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位移傳感器故障原因探析與解決論文
一、前言
焦作電廠原裝機容量為6×2OOMW,經(jīng)過幾年來的增容改造,現(xiàn)總裝機容量已達到了132OMW。從1999年10月開始,焦作電廠利用大修,先后對6臺汽輪機的低壓透平油調(diào)速系統(tǒng)進行了徹底的DEH系統(tǒng)改造。這6臺機的DEH系統(tǒng)全部采用新華控制工程有限公司生產(chǎn)的DEH-ⅢA型系統(tǒng),2個高壓主汽門、2個中壓主汽門和8個調(diào)速汽門都分別由單獨的高壓抗燃油油動機控制。
汽輪機調(diào)速系統(tǒng)改造后,轉(zhuǎn)速控制和負荷控制的精度都大大提高,充分體現(xiàn)出了機組啟動平穩(wěn)、控制精度高的優(yōu)點。同時,在運行中也暴露出一些異常問題,其中調(diào)速汽門的位移傳感器故障較為典型。汽輪機每個主汽門配一只位移傳感器,每個調(diào)速汽門配二只位移傳感器,系統(tǒng)以反饋值高的傳感器為控制對象進行調(diào)節(jié)。主汽門在掛閘后保持全開,無調(diào)節(jié)作用,其位移傳感器只在做閥門活動試驗時才動作;調(diào)速汽門根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和負荷控制的要求而經(jīng)常開關(guān),其位移傳感器亦隨調(diào)門的開關(guān)而不停動作,故容易損壞。當一只傳感器損壞將其拆除后,另一只可以正常工作,不影響機組的負荷調(diào)節(jié);若兩只都損壞,則必須在線更換,以保證對調(diào)門的控制。下面針對一些由于位移傳感器故障產(chǎn)生的典型現(xiàn)象進行剖析,進而找出相應(yīng)的解決辦法。
二、故障現(xiàn)象與分析
1.現(xiàn)象一
自2000年3月27日開始,#3機#2中壓調(diào)門反復(fù)出現(xiàn)間歇性小幅劇烈晃動,調(diào)門指令為110且不變化,反饋值在86~95mm之間變化,就地調(diào)門和EH油管路晃動劇烈。嚴重時,曾出現(xiàn)過位移傳感器信號線連接插頭因振動過大而脫落的現(xiàn)象。
原因分忻:調(diào)門的位移傳感器故障,引起反饋信號失真;伺服閥指令控制線松動,造成伺服閥所接受的DEH控制指令信號變異。
檢查和處理:檢查伺服閥指令控制線時,發(fā)現(xiàn)接線有松動現(xiàn)象,緊固后晃動現(xiàn)象消失;檢查位移傳感器時,發(fā)現(xiàn)反饋線插頭脫落,重新安裝緊固后晃動現(xiàn)象消失,后來更換為無插頭的一體化傳感器,避免了此類故障的發(fā)生。
2.現(xiàn)象二
在2000年11月~2001年2月期間,#6機#2高壓調(diào)門反復(fù)出現(xiàn)間歇劇烈晃動的現(xiàn)象。起初,通過采取單、多閥切換和小量調(diào)整負荷的方法可避免調(diào)門晃動,但此方法無規(guī)律可言,仍不能徹底消除該現(xiàn)象。2001年2月2日出現(xiàn)的一次晃動最為嚴重(當時機組帶18OMW運行),并且導(dǎo)致了負荷在160~2OOMW之間大幅波動,#2高壓調(diào)門跳動幅度達20;穩(wěn)定15分鐘后又出現(xiàn)劇列晃動,負荷在130~19OMW之間大幅波動,#2高壓調(diào)門在50~100之間跳動。其間,#2軸振由116μm突變到16Oμm,軸向位移在-0.lmm~-0.3mm之間擺動。整個過程中,#2高壓調(diào)門指令一直為100。
原因分析:#2高壓調(diào)門晃動時,其#1位移傳感器反饋信號有突增現(xiàn)象,引起VCC卡的DEH指令值(A值)遠低于高選后的調(diào)門反饋值(P值),從而導(dǎo)致調(diào)門突關(guān)引起負荷降低。負荷突降后,在功率回路的作用下又開大其它高壓調(diào)門來維持目標負荷,因此又出現(xiàn)了負荷突增的現(xiàn)象。另外,高壓調(diào)門重疊度的設(shè)置較大,#1、#2高壓調(diào)門在18OMW時仍未全開,造成調(diào)門的調(diào)整穩(wěn)定性差,從而也加劇了閥門的晃動幅度。
