數(shù)字電液控制系統(tǒng)伺服閥異常動(dòng)作研究

　　摘要：

　　河南省某電廠1臺300MW機(jī)組2008年1月3日至3月13日汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)伺服閥異常動(dòng)作引起高、中壓調(diào)節(jié)閥運(yùn)行中頻繁出現(xiàn)無指令突然自行關(guān)閉和自行開啟現(xiàn)象，至2008年7月異常動(dòng)作多達(dá)48次，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

　　一、伺服閥異常動(dòng)作的影響因素

　　該機(jī)組伺服閥異常動(dòng)作的主要特點(diǎn)：每次異常動(dòng)作時(shí)均未有控制系統(tǒng)指令，異常動(dòng)作均為突然快速關(guān)閉或者緩慢關(guān)閉，異常動(dòng)作后自行恢復(fù)正常，并且恢復(fù)開啟閥門時(shí)動(dòng)作均較快;EH油壓穩(wěn)定或波動(dòng)時(shí)均出現(xiàn)過異常動(dòng)作，閥門關(guān)閉和開啟曲線連續(xù)、平滑，無局部遲緩增大、停頓現(xiàn)象。將部分更換下的伺服閥返廠檢查維修，無發(fā)生腐蝕、損壞。將該機(jī)組更換下的伺服閥安裝在其它機(jī)組DEH中使用，無異常。

　　為了查找原因，尋求對策，對可能影響伺服閥異常動(dòng)作的因素進(jìn)行了全面分析。

　　1.1 電磁干擾

　　如果是電磁干擾的問題，其癥狀應(yīng)該是多個(gè)伺服閥一起動(dòng)作，且動(dòng)作頻率很快，方向不確定。同時(shí)，電廠對接地狀況進(jìn)行檢查后確認(rèn)正常。因此，可以排除電磁干擾因素。

　　1.2 電磁閥直流電源供電

　　該機(jī)組調(diào)節(jié)閥電磁閥正常運(yùn)行為帶電狀態(tài)，由電氣供給110V直流電源，母線上有總開關(guān)(保險(xiǎn))，每個(gè)電磁閥上有分開關(guān)(保險(xiǎn))，當(dāng)電磁閥失電時(shí)，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。

　　該機(jī)組異常動(dòng)作時(shí)每次只1個(gè)閥門動(dòng)作，因此可以排除總電源、總開關(guān)出現(xiàn)問題的可能;由于機(jī)組異常動(dòng)作時(shí)有時(shí)較快(2～3s)、有時(shí)較慢(40s～7min) ，而電磁閥瞬間失電時(shí)相當(dāng)于保護(hù)動(dòng)作，閥門關(guān)閉速度應(yīng)該很快(<0.45) ，所以電磁閥瞬間失電的可能性也很小。同時(shí)，電廠對總開關(guān)(保險(xiǎn))、分開關(guān)(保險(xiǎn))進(jìn)行檢查后確認(rèn)正常。因此，故障非直流供電所引起。

　　1.3 EH 油壓波動(dòng)

　　從機(jī)組DCS記錄的數(shù)據(jù)可看出，在機(jī)組正常運(yùn)行負(fù)荷穩(wěn)定不變、各閥門無動(dòng)作、 EH 油系統(tǒng)沒有瞬間大量供油時(shí)，EH油壓有時(shí)穩(wěn)定，有時(shí)波動(dòng)頻繁，最大波動(dòng)范圍是10.6～13.2MPa, EH油壓穩(wěn)定和波動(dòng)時(shí)均出現(xiàn)過伺服閥異常動(dòng)作，故油壓波動(dòng)與異常動(dòng)作無直接相關(guān)性。

　　1.4 抗燃油油質(zhì)

　　(1)泡沫特性 當(dāng)抗燃油泡沫特性超標(biāo)時(shí)，油中可出現(xiàn)較多泡沫，影響油壓的穩(wěn)定，引起油壓波動(dòng)而導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)，擺動(dòng)的特點(diǎn)是持續(xù)不間斷。該機(jī)組閥門異常動(dòng)作時(shí)均為單個(gè)閥門異常關(guān)閉和開啟，未出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象，故可排除因抗燃油泡沫特性超標(biāo)引起閥門異常動(dòng)作。經(jīng)查證，該機(jī)組的抗燃油泡沫特性未超標(biāo)。

　　(2)電阻率和酸值 該機(jī)組抗燃油酸值和電阻率超標(biāo)，水分含量較高，說明油品受到污染，油質(zhì)劣化(表1)。油質(zhì)劣化會(huì)導(dǎo)致油泥增多，引起顆粒物超標(biāo)。

　　(3)顆粒度 顆粒物是液壓系統(tǒng)中危害最大的污染物，它不僅加速液壓元件的磨損，而且會(huì)堵塞元件的間隙和孔口，使控制元件動(dòng)作失靈從而引起系統(tǒng)故障，甚至被迫停機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由固體污染物引起的液壓系統(tǒng)故障占總污染故障的60%～70%?？谷加椭械念w粒尤其是大顆粒會(huì)引起伺服閥供油管路堵塞，導(dǎo)致油壓不穩(wěn)，引起伺服閥異常動(dòng)作，其特點(diǎn)是無規(guī)律，不連續(xù)。油中的顆粒物可來自外界灰塵的污染，也可來自系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物或油質(zhì)劣化形成的油泥。伺服閥異常動(dòng)作和抗燃油顆粒度相關(guān)關(guān)系見表2。

　　由表2可見，2008年1～6月抗燃油顆粒度檢測結(jié)果均不合格，最高級別達(dá)到Ⅱ級(NAS1638，下同), 相應(yīng)伺服閥在此期間的異動(dòng)頻率也較高。因該廠機(jī)組較多，外接濾油機(jī)數(shù)量有限，日常濾油方式為抗燃油系統(tǒng)旁路再生裝置投入運(yùn)行，外接濾油機(jī)不定期接入系統(tǒng)進(jìn)行濾油，7月該電廠采取加強(qiáng)外接濾油機(jī)濾油，顆粒度檢測結(jié)果好轉(zhuǎn)，7月2日、8日和21日檢測結(jié)果為8級、6級和5級，而伺服閥在此期間的異動(dòng)頻次也大大下降。7月底，通過對油系統(tǒng)的清理以及進(jìn)行濾油和再生處理，8月6日和14日分別檢測顆粒度均為2級，而伺服閥在此期間無異動(dòng)發(fā)生。跟蹤9～11月伺服閥異動(dòng)情況，月均為1次。因此，伺服閥的異動(dòng)頻次與抗燃油顆粒度級別存在顯著相關(guān)性。

　　根據(jù)以上分析認(rèn)為，抗燃油顆粒度超標(biāo)是引起伺服閥異常動(dòng)作的直接原因。