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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(dāng)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(dāng)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(biāo)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(dāng)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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