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数字电液控制系统伺服阀异常动作研究

导读: 河南省某电厂1台300MW机组2008年1月3日至3月13日汽轮机数字电液控制系统伺服阀异常动作引起高、中压调节阀运行中频繁出现无指令突然自行关闭和自行开启现象,至2008年7月异常动作多达48次,严重影响机组的安全运行。

  一、伺服阀异常动作的影响因素

  该机组伺服阀异常动作的主要特点:每次异常动作时均未有控制系统指令,异常动作均为突然快速关闭或者缓慢关闭,异常动作后自行恢复正常,并且恢复开启阀门时动作均较快;EH油压稳定或波动时均出现过异常动作,阀门关闭和开启曲线连续、平滑,无局部迟缓增大、停顿现象。将部分更换下的伺服阀返厂检查维修,无发生腐蚀、损坏。将该机组更换下的伺服阀安装在其它机组DEH中使用,无异常。

  为了查找原因,寻求对策,对可能影响伺服阀异常动作的因素进行了全面分析。

  1.1 电磁干扰

  如果是电磁干扰的问题,其症状应该是多个伺服阀一起动作,且动作频率很快,方向不确定。同时,电厂对接地状况进行检查后确认正常。因此,可以排除电磁干扰因素。

  1.2 电磁阀直流电源供电

  该机组调节阀电磁阀正常运行为带电状态,由电气供给110V直流电源,母线上有总开关(保险),每个电磁阀上有分开关(保险),当电磁阀失电时,调节阀关闭。

  该机组异常动作时每次只1个阀门动作,因此可以排除总电源、总开关出现问题的可能;由于机组异常动作时有时较快(2~3s)、有时较慢(40s~7min),而电磁阀瞬间失电时相当于保护动作,阀门关闭速度应该很快(《0.45),所以电磁阀瞬间失电的可能性也很小。同时,电厂对总开关(保险)、分开关(保险)进行检查后确认正常。因此,故障非直流供电所引起。

  1.3 EH油压波动

  从机组DCS记录的数据可看出,在机组正常运行负荷稳定不变、各阀门无动作、EH油系统没有瞬间大量供油时,EH油压有时稳定,有时波动频繁,最大波动范围是10.6~13.2MPa,EH油压稳定和波动时均出现过伺服阀异常动作,故油压波动与异常动作无直接相关性。

  1.4 抗燃油油质

  (1)泡沫特性当抗燃油泡沫特性超标时,油中可出现较多泡沫,影响油压的稳定,引起油压波动而导致调节系统摆动,摆动的特点是持续不间断。该机组阀门异常动作时均为单个阀门异常关闭和开启,未出现摆动现象,故可排除因抗燃油泡沫特性超标引起阀门异常动作。经查证,该机组的抗燃油泡沫特性未超标。

  (2)电阻率和酸值该机组抗燃油酸值和电阻率超标,水分含量较高,说明油品受到污染,油质劣化(表1)。油质劣化会导致油泥增多,引起颗粒物超标。

  (3)颗粒度颗粒物是液压系统中危害最大的污染物,它不仅加速液压元件的磨损,而且会堵塞元件的间隙和孔口,使控制元件动作失灵从而引起系统故障,甚至被迫停机。据统计,由固体污染物引起的液压系统故障占总污染故障的60%~70%。抗燃油中的颗粒尤其是大颗粒会引起伺服阀供油管路堵塞,导致油压不稳,引起伺服阀异常动作,其特点是无规律,不连续。油中的颗粒物可来自外界灰尘的污染,也可来自系统的腐蚀产物或油质劣化形成的油泥。伺服阀异常动作和抗燃油颗粒度相关关系见表2。

  由表2可见,2008年1~6月抗燃油颗粒度检测结果均不合格,最高级别达到Ⅱ级(NAS1638,下同),相应伺服阀在此期间的异动频率也较高。因该厂机组较多,外接滤油机数量有限,日常滤油方式为抗燃油系统旁路再生装置投入运行,外接滤油机不定期接入系统进行滤油,7月该电厂采取加强外接滤油机滤油,颗粒度检测结果好转,7月2日、8日和21日检测结果为8级、6级和5级,而伺服阀在此期间的异动频次也大大下降。7月底,通过对油系统的清理以及进行滤油和再生处理,8月6日和14日分别检测颗粒度均为2级,而伺服阀在此期间无异动发生。跟踪9~11月伺服阀异动情况,月均为1次。因此,伺服阀的异动频次与抗燃油颗粒度级别存在显著相关性。

 

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