DEH系統(tǒng)的典型故障及處理
蓄能器使系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)；
蓄能器使系統(tǒng)運(yùn)行更加安全；
蓄能器使系統(tǒng)運(yùn)行效率提高；
蓄能器使系統(tǒng)運(yùn)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(jī)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(lái)
越關(guān)心的課題。本文將對(duì)DEH 系統(tǒng)的一些典型故障進(jìn)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(dòng)
DEH 油壓波動(dòng)是指在機(jī)組正常工作的情況下(非閥門(mén)大幅度調(diào)整)
, DEH 油壓上下波動(dòng)范圍大
于1. 0 MPa 的現(xiàn)象。但若此時(shí)泵的最低輸出壓力大于11. 2 MPa , 并不影響機(jī)組運(yùn)行。出現(xiàn)DEH 油壓波動(dòng)現(xiàn)象, 主要是由于泵的調(diào)節(jié)裝置動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(shí), 不能及時(shí)將泵出口壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成推動(dòng)機(jī)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(dòng)。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(dòng)機(jī)構(gòu)在泵體內(nèi)部, 活塞產(chǎn)生的推動(dòng)力克服彈簧力來(lái)決定泵斜盤(pán)傾角。當(dāng)推動(dòng)活塞發(fā)生卡澀或摩擦力增大時(shí), 調(diào)節(jié)閥輸出的壓力信號(hào)變化不能及時(shí)轉(zhuǎn)化成斜盤(pán)傾角(即泵輸出流量) 變化,使泵的輸出壓力發(fā)生波動(dòng)。出現(xiàn)這種情況時(shí), 需清洗推動(dòng)機(jī)構(gòu)的相關(guān)零件, 并檢查推動(dòng)活動(dòng)塞的表面質(zhì)量(該工作最好由制造廠家來(lái)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(wú)泄漏, 然后對(duì)照記錄查油箱油位有無(wú)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(wú)破裂、充氣嘴有無(wú)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(wú)問(wèn)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(dá)80 L/ min , 而一臺(tái)EH油泵最大流量85 L/ min) 。對(duì)照各種因素逐項(xiàng)檢查修理, 必要時(shí)更換皮囊、伺服閥等部件。
1. 3 OPC、AST 油壓建立不起來(lái)
其原因有:
(1) OPC、AST兩級(jí)電磁閥卡住。
(2) OPC、AST一級(jí)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(jìn)入OPC 油節(jié)流孔堵塞, AST油則是主汽門(mén)進(jìn)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(méi)有建立。
(8) 油管接頭、堵頭泄漏。處理時(shí)對(duì)照原因逐項(xiàng)排除。
1. 4 ASP 油壓報(bào)警
ASP 油壓用于在線試驗(yàn)AST電磁閥(見(jiàn)圖1) 。ASP 油壓由AST油壓通過(guò)節(jié)流孔產(chǎn)生, 再通過(guò)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(dòng)作時(shí), ASP 油壓升高, ASP1 壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作; 當(dāng)AST電磁閥2 或4 動(dòng)作時(shí), ASP 油壓降低, ASP2 壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作。如果AST電磁閥沒(méi)有動(dòng)作時(shí), ASP1 或2 壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作, 或AST電磁閥復(fù)位后壓力開(kāi)關(guān)不復(fù)位, 就存在ASP 油壓報(bào)警。
ASP 油壓報(bào)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(shí),ASP 油壓降低, ASP2 壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作, 發(fā)出ASP 油壓報(bào)警; 當(dāng)后置節(jié)流孔(ASP 到回油的節(jié)流孔) 堵塞時(shí), ASP 油壓升高,
ASP1 壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作,發(fā)出ASP 油壓報(bào)警?？梢酝ㄟ^(guò)檢查清洗節(jié)流孔來(lái)清除故障。
當(dāng)然AST 電磁閥故障也會(huì)發(fā)出ASP 油壓報(bào)警。報(bào)警后首先要確定是哪一只電磁閥故障, 可以通過(guò)更換電磁閥的位置判定。例如ASP 高報(bào)警, 說(shuō)明AST電磁閥1 或3 故障。可以將電磁閥1或電磁閥2 互換位置, 如果此時(shí)仍為高報(bào)警, 則說(shuō)明電磁閥3 故障, 如果此時(shí)變?yōu)榈蛨?bào)警, 說(shuō)明電磁閥1 故障。找到了故障電磁閥, 就可以通過(guò)檢修或更換來(lái)處理。
