火电厂汽轮机DEH系统主要组成及常见故障处理

2021/6/8 15:15:05 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:/tech/3818.html

火电厂汽轮机DEH系统是目前所有工业控制系统中最复杂、最精密的系统。除此之外,笔者认为机炉协调控制系统也相对比较复杂。本文结合笔者多年的工作经验,对DEH系统主要组成部分进行分解,今后的文章中会对各个功能块进行细化,希望对大家能有所帮助。

DEH系统主要组成部分
1、信号处理

DEH系统的主要信号包括转速、主汽压、抽汽压力、功率、主汽温度等。DEH系统对温度的处理主要采用三取中的方式,但是根据目前我遇到的一些情况,参与保护或者重要设备联锁的信号尽量采用三取高或者三取低。

转速为例,一般汽轮机转速有7个转速探头,三个去DEH,三个去TSI,一个作为零转速。DEH转速有两个主要作用,一个是参与转速调节,一个参与DEH转速高保护。笔者查了几个350MW以上机组的工程,他们都采用的是转速三取中,然后参与相关逻辑。


但是笔者最近两年遇到了几次机组冲转过程中三个转速坏两个或者全坏的情况,一般转速坏的时候,信号的品质判断很难起到作用,此时转速还是有信号,只是转速会偏高或者偏低(笔者遇到的都是偏低)。如果采用三取中,这就导致在冲转过程中出现给定转速与实际转速偏差大的情况,调门会持续打开,导致超速。


处理这个问题,有两个方案,如果只有两个转速坏,可以采用三取大,但是这样并不保险。笔者建议在DEH逻辑中增加给定转速与实际转速偏差大跳闸逻辑,笔者排查了一下,一般大机组的逻辑中都会有这个设计,但是一些非主流的小机组很少有。很多人觉得笔者是在杞人忧天,怎么可能两各转速都坏?一般情况下不会出现这样的问题,但只要出现了,就会有危险,所以还是谨慎。


2、控制方式和控制逻辑运算

这一部分是DEH系统的核心,说白了就是汽轮机调门的控制方式。无论是转速控制、阀位控制、功率控制、压力控制还是CCS方式,归根结底是控制的汽轮机的调门。对于一些小机组,只有一个高调门或者两个高调门的相对比较简单,机组冲转期间使用转速控制,并网后选择阀控、功控或者压控。但是一些大机组,设计有四个甚至更多的调门,控制方式就复杂了。

此时,有单阀控制和顺序阀控制两种方式。


单阀控制就是高调门统一接收一样的指令,阀门同步控制,顺序阀则不同,一般是阀门开度完全不同步或者分组不同步。而无论选择的是功控还是压控,最终都会折算成阀门的开度,此时选择单阀或者顺序阀,阀门开度会进一步在每一个阀门上进行分配。


笔者也遇到一些小机组,有两个调门的设计,在冲转和带负荷的过程中,阀门折线函数设计就不一样,主要是考虑汽轮机厂对汽轮机进汽的要求。


3、汽轮机保护

这一部分比较简单,大家都耳熟能详,主要是超速110%保护、超速103%保护、负荷限制、压力限制等。超速110%是汽轮机打闸停机保护的重要组成部分,与TSI超速有同等重要地位。DEH超速110%同样触发的是ETS保护,主汽门和调门关闭。而超速103%触发的是OPC系统逻辑,主汽门不会关闭,调门关闭,转速恢复至额定转速后,调门重新打开。

而负荷限制、压力限制、真空限制等是另一个层面上的保护。以真空限制为例,欧洲杯专家预测设定某一真空能带最大负荷,如果此时负荷超出限制范围,真空限制保护就会动作,自动改变当前负荷。这样做的好处是可以最大程度保护汽轮机,避免汽轮机在不合理的参数范围内运行。


4、汽轮机状态监视

这一部分主要是对汽轮机当前状况的一种体现,监视内容包括打闸、挂闸、转速进行、转速保持、暖机、冷热态判断等。这一部分是对第一部分一个补充,或者是前三部分一个反馈和闭环。欧洲杯专家预测对汽轮机采取一定的操作,其操作结果都会在这一阶段体现,包括欧洲杯专家预测对单阀和顺序阀的选择。

