阀油路喷嘴堵塞造成的供油不足，把堵塞物清除后系统恢复正常。
在伺服阀正常工作的情况下，其油路和喷嘴通流面积变化会造成汽轮机阀门动作波动，若完全堵塞，则会出现全开全关或阀门开、关不了的现象。出现伺服阀油路阻塞的主要原因是EH油品质劣化、颗粒度增加所造成的。另外，当电液伺服阀的下顶杆由于油质问题而引起调门动作不灵敏或卡涩而工作不稳定时，会导致伺服放大器的输出在0到满负荷（500mA）之间波动，长期的不平衡和变动会引起卡件故障和电液转换器力矩马达线圈烧坏[1]。
4.汽轮机阀门故障总结
频繁的调门缺陷会给系统的安全运行带来严重威胁，根据军电历次出现的调门缺陷及数理方法进行了总结，如下表1所示。
5.结论
汽轮机调门开度直接影响着高中压缸进汽流量，负荷量也随着进汽量的改变而改变，这将直接影响到AGC的品质质量。从军电曾经出现过的调门故障情况来看，接线松动、设备接触不良、电缆高温受损或伺服阀、传感器等故障现象较多。只有对调门系统从根本入手进行综合治理，及早处理调门设备隐患，才能为机组安全稳定运行提供更可靠的保障。
参考文献：
[1胡昌镁，巫光峰. 汽轮机调节汽阀故障分析及其防范措施[J].，热力发电2003（10），61-63
[2] 王丹麟等，基于位移传感器LVDT的信号断线故障检测[J]，电力自动化设备，2011.12
[3]张振法. 调门振动与LVDT故障处理[J].电力安全技术，2012（5），53-54
[4]高强，2×350MW汽轮机DEH系统故障分析及对策[J]，能源研究与管理，2013.4
[5]金亚杰，汽轮机调门波动原因解析[J]，甘肃科技，2014（30）.6
【关键词】 火电厂；LVDT；DEH；调门；故障
1.机组简介
天津军粮城发电有限公司200MW机组汽轮机的型号为N200-130-535/535型，为中间再热、三缸三排汽的冷凝式汽轮机。分散控制系统由中国电科院的EDPF-2000和新华xdps-400e控制系统两部分组成。DEH系统液压部分使用的是哈尔滨汽轮机厂的高压抗燃油装置，系统为北京国电智深的EDPF-NT型DEH系统。调门反馈装置LVDT采用的是TD-1型传感器，由无锡市河埒传感器有限公司生产。汽轮机高压缸和中压缸各安装4个调门，每个调门安装2个LVDT，反馈值为高选逻辑。在机组运行状态，汽轮机中压缸调节汽门处于全开状态，机组负荷和转速控制都个是通过改变四个高压缸调节汽门来实现的。
2.调门故障现象
下面以军电#7机组出现的调门故障现象为例，进行说明。
2.1现象一
2013年5月6日18时21分，#7机组带200MW负荷运行，DEH系统阀门的控制方式为顺序阀控制（1243），#1、2号调门处于全开位置。运行人员忽然发现#1高压缸调门发生剧烈摆动，阀门控制方式跳为单阀方式。最初，运行人员以为只是LVDT反馈信号出现了故障。但是去汽轮机高调门处检查发现#1调节汽门在剧烈地振动中，#2、3、4调门处于正常稳定运行状态。通过查看#1高压调门的历史运行趋势发现，#1高调门两个反馈值上下波动，调门指令也处于波动状态，且波动幅值高达90%以上。
2.1现象二
2014年3月12日21时18分，机组带120MW负荷顺序阀控制方式运行，阀序为1234的顺序，机组投协调CCS方式控制。运行人员发现在涨负荷的过程中突然出现了负荷摆动，#3调门也随之摆动的现象，随着负荷的增加现象消失。运行人员反映说已经出现过多次类似现象。
2.3现象三
2013年5月9日13时51分开始，#7机组#2中调门连续出现调门自关现象。在调门自关时，运行人员通过改变调门指令数据来控制调门开关，使调门处于活动状态，试验几次后调门恢复正常运行。检查#2中调门指令曲线、VC卡输出电压，调门就地接线等均没有发现问题。
3.故障处理与诊断分析
故障一：
