南汽汽轮机调速系统学习资料

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DeadBand(死区):一般设置0.5 6、机械超速试验 6.1危急遮断器的组成

偏心环、杆、衬套、套筒、调整螺母、固定螺钉、 三、调速系统故障分析

1、汽轮机调节阀门波动的原因分析 1)、DEH系统工作原理

DEH控制系统包括2个闭环回路:一是伺服阀控制回路,对阀门进行定位控制,采用PI调节规律;另一是转速、功率控制回路,对转速和功率进行闭环控制,也是采用PI调节规律(见图1)。

计算机运算处理后的欲开大或关小调节阀的电气信号,经伺服阀放大器放大后,在电液转换器—伺服阀中将电气信号转换成液压信号,使伺服阀主阀移动,并将液压信号放大后控制动力油(高压抗燃油或低压透平油)通道,使动力油进入油动机活塞下腔,推动油动机活塞向上移动,经杠杆或连杆带动调节阀开启;或使压力油自活塞下腔泄出,借弹簧力使活塞下移关闭调节阀。当油动机活塞移动时,同时带动一个线性位移传感器,将油动机活塞的机械位移转换成电气信号,作为负反馈信号,与计算机处理送来的信号相加(因两信号相反,实际是相减),只有在原输入信号与反馈信号相加使输入伺服放大器的信号为零后,伺服阀的主阀回到中间位置,不再有高压油通向油动机下腔或使压力油自油动机下腔泄出,此时调节阀停止移动,停留在一新的工作位置。

2)、可能引起调节阀门波动的原因在伺服阀控制回路中任一环节的设备有问题,都会引起调节汽门的波动,一般出现以下几方面问题:(1)控制器出现故障会引起计算机的指令不稳而使调节阀门波动,此问题可通过对主控制器进行检查,监视其输出点信号是否波动便能确定是否有问题,对于采用DCS的硬件做成DEH控制系统的,一般都具有故障诊断功能.因此在控制器出现问题时有诊断指示则更容易处理这类问题。(2)油动机引起调节阀门的波动主要与动力油压有关,通过对动力油压的监视可确定是否是因这一环节造成阀门波动。

(3)伺服阀卡涩对油动机的正常工作有直接影响,如不正常会使阀门动作不稳,造成波动,严重时会使阀门不能正常按运行需要开大或关小。(4)阀位反馈环节中的波动主要是因反馈装置造成的。可通过观察阀位反馈曲线和实际阀门波动趋势是否一致进行判断,调节门波动一段时间内的阀位反馈波动曲线见图2,图中有A、B、C3处是先向开方向跳变,后向[1]

关的方向跳变,而实地观察阀门的跳动方向却正好相反,而且阀位的跳动在阀门动作之前出现。从调节原理很容易看出,在伺服阀控制回路中,调节门的波动是由于阀位信号的跳变引起的。由此可判断调节门的波动是由反映阀门位置的位移传感器的故障造成的。

2、位移传感器的故障和处理

1)、用于DEH的位移传感器的原理都是将位移量转换成电信号,在汽轮机控制系统中常用的一种是线性位移传感器LVDT,它由芯杆与外壳组成,在外壳中有3个线圈,一个是初级线圈,供给交流电源;另外中心点两侧各绕有1个次级线圈,这2个线圈反向联接,故次级线圈的净输出是2个次级线圈所感应的电动势之差值。线圈中的铁芯在2个次级线圈的中间时,2个次级线圈感应的电动势相等,则输出的信号为零。当铁芯与线圈间有相对位移时,次级线圈感应出的电动势经整流滤波后,变为表示铁芯与线圈间相对位移的电气信号输出,由于铁芯通过杠杆与油动机活塞相连,输出的电气信号便可表示油动机的位移,即是调节阀的开度。另一种阀位反馈检测装置是德国产的磁滞式位移传感器LDT,其结构如图3所示,它的移动磁环安装在汽门的阀杆上,其余部分安装在油动机上,感应棒测出磁环的位置,在经过电子线路处理后输出阀位反馈信号。

2)、位移传感器的几种故障及处理作为阀门位置反馈的线性位移传感器,随着阀门的变化而变化,其芯杆在线圈中反复移动,由于芯杆与线圈间存在一定的间隙,芯杆移动过程中经常与线圈发生摩擦,线圈磨损,金属芯杆与磨损的线圈接触会影响传感器的输出,造成位置反馈的不稳定引起阀门的波动。更严重的是芯杆被线圈卡涩而不能畅通地移动,在位移信号增大给芯杆积聚了一定的力后,又使芯杆产生一个跳动,通过调节回路的作用也使

调节汽门产生波动。湖J匕黄石电厂一台200MW机组采用新华电站控制公司提供的DEH对汽轮机进行控制,在运行过程中就曾出现过调节门波动的现象,经过多次认真分析找到了问题的原因,将线性位移传感器拆下检查发现线圈有几处磨损,芯杆也有偏斜现象。后来制造厂在芯杆的外面加了一个塑料环,一方面使