以挂闸为例,一般欧洲杯专家预测把安全油压建立就是挂闸状态,笔者遇到个别机组安全油压建立后主汽门就自动打开的,这是非常危险的事情。挂闸就是让汽轮机处在一种危险警戒的状态,表示此时主汽门可以打开,机组可以进入启动状态。欧洲杯专家预测挂闸后,还需要对机组进行检查,看看有没有其它的安全隐患。然后欧洲杯专家预测可以进入下一步操作,打开主汽门,设定目标转速,冲转等。


5、汽轮机试验

这一部分非常重要,主要是汽轮机本体的一些试验,包括主汽门严密性试验、调门严密性试验、主汽门活动性试验、超速试验等。一般新启动机组,必须要进行主汽门和调门严密性试验,活动性试验都是定期工作。

在这里笔者要着重强调一下严密性试验,很多人不是很重视,尤其笔者遇到一些小机组刚打开主汽门,汽轮机转速就升起来了,可以说非常危险。如果严密性不好,机组在甩负荷过程中超速是很正常的事。


6、调门整定功能

这一部分比较常规,也就是欧洲杯专家预测所说的拉阀试验功能。汽轮机在启动前进行拉阀试验,主要是试验阀门的线性。这里我要强调的是,欧洲杯专家预测尽可能的保证阀门能够全关,没必要刻意强求全行程的完全匹配。这样做的主要目的是保证汽轮机的严密性。

7、其它功能

主要是仿真功能,以及EH油系统等。EH油系统是设计到DEH系统中为数不多的辅机设备,仿真功能主要是日常仿真学习使用,一般的DEH系统中都会有设计。

8、写在最后

欧洲杯专家预测这里所说的DEH系统是指的DEH系统的软件部分,主要是逻辑程序,不特指现场设备。

从知识层面上讲,DEH是整个发电机组的重点和难点,尽管DEH在一定程度上划归于DCS,但是DCS厂商还是成立了专属DEH的部门。DEH的的关键在于转速的控制,难点在于功率、转速、阀门开度、压力等因素的综合应用,能够把这些难点把握住,DEH就很明了了。

这次的内容主要是将DEH的部分故障展现出来,尽管有些问题很低级,但的确是欧洲杯专家预测经常遇到的,比如接线问题,就不能不重视。


DEH还有很重要的一方面就是对逻辑组态的理解程度,很多同行之所以领会不了DEH的精髓就是因为看不懂DEH逻辑。DEH的逻辑组态错综复杂,即便一个转速变量,就直接或间接参与了十几条逻辑中。想要根本弄清这些逻辑,一是要有耐心,其次要按照DEH的设计说明书逐条捋顺逻辑。还有,在工作中,欧洲杯专家预测要参与机组启动和事故的调查,在这个过程中理解DEH工作的方式。


当然,DEH跟TSI、ETS是不分家的,昌晖仪表在本次的内容当中也掺进了一些这两方面的内容。大家可以在积极补充,欧洲杯专家预测会及时汇总大家的意见,集思广益,攻克DEH的难点。


DEH常见故障及处理方法

◆故障1:拉阀试验调门不动作
①汽轮机未挂闸
处理方法:联系运行人员挂闸
②转速大于100rpm
处理方法:等战速降至100rpm一下进行拉闸,切忌在高转速时进行拉闸试验
③EH油泵未启动
处理方法:启动100rpm,建立油压
④EH油泵已经启动,但油压过低
处理方法:汽轮机专业检查EH油系统问题
⑤系统存在DEH打闸开出或者快关调门条件
处理方法:检查条件发出的原因,消除DEH打闸或者快关调门条件
⑥OPC或者AST动作信号未复位
处理方法:复位OPC或者AST动作信号
⑦伺服阀卡塞
处理方法:对伺服阀进行解体清理,更换伺服阀,加强EH油系统滤油
⑧伺服?樗阑
处理方法:对伺服?榻兄仄
⑨伺服阀电源电压不够或者无电压
处理方法:检查电源线是否虚接或者断线
⑩伺服阀指令线松动
处理方法:对指令线进行重新接线
?调门本身卡塞,无法启动
处理方法:汽轮机专业对调门进行检查

汽轮机调门
注释:图1所示为DDV阀控制的调门,DDV阀的特点是调节灵敏但是容易卡塞,日常工作中需要加强滤油

注释:图2所示双支LVDT的设计很好的做到了冗余,两支LVDT优选后再DEH内参与调节。LVDT出厂都标记好了最好的线性区间和中间位置。安装时要尽量将油动机的行程落在这个区间范围内。另外,未防止震动对LVDT的影响,LVDT要增加螺帽固定
注释:图3所示LVDT的最佳线性区间与油动机的行程就不匹配,此时油动机已经全部顶出,但是实际行程不在最佳区间内。这样,在油动机开动时,LVDT反馈增减的多少将于油动机实际行程的变化有出入