首先，确保DEH系统保持在单阀状态，操作#1高调门指令让其慢慢递减，最终强制为零。这么做的目的是防止消缺时调门指令误动作或调门指令波动大而造成调门突然开启或关闭，引起蒸汽压力变化，影响机组运行。①线路检查：检查连接LVDT的电缆线、现场接线盒以及DCS端子盒，对所有的接线端紧固检查，没有发现有松动的接线；②对机柜内的VCC卡进行检查，板卡指示灯显示正常；③更换备用LVDT模块后试验，发现振动现象有所改善，但仍有振动存在。将#1高调门的LVDT位移变送器移至汽机十米平台DEH-2保护端子箱左侧，同时敷设新的耐热信号电缆连接LVDT与位移变送器，位移变送器与VC卡间也敷设新的信号电缆，位移变送器电源由DCS电源柜提供。更改后#1高调门运行恢复正常，故障消除。
由于LVDT输出的频率信号极易受到干扰。本变送器安装在#7机计算机室内，从LVDT到变送器之间电缆传输距离过长，且途径各种动力电缆及大型电气设备。因此变送器的安装应该保证运行期间LVDT传感器反馈信号从就地传回变送器的过程中，避免现场各种大功率电机、动力缆的电场干扰。
故障二：
①对#3 调门线路进行了检查，所有的接线都没有松动的情况；②检查机柜VCC卡未发现异常；③检查调门设备情况时发现，7机组#1、#3高调门的反馈杆与反馈套筒不同心，而且固定反馈杆的螺母有所松动。热控工作人员将直径为0.6CM厚度为1CM的LVDT原装芯杆前端螺母拆除，为了达到增大接触面积，保持原有芯杆总长度不变的前提下，制作出直径为2CM厚度为1CM的前端螺母，重新進行安装。对其进行了改造恢复。④由于#1、3调门都有套筒不同对心的情况，但只有#3调门波动，于是对阀门重叠度进行了检查，检查发现重叠度过小，于是对重叠度进行了修改，之后没有出现此类缺陷。
采用喷嘴调节法的汽轮机，有多个依次开启的调节汽阀来控制流量，如果下一个阀门在上一个阀门全开以后再开启，那么阀门的总升程与流量的特性线将是一个曲折较大的线，运行中是不允许的，因此，通常在上一个阀门尚未完全开启时下一个阀门便提前开启，这个提前开启的量，称为调节汽阀的重叠度。阀门重叠度过小则会造成阀位（VPOZ）与总流量曲线不平滑，在后续调节阀门主阀开启的瞬时出现负荷波动现象，从而引起调节阀门的波动。 我们通过改变顺序阀函数，克服上一个阀门尚未完全开启时下一个阀门便提前开启且在阀门的初期启动时快速动作，在#1、#2阀开满后开#3阀时能够快速开始去参与负荷控制，尤其是在拐点时能快速响应负荷指令，不出现调门波动。
故障三：
检查#2中调门指令曲线、VC卡输出电压，调门就地接线等均没有发现问题。随后，与汽机车间调速班配合检查。①对#2调门的电磁阀进行检查，没有发现电磁阀有渗漏的情况；②对电液伺服阀油路系统进行检查，发现伺服阀油路喷嘴堵塞造成的供油不足，把堵塞物清除后系统恢复正常。
在伺服阀正常工作的情况下，其油路和喷嘴通流面积变化会造成汽轮机阀门动作波动，若完全堵塞，则会出现全开全关或阀门开、关不了的现象。出现伺服阀油路阻塞的主要原因是EH油品质劣化、颗粒度增加所造成的。另外，当电液伺服阀的下顶杆由于油质问题而引起调门动作不灵敏或卡涩而工作不稳定时，会导致伺服放大器的输出在0到满负荷（500mA）之间波动，长期的不平衡和变动会引起卡件故障和电液转换器力矩马达线圈烧坏[1]。
4.汽轮机阀门故障总结
频繁的调门缺陷会给系统的安全运行带来严重威胁，根据军电历次出现的调门缺陷及数理方法进行了总结，如下表1所示。
5.结论
汽轮机调门开度直接影响着高中压缸进汽流量，负荷量也随着进汽量的改变而改变，这将直接影响到AGC的品质质量。从军电曾经出现过的调门故障情况来看，接线松动、设备接触不良、电缆高温受损或伺服阀、传感器等故障现象较多。只有对调门系统从根本入手进行综合治理，及早处理调门设备隐患，才能为机组安全稳定运行提供更可靠的保障。
参考文献：
[1胡昌镁，巫光峰. 汽轮机调节汽阀故障分析及其防范措施[J].，热力发电2003（10），61-63
[2] 王丹麟等，基于位移传感器LVDT的信号断线故障检测[J]，电力自动化设备，2011.12
[3]张振法. 调门振动与LVDT故障处理[J].电力安全技术，2012（5），53-54
[4]高强，2×350MW汽轮机DEH系统故障分析及对策[J]，能源研究与管理，2013.4
[5]金亚杰，汽轮机调门波动原因解析[J]，甘肃科技，2014（30）.6