AST控制油節(jié)流孔堵塞也會(huì)引起ASP 油壓報(bào)警, 疏通節(jié)流孔后報(bào)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(shí), 自動(dòng)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(rèn)為系統(tǒng)發(fā)熱量過(guò)大, 油溫過(guò)高。
油溫過(guò)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(shí), 油泵的電流會(huì)增大。造成系統(tǒng)內(nèi)泄過(guò)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(guò)小, 會(huì)造成安全閥溢流。此時(shí)DB10 閥的回油管會(huì)發(fā)熱。
(2) 蓄能器短路。正常工作時(shí)高壓蓄能器進(jìn)油閥打開(kāi), 回油閥關(guān)閉。當(dāng)回油閥未關(guān)緊或閥門(mén)不
嚴(yán)時(shí), 高壓油直接泄漏到回油管, 造成內(nèi)泄。此時(shí), 閥門(mén)不嚴(yán)的蓄能器的回油管會(huì)發(fā)熱。
(3) 伺服閥泄漏。當(dāng)伺服閥的閥口磨損或被腐蝕時(shí), 伺服閥內(nèi)泄增大。此時(shí), 該油動(dòng)機(jī)的回油管溫度會(huì)升高。
(4) 卸荷閥卡澀或安全油壓過(guò)低。當(dāng)油動(dòng)機(jī)上卸荷閥動(dòng)作后發(fā)生卡澀會(huì)造成泄漏, 當(dāng)泄漏大時(shí)
油動(dòng)機(jī)無(wú)法開(kāi)啟, 當(dāng)泄漏小時(shí)造成內(nèi)泄。此時(shí),該油動(dòng)機(jī)的回油管溫度會(huì)升高。當(dāng)安全系統(tǒng)發(fā)生
故障出現(xiàn)泄漏時(shí), 安全油壓降低, 會(huì)使一個(gè)或數(shù)個(gè)卸荷閥關(guān)不嚴(yán)造成油動(dòng)機(jī)內(nèi)泄。
2. 2 抗燃油酸值升高
抗燃油新油酸度指標(biāo)為0. 03 mg KOH/ g , 制造廠家規(guī)定的運(yùn)行指標(biāo)為0. 1 mg KOH/ g , 當(dāng)酸度指標(biāo)超過(guò)0. 1 mg KOH/ g 時(shí), 我們認(rèn)為抗燃油酸度過(guò)高, 高酸度會(huì)導(dǎo)致抗燃油產(chǎn)生沉淀、起泡和空氣間隔等問(wèn)題。
影響抗燃油酸度的因素很多, 對(duì)于我們使用的DEH 系統(tǒng)來(lái)講, 影響抗燃油酸度的主要因素為局部過(guò)熱和油質(zhì)劣化, 其中以局部過(guò)熱最為普遍。因?yàn)橄到y(tǒng)工作在汽輪機(jī)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(huì)使抗燃油酸度增加, 顏色變深。所以, 我們?cè)谠O(shè)計(jì)和安裝DEH系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意:
(1) 系統(tǒng)元件特別是管道應(yīng)遠(yuǎn)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(dòng), 盡量避免死油腔。為此, 制造廠家在油缸設(shè)計(jì)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(shí)酸度會(huì)很快下降。當(dāng)抗燃油酸度超過(guò)0. 3 mgKOH/ g 時(shí), 使用硅藻土很難使酸度降下來(lái)。當(dāng)抗燃油酸度超過(guò)0. 5 mg KOH/ g 時(shí), 已不能運(yùn)行, 需要換油。
3 油動(dòng)機(jī)故障
3. 1 油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)
在輸入指令不變的情況下, 油動(dòng)機(jī)反饋信號(hào)發(fā)生周期性的連續(xù)變化, 我們稱(chēng)之為油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)。油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)的幅值有大有小, 頻率有快有慢。
產(chǎn)生油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)的原因主要有以下幾個(gè)方面:
(1) 熱工信號(hào)問(wèn)題。當(dāng)二只位移傳感器發(fā)生干擾時(shí)、當(dāng)VCC 卡輸出信號(hào)含有交流分量時(shí)、當(dāng)伺
服閥信號(hào)電纜有某點(diǎn)接地時(shí)均會(huì)發(fā)生油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)現(xiàn)象。
(2) 伺服閥故障。當(dāng)伺服閥接收到指令信號(hào)
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(dòng)機(jī)擺動(dòng)。
(3) 閥門(mén)突跳引起的輸出指令變化。當(dāng)某一閥門(mén)工作在一個(gè)特定的工作點(diǎn)時(shí), 由于蒸汽力的作用, 使主閥由門(mén)桿的下死點(diǎn)突然跳到門(mén)桿的上死點(diǎn), 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(mén)。在閥門(mén)關(guān)小的過(guò)程中, 同樣在蒸汽力的作用下, 主閥又由門(mén)桿的上死點(diǎn)突然跳到
門(mén)桿的下死點(diǎn), 造成流量減少, DEH 又發(fā)出開(kāi)大該閥門(mén)的指令。如此反復(fù), 造成油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)。