◆故障2:汽轮机调门轻微摆动

①控制有(EH油或者抗燃油)脏污,造成伺服阀油孔不畅通
处理方法:加强滤油,停机后对伺服阀检查
②DEH调门指令受到一次调频和锅炉侧负荷影响,指令本身波动
处理方法:检查指令波动原因,对指令PID参数进行整定等
③DEH伺服?镻ID参数设置有偏差
处理方法:在线修改PID参数(如果波动最负荷影响不大,尽量停机后处理)
④LVDT(位移传感器)线性有问题,调门实际开度与LVDT反馈有偏差
处理方法:停机后对LVDT进行处理
⑤两支LVDT优选间歇性切换,两支LVDT存在偏差
处理方式:停机后对LVDT进行处理
⑥调门指令与反馈存在偏差,造成调门一直处在调整过程
处理方法:停机后对LVDT进行处理

注释:转速PID在必要的时候需要对其参数进行整定

◆故障3:OPC动作后调门未关闭

①OPC电磁阀卡塞,造成油压未卸掉
处理方式:对OPC电磁阀进行检查或者更换,对油系统进行检查
②OPC动作信号未发至就地电磁阀
处理方式:检查DEH与OPC之间的接线问题
③OPC电磁阀电源消失
处理方法:检查OPC电磁阀电源系统

OPC电磁阀
注释:图中标黄部分为OPC电磁阀,对电磁阀的接线检查、启动前试验是定期完成的工作

◆故障4:OPC动作调门关闭后未开启

①OPC电磁阀卡塞,OPC动作电磁阀打开后未关闭
处理方法:这种情况很少,许更换OPC电磁阀
②逻辑设计不合理,OPC动作后将伺服阀指令强制为0而未恢复
处理方法:根据厂家建议对逻辑进行修改
③严密性试验出发OPC,逻辑要求调门不再开启
处理方法:部分机组有这类设计,厂家解释为保证机组的安全,严密性试验触发OPC后调门不再开启。
注释:OPC动作讲调门关系,待转速降到3000rpm以下后重新打开,转速不至于甩至0。但是,也出现过OPC动作后,调门未再度开启的问题

◆故障5:DEH转速与TSI转速偏差大
①TSI或者DEH量程、齿数等关系转速数值的参数设置不正确
处理方法:根据厂家设计对参数进行设置,减少经验主义
②电涡流与磁阻式探头品牌问题
处理方法:部分品牌精度较差,造成显示有误差
③探头安装有问题,对安装电压、间隙调整有偏差
处理方法:根据要求对探头重新进行安装

◆故障6:定速3000rpm后转速波动大

①主汽压力波动大,调门调整不及时
处理方法:稳定锅炉负荷,将转速降速至低转速或者打闸,严禁进行并网操作
②转速PID参数设置不合理
处理方法:对PID参数进行修改

◆故障7:ETS系统故障

①CPU死机,且未进行切换
处理方法:对CPU进行重启
②CPU断电,电源保险烧坏
处理方法:更换电源保险
③总投切开关触点氧化或者生锈,接触不良
处理方法:对触点进行检查
④接线松动,导致保护失灵
处理方法:对接线进行检查、紧固

◆故障8:TSI系统故障

①停机信号发出后未恢复,TSI组态时设置了报警保持
处理方法:可以再TSI面板进行复位
②参数上传至TSI后不正确,前置器处电压不正常
处理方法:更换前置器
③TSI报警输出与跳机输出接反,造成误跳机

◆故障9:LVDT开度与油动机开度有偏差

①LVDT与调门不匹配,调门行程不再LVDT最佳线性区间内
处理方法:更换LVDT,重新安装LVDT,使调门行程尽量在LVDT最佳线性区间内
②调门整定有问题,需要对调门重新进行调整
处理方法:对调门重新进行调整

◆故障10:LVDT故障

①LVDT断线
处理方法:大小休期间对LVDT接线进行定期检查
②LVDT损坏
处理方法:LVDT线圈损坏,需更换
③LVDT拉杆弯曲
处理方法:影响线性区间,需要更换
作者:猫 不捉老鼠

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