汽轮机中调门故障分析与处理

300MW汽轮机中调门故障分析与处理

摘要：描述和分析运行中的汽轮机一侧中调门未开启故障现象与原因，介绍了故障的应急处理方法，为些类故障现象的处理提供借鉴。

关键词：汽轮机中调门故障处理

1 前言

引进型300MW汽轮机，配有两个高压主汽阀门(TV)，六个高压调节阀门(GV)，两个中压主汽阀门(RV)和两个中压调节阀门(IV)。各蒸汽阀的位置是由各自的液压执行机构来控制的，通过控制EH油压使汽阀开启，弹簧力使汽阀关闭。执行机构基本可分为开关型和控制型两种。其中，高压主汽门、高压调节门和再热调节门执行机构则可以将汽阀控制在需要的位置上，合理地调节进汽量以适应运行工况的要求，控制型执行机构配有伺服阀和阀位线性位移传感器(LVDT)。本厂采用上海新公司制造的DEH-Ⅲ型控制系统，每个控制型阀门都配有二只LVDT，LVDT输出一个正比于阀位的1-5V模拟量信号，送入DEH的伺服控制板，经过高选后作为反馈。 汽机中压调节门，在机组冷态启动时处于全开状态，热态启动时参与DEH系统的速度与负荷控制，在机组运行中还接受危急遮断系统遮断电磁阀(20/AST)和超速保护控制阀(20/OPC)的控制。IV与TV 、GV、RV各汽阀协调配合，共同完成汽轮机调节和控制任务。

2 故障现象

本厂＃１机组在检修后连续运行近一个星期，再热器安全门多次动作，锅炉专业人员现场复核安全门动作整定值符合要求，分析、讨论安全门动作原因不明。后在就地巡查时发现汽轮机中调门1(IV1)未开启，而DEH控制系统各阀门控制正常。热控专业人员检查DEH 系统中调门1阀位信号，实测IV1两只LVDT输出信号：LVDT1输出电压为4.85V ，相当于96.3%的开度；LVDT2输出电压为1.05V，相当于1%开度。就地核查发现IV1的LVDT1 拉杆下端螺帽松脱，不与阀杆联动，造成DEH系统误判断。

3 原因分析

汽机中调门1未开启动运行，造成汽轮机中调门单侧进汽，再热蒸汽通流量减小，从而引起再热器堵压超过其安全门整定值而动作。

IV1阀位由两只LVDT信号反映，DEH对两个LVDT信号进行高选。因IV1有一只LVDT 反馈信号为4.85V，致使DEH以为IV1处在开启位。

分析该情况的原因，在机组启动初期，由于IV1的LVDT拉杆螺帽未脱落，开启IV1 时，LVDT仍然可以随着阀门的开启而反映出阀门的变化。当IV1开启达95%开度以上，即IV1 全开后，DEH逐渐减小伺服阀指令直至零，因该伺服阀存在着一定的负偏置，IV1就有了逐渐关闭的趋势，由于LVDT的拉杆下螺帽脱落，致使LVDT1停留在全开位，未能正确反映出IV1的变化情况，DEH也就无法根据阀位和指令的偏差增大伺服阀指令，以致于造成IV1的最终全部关闭。

4 处理思路

由于机组处于运行中，在将IV 1打开的同时，保证机组安全、稳定运行成为处理问题的关键。考虑到运行中打开IV1，会对主汽压力、再热汽压力、燃烧工况、给水控制等方面造成较大的扰动，要求控制IV1以缓慢速度平稳开启，尽力减小对汽水及燃烧系统的扰动量。

分析DEH汽机阀门的控制原理(见图1)，VCC阀位控制卡根据系统给出的阀位控制信号与阀位反馈信号的偏差(Δe)，按预定的开度去调节阀门位置。理论上讲，解除反馈指示错误的那只LVDT1信号(4.85V)，DEH系统会依据另一只VLDT2的反馈信号(1.05V)自动将中调门1开足。但由于阀位控制信号(要求开足)与阀位反馈信号(1.05V) 偏差较大，实际IV1阀门将以很快的速度打开。

5 实际操作

为保证IV1的平稳开启，采取了以下操作步骤：

(1)挑开LVDT2的现场信号线(1.05V)；

(2)在LVDT2输出端子(40，41)上加上4.85V直流电压信号；

(3)再挑开LVDT1 的输入信号(4.85V)线(DEH就自动高选LVDT2信号作为反馈)；

(4)缓慢降低LVDT2通道上的外加电压信号。

这样，DEH系统会根据阀位指令与LVDT2通道的外加电压信号偏差自动控制IV1逐渐开启。LVDT2通道上的外加电压与指令的负偏差越小，DEH送至伺服阀的指令也就越小，IV1开启的速度就越慢，而这样再热蒸汽流量变化速度也就越小，从而减小了对锅炉汽水和燃烧系统的扰动量。当IV1开足后，立即将LVDT1拉杆的下螺帽上好，解除外加信号电源，DEH恢复对LVDT1的采样，再恢复LVDT2的接线。至此，DEH系统重新恢复到正常控制状态。

6 结束语

汽机阀门LVDT拉杆固定螺帽松脱故障以前在本厂也出现过，由于阀位反馈信号的不正确，VCC卡无法将阀门控制信号与实际阀位反馈进行比较，可能造成阀门控制信号的失效，直接影响汽轮机安全运行。为避免该故障的发生，一方面要求提高设备检修维护质量，加强设备巡回检查，同时也有必要对阀位反馈及系统监测进行技改，实现DEH系统软件透明开放等。