汽轮机油动机摆动的原因分析及处理

张南工业知识 2024-10-15 14:48:56
汽机专业——油动机摆动的原因分析及处理

原创 津门集控运行

机组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称为油动机摆动,油动机摆动的原因有大有小,频率有快有慢。

一、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,当两支位移传感器发生干扰时;当伺服板信号输出跳变时;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。以下分别阐述:

1.1 伺服反馈导致负荷波动。伺服反馈主要由伺服阀LVDT及其控制板卡组成,调门正常工作时,LVDT1和LVDT2信号高选后,经伺服阀变换后的阀位指令由油动机带动调门动作,当调门反馈值和DEH指令值相等时阀门停止运动,形成闭环控制回路。当伺服阀、LVDT及其板卡调整不当或发生故障时,会造成油动机摆动影响机组负荷波动。

1.2 LVDT构成汽机DEH系统的反馈元件。在运行中LVDT的反馈值与伺服阀的指令值构成了一个控制闭环回路,LVDT安装于调速汽门滑架,由于下方就是调门小座,门杆漏气会对LVDT造成烘烤,工作环境比较恶劣, LVDT内部有线圈等比较脆弱的电气元件,对工作条件要求比较苛刻。因此,无论在调试或运行中,LVDT发生故障时有发生。DEH系统在运行中对LVDT的位移反馈信号进行高选送至控制回路,如果LVDT发生故障,不随调门实际位置动态改变,调门的动作就会发生异常,使调门在调节过程中产生明显的位移波动,则伺服系统进行调整时引起调门的往复波动。因此,LVDT安装工艺要求很高,偏斜松动会造成不利的影响,在日常的巡检中对LVDT工作情况加强监视尤为重要。其次,两支LVDT运行中的互相干扰或故障LVDT对正常LVDT造成干扰,也会导致油动机摆动造成机组负荷波动等异常。

1.3 DEH系统对控制线路的安装铺设要求较高,同时线路对工作环境要求也非常苛刻,对传输长度,线路接线方式都有很高的要求,但在生产现场,工作环境比较复杂,附近都是高温设备,线路受机械和高温损坏现象并不鲜见。当伺服阀或LVDT的线路发生接线端子松动,线路受到损坏,都会造成DEH系统的异常,油动机摆动,从而导致负荷波动。

2、阀门突变引起的输出指令变化。当某一时刻阀门工作在一个特定的工作点时,由于蒸汽力的作用,使调门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发生指令关小该阀门。在阀门关小的过程中,同样在蒸汽力的作用下,调门又由门杆的上死点突跳到门杆的下死点,造成流量的减小。DEH发生开大阀门指令。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异常工作点远离该位置。

3、伺服阀卡涩、油压波动。造成伺服阀卡涩故障的主要原因有油质不好,有渣滓等沉淀物存在造成油压不合格,使伺服阀堵塞;其次油管路振动虽然发生不多,但安装不好也会出现油管路振荡,油压波动,造成伺服阀油压不稳,产生位移,引起油动机摆动,负荷波动。

4、还有一种应该和阀门特性曲线有关。在正常情况下,机组在初负荷或高负荷时,曲线较陡,油压的微小变化将引起油动机开度的大幅摆动,造成负荷波动。

二、对于DEH系统,防止机组运行中油动机摆动引发负荷波动应从以下几个方面入手:

1、对调速汽门伺服阀、LVDT进行检测,在机组检修中返厂检测,保证各参数值符合运行要求,同时保证伺服板处于良好工作状态。LVDT支架存在的晃动,存在的间隙都会直接造成油动机摆动导致机组负荷的波动。因此在检修中对LVDT套筒线圈和芯杆进行检查,LVDT芯杆运行中偏斜就会造成芯杆磨损,对于两段式芯杆要进行检查,保证中间螺纹连接可靠。在检修中用仪表进行测量才能发现LVDT线圈阻值偏小或异常现象,此时应分析是否有磨损导致线圈短路或断路,还是工作环境温度高造成的,应根据实际情况采取措施对LVDT换新,如果伺服阀、LVDT未发现异常就需对线路进行检查。

2、对调速汽门机械部分检查。如果油动机摆动负荷波动时,对于可以看到的部分,连接门杆存在间隙就可以观察到。有时即使存在间隙,由于无法进行观测,无法进行直接判断,而且一般也不能在线处理,只能在检修中对调门进行解体检查才能解决。调门机械部分故障相对隐蔽,所以容易被人忽视。

3、对于油质问题引起调门摆动导致负荷波动解决方法是:加强滤油,保证油质,特别注意油系统检修后的油循环,在油质合格前不让油流过伺服阀。

三、故障排除

机组运行中可以采用一个简单的方法排除引起油动机摆动的原因:在60MW机组DEH系统由DDV阀2路LVDT信号传感器,FM146A和FM1460构成完整的DEH系统,实现对调门的控制。伺服单元还具有手动控制功能,在手动状态下,伺服单元可接受手动增/减信号改变给定电压来控制油动机。这样在机组运行中油动机摆动时,若无法准确判断什么原因导致油动机摆动,可先检查伺服板(FM146A、FM1460及LVDT)信号无异常时,再由运行人员将DEH手操盘上的“紧急手动”按钮按下,这样就隔离了伺服单元模块FM1460和FM146A参与处理环节,直接在手动方式下运行。若手动方式下油动机摆动消失,说明是伺服单元(FM146A、FM1460及LVDT)引起的原因,若摆动未消除,进一步查找伺服阀、油质问题和调门本身的机械问题,再逐一进行排查

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