處理:增加兩只位移傳感器的頻率差(由5OHz增至100Hz),減小兩只傳感器共振的可能性;拆除#1位移傳感器,晃動現(xiàn)象消失;改變高壓調(diào)門的重疊度,#1、#2調(diào)門開至75時#3調(diào)門開始開,#3調(diào)門開至50時#4調(diào)門開始開。
3.現(xiàn)象三
2003年3月18日#2機組負荷突變,DEH畫面顯示#2高壓調(diào)門全開,調(diào)門后壓力由12.3NPa降至9.2MPa。
原因分析:經(jīng)過分析歷史數(shù)據(jù),看出當時LVDTl反饋值突然增大,使系統(tǒng)認為#2高壓調(diào)門開度過大,從而發(fā)出關(guān)閉指令。由于LVDTl己經(jīng)損壞,調(diào)門雖然已關(guān)閉,該反饋值仍為最大,顯示為全開?梢,負荷突降是由于LVDTl損壞造成的。
處理:由于LVDT2在此之前已經(jīng)損壞,兩路傳感器都失靈后,必須進行在線更換,以保證正常的負荷控制。
三、位移傳感器的在線更換
按照供貨廠商提供的更換方法,必須多次全開全關(guān)調(diào)門,以調(diào)整閥門控制卡(VCC卡)的零位和滿度。采用此方法,勢必給機組的負荷帶來大幅度的突變,嚴重威脅機組的安全運行。在實踐中,通過多次試驗,我們總結(jié)出了一套行之有效的萬法,采用該方法不會對機組的負荷產(chǎn)生擾動。在線更換位移傳感器的方法簡述如下:
(1)機組退出協(xié)調(diào)運行方式。因為在協(xié)調(diào)方式下,CCS將DEH的4個高壓調(diào)門作為一個執(zhí)行機構(gòu)對待,人為改變某一個高壓調(diào)門的開度會使系統(tǒng)誤認為調(diào)門動作,進而使其它調(diào)門跟著動作。造成負荷波動。
(2)DEH投入功率回路,手動打開該調(diào)門的泄荷閥(該調(diào)門的位移傳感器故障),該調(diào)門的油動機失去油壓而自動關(guān)閉,調(diào)門不會隨伺服閥指令的變化而動作。
(3)將新傳感器接在VCC卡的端子板上,應(yīng)該注意的是,在接線時按照3-2-1的順序接,拆線時按照1-2-3的順序拆,否則會產(chǎn)生虛假閥位(開度顯示為最大),若未退出協(xié)調(diào)方式,會對調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的擾動。
(4)人為移動傳感器的鐵芯,模擬調(diào)門的全行程開關(guān)(如高壓調(diào)門行程為4Omm),參照伺服系統(tǒng)調(diào)試圖調(diào)整VCC卡的零位和滿度為0~4V。
(5)調(diào)整完畢后,將傳感器安裝在調(diào)門上,人為給調(diào)門發(fā)關(guān)閉指令0,再手動關(guān)閉調(diào)門的泄荷閥,保證調(diào)門不會突開;人為給調(diào)門發(fā)開度指令,每次增加3,使調(diào)門逐漸開啟,指令加到50時,調(diào)整VCC卡的偏置,使A-P的差值符合要求即可。
該方法在我廠的六臺機組上都已多次成功應(yīng)用,及時消除了缺陷,滿足了機組負荷調(diào)整的要求,保證了機組的出力。
四、結(jié)束語
以上所述的關(guān)于DEH系統(tǒng)位移傳感器的典型故障,是幾年來焦作電廠六臺機組多次出現(xiàn)的異常情況。經(jīng)過各級技術(shù)人員的努力,故障都已排除。希望以上排除故障的方法能給大家?guī)硪恍⿴椭?/p>
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