DEH 對(duì)由于閥門(mén)突跳引起的油動(dòng)機(jī)擺動(dòng)無(wú)能為力, 只有通過(guò)修改閥門(mén)特性曲線使常用工作點(diǎn)遠(yuǎn)離該位置。
3. 2 油動(dòng)機(jī)拒動(dòng)
在運(yùn)行中伺服閥給信號(hào)閥門(mén)不動(dòng)作, 排除閥門(mén)門(mén)桿卡澀因素, 主要是油動(dòng)機(jī)拒動(dòng)。引起油動(dòng)機(jī)拒動(dòng)原因:
(1) 伺服閥卡澀。
(2) AST、OPC 油沒(méi)有建立。
(3) 卸荷閥沒(méi)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(mén)門(mén)桿波動(dòng)
閥門(mén)門(mén)桿波動(dòng)是指閥門(mén)門(mén)桿小范圍頻繁竄動(dòng)。引起這類(lèi)現(xiàn)象原因有:
(1) DEH油壓波動(dòng)引起閥門(mén)波動(dòng)。
(2) 閥門(mén)門(mén)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(dòng)。
具體措施是更換LVDT, 消除閥門(mén)門(mén)桿卡澀和DEH油壓波動(dòng)。
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(lèi)。前種使用較廣, 后種
主要使用在600 MW高調(diào)和部分抽汽機(jī)組低調(diào)油動(dòng)機(jī)中。兩種型號(hào)產(chǎn)品均為美國(guó)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(dòng)機(jī)全
開(kāi)位置, 也可能偏在全關(guān)位置, 不管信號(hào)如何變化, 伺服閥總是拒動(dòng), 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(yán)重時(shí), 噴嘴、擋板放大器的放
大系數(shù)下降, 閥芯移動(dòng)減少直至不動(dòng), 伺服閥靈敏度下降, 調(diào)節(jié)功能下降, 油動(dòng)機(jī)動(dòng)作相對(duì)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(huì)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(shí)帶進(jìn)油中的氯離子對(duì)閥芯進(jìn)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(yán)重時(shí)使閉環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生
低頻振幅。必須更換伺服閥并及時(shí)濾油。
4. 4 油管振動(dòng)
DEH 油管路特別是靠近油動(dòng)機(jī)部分發(fā)生高頻振蕩, 振幅達(dá)0. 5 mm 以上, 我們稱(chēng)之為油管振動(dòng), 其中以HP 管為最多。油管振動(dòng)往往不會(huì)引起電廠員工的重視, 但油管振動(dòng)會(huì)引起接頭或管夾松動(dòng), 造成泄漏, 嚴(yán)懲時(shí)會(huì)發(fā)生管路斷裂。引起油管振動(dòng)的原因主要有以下幾個(gè)方面:
(1) 機(jī)組振動(dòng)。油動(dòng)機(jī)與閥門(mén)本體相連, 例如300 MW 機(jī)組中壓調(diào)門(mén)和125 MW 機(jī)組的高壓調(diào)門(mén), 油動(dòng)機(jī)在汽缸的最上部, 當(dāng)機(jī)組振動(dòng)較大時(shí), 勢(shì)必造成油動(dòng)機(jī)振動(dòng)大, 與之相連的油管振動(dòng)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(huì)使油管發(fā)生振動(dòng)。
(3) 伺服閥故障, 產(chǎn)生振蕩信號(hào), 引起油管振動(dòng)。
(4) 控制信號(hào)夾帶交流分量, 使HP 油管內(nèi)的壓力交變產(chǎn)生油管振動(dòng)。可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)判斷是哪一種原因引起的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生時(shí), 通過(guò)強(qiáng)制信號(hào)將該閥門(mén)慢慢置于全關(guān)位置, 關(guān)閉進(jìn)油門(mén), 拔下伺服閥插頭,測(cè)量振動(dòng)。如果此時(shí)振動(dòng)明顯減少, 說(shuō)明是伺服閥或控制信號(hào)問(wèn)題; 如果振動(dòng)依舊, 說(shuō)明是機(jī)組振動(dòng)。對(duì)于前一種情況, 打開(kāi)進(jìn)油門(mén), 使用伺服閥測(cè)試工具通過(guò)外加信號(hào)的方法將閥門(mén)開(kāi)啟至原來(lái)位置, 如果此時(shí)沒(méi)有振動(dòng), 說(shuō)明是控制信號(hào)問(wèn)題, 由熱工檢查處理; 如果振動(dòng)加大, 說(shuō)明是伺服閥故障, 應(yīng)立即更換伺服閥。
5 油質(zhì)問(wèn)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(lái)一系列問(wèn)題的根本原因是油中有氯離子; ASP 油壓報(bào)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(huì)腐蝕設(shè)備部件, 產(chǎn)生雜質(zhì); 同時(shí)高酸度會(huì)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(huì)使液壓件銹蝕, 銹蝕使油中雜質(zhì)增加; 雜質(zhì)的存在會(huì)引起DEH 部件卡澀。油猶如人體血液, 需要維護(hù), 需要定期更換濾芯和投用再生裝置。