塑料环与线圈接触,减少金属芯杆对线圈的磨损;另一方面起到了芯杆的定位作用,保证芯杆在线圈内平行移动,使位置反馈信号更稳定,解决了造成调节汽门波动的问题。在磁滞式位移传感器LDT的使用说明中要求其感应棒部分的允许工作温度为85℃,电子线路部分的允许工作温度为65℃。由于LDT是与油动机连接的,靠近汽门阀体,环境温度高,加上连接部分的热传导,装在LDT罩壳里的电子线路部分的温度会超过65℃,使传感器的工作不正常,影响反馈信号造成调节门的波动。深圳妈湾电厂采用ABB公司提供的DEH配备的就是这种磁滞式位移传感器,因传感器受外界温度的影响,采用对传感器加冷风冷却的方法和在传感器与油动机连接处进行隔热的方法,降低LDT的工作环境温度,保证其电子线路的工作温度低于允许值,使传感器的输出稳定,解决了调节汽门波动的问题。

3、伺服阀故障

伺服阀主要故障为卡涩和电化学腐蚀,表现为油动机始终处于全开或全关位置。伺服阀的阀芯与阀套间隙只有2 μm左右,极易造成卡涩,一旦卡死,将导致调节过程无法控制;伺服阀的喷嘴与挡板之间也容易发生卡涩,伺服阀喷嘴与挡板之间的间隙在0.03 mm左右,当油中有颗粒卡在当中时,就会使挡板始终靠近1个喷嘴且反馈杆无法将其拉回,主阀芯两端的压差始终存在,造成阀芯向一边开足,油动机就会处于全开或全关位置而无法控制。当其发生卡涩时,最好交给专业厂家对伺服阀进行清理。

伺服阀卡涩故障时,可能会引起气轮机调门摆动,容易引起负荷的晃动,对汽轮机及其危险;可能导致汽门突然关闭,或突然全开,容易引起左右侧进汽不平衡,引起汽轮机振动增大。当伺服阀内泄露量增大,发热量增大,严重时会引起系统压力降低。

4、 LVDT故障

LVDT是一种电气机械式传感器,它产生与其外壳位移成正比的电信号。此外壳是单独的,可移动的(传感器是这样一种装置,它感受物理量,并瘵它转化成用于测量的电信号)。它由三个等距分布在圆筒形线圈架上线圈所组成,一个杆状铁芯固定在油动机连杆上,此铁芯是沿轴向放置在线圈组件内,并且形成一个连接线圈孤磁力线通路,中央的线圈是初级,它是由交流电进行激励的,这样,在外面的两个线圈耻就感应出电压,这两个外面的线圈(次级)是反向串接在一起,因而,次级线圈的两个电压相位是相反的,变压器的净输出是此两个电压差,

铁芯在中间位置,输出为零,这就称作零位,零位是机械地调整在油动机行程的中点,LVDT

是输出是交流的,它必须由一介调器进行整流,以便与要求的油动机位置信号相加。LVDT

发生故障的可能原因为LVDT初级无激励信号,次级无相应输出。当LVDT初级没有激励信号时:如果伺服板的激励信号正确,检查输出至LVDT的电缆,如果电缆没有问题,请更换LVDT。当LVDT次级没有响应输出时:改变伺服板的输出电流,LVDT?两个次级间的电压差应该变化,如果没有变化,检查连接电缆,如果电缆没问题,更换LVDT。

在机组运行时,LVDT故障的表现形式通常为汽机阀门高频抖动,或突然全开全关,根据多年检修经验,发生这类情况时,在排除伺服阀故障后,首先要怀疑的是LVDT的接线电缆。因为机组运行时,油动机处受到高压汽流的冲击,整个阀体的振动相当剧烈,如果LVDT引线未做包扎直接搭在金属上,极容易发生电缆松动或电缆摩擦破皮引起接地等的现象,此时因电压不匹配或抖动,将直接导致伺服卡输出至伺服阀的信号不稳定,导致阀门抖动或全开、全关。其次要怀疑LVDT附近是否存在高频干扰,某电厂在一次检修中把油动机的外罩壳换成薄皮不锈钢,因螺丝孔洞不配套,只固定了两个螺丝。机组运行时,该阀门处振动比较大,不锈钢接线盒边产生高频振动。机组运行时,该阀门一直在高频抖动,检修人员更换伺服阀,检查LVDT接线,更换LVDT后故障依然存在,无意中把接线盒压紧后竟发现阀门不再抖动,后拆除不锈钢接线盒,阀门控制正常。还有一种现象即LVDT组件连接件受损。由于阀门本身的高频振动,造成LVDT组件连接件受损,连接件之间间隙过大,造成调门有规律的晃动,这种晃动现场几乎看不出,只能通过趋势曲线上观察。某厂高调2连续几个月出现这种不明晃动,在更换LVDT后正常。解体LVDT后发现销子与连接块发生了严重磨损,从原来的无间隙连接,已经形成了2mm的晃动量,造成LVDT在这个范围上下晃动,从而引起阀门的频繁开关。5、 伺服卡故障

伺服板是控制器与现场执行机构的接口,来往信号复杂,伺服板工作的正确性决定了控制的可靠性。机组运行时,伺服卡故障的表现形式通常为汽机阀门高频抖动,或突然全开全关。具体检查故障集中在:伺服放大器没有伺服驱动信号、LVDT初级没有激励信号、LVDT次级没有响应输信号。一般故障可通过模板上的指示灯的状态确定故障具体内容。

四、安装要求

1、轴向位移探头以付推力瓦定位 五、南汽调节系统

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