位移傳感器的故障分析與原因解決

一、前言

　　焦作電廠(chǎng)原裝機容量為6×2OOMW，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的增容改造，現總裝機容量已達到了132OMW。從1999年10月開(kāi)始，焦作電廠(chǎng)利用大修，先后對6臺汽輪機的低壓透平油調速系統進(jìn)行了徹底的DEH系統改造。這6臺機的DEH系統全部采用新華控制工程有限公司生產(chǎn)的DEH-ⅢA型系統，2個(gè)高壓主汽門(mén)、2個(gè)中壓主汽門(mén)和8個(gè)調速汽門(mén)都分別由單獨的高壓抗燃油油動(dòng)機控制。

　　汽輪機調速系統改造后，轉速控制和負荷控制的精度都大大提高，充分體現出了機組啟動(dòng)平穩、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在運行中也暴露出一些異常問(wèn)題，其中調速汽門(mén)的位移傳感器故障較為典型。汽輪機每個(gè)主汽門(mén)配一只位移傳感器，每個(gè)調速汽門(mén)配二只位移傳感器，系統以反饋值高的傳感器為控制對象進(jìn)行調節。主汽門(mén)在掛閘后保持全開(kāi)，無(wú)調節作用，其位移傳感器只在做閥門(mén)活動(dòng)試驗時(shí)才動(dòng)作;調速汽門(mén)根據轉速調節和負荷控制的要求而經(jīng)常開(kāi)關(guān)，其位移傳感器亦隨調門(mén)的開(kāi)關(guān)而不停動(dòng)作，故容易損壞。當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節;若兩只都損壞，則必須在線(xiàn)更換，以保證對調門(mén)的控制。下面針對 一些由于位移傳感器故障產(chǎn)生的典型現象進(jìn)行剖析，進(jìn)而找出相應的解決辦法。

　　二、故障現象與分析

　　1.現象一

　　自2000年3月27日開(kāi)始，#3機#2中壓調門(mén)反復出現間歇性小幅劇烈晃動(dòng)，調門(mén)指令為110%且不變化，反饋值在86～95mm之間變化，就地調門(mén)和EH油管路晃動(dòng)劇烈。嚴重時(shí)，曾出現過(guò)位移傳感器信號線(xiàn)連接插頭因振動(dòng)過(guò)大而脫落的現象。

　　原因分忻:調門(mén)的位移傳感器故障，引起反饋信號失真;伺服閥指令控制線(xiàn)松動(dòng)，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(xiàn)時(shí)，發(fā)現接線(xiàn)有松動(dòng)現象，緊固后晃動(dòng)現象消失;檢查位移傳感器時(shí)，發(fā)現反饋線(xiàn)插頭脫落，重新安裝緊固后晃動(dòng)現象消失，后來(lái)更換為無(wú)插頭的一體化傳感器，避免了此類(lèi)故障的發(fā)生。

　　2.現象二

　　在2000年11月～2001年2月期間，#6機#2高壓調門(mén)反復出現間歇劇烈晃動(dòng)的現象。起初，通過(guò)采取單、多閥切換和小量調整負荷的方法可避免調門(mén)晃動(dòng)，但此方法無(wú)規律可言，仍不能徹底消除該現象。2001年2月2日出現的一次晃動(dòng)最為嚴重(當時(shí)機組帶18OMW運行)，并且導致了負荷在160～2OOMW之間大幅波動(dòng)，#2高壓調門(mén)跳動(dòng)幅度達20%;穩定15分鐘后又出現劇列晃動(dòng)，負荷在130～19OMW之間大幅波動(dòng)，#2高壓調門(mén)在50～100%之間跳動(dòng)。其間，#2軸振由116μm突變到16Oμm，軸向位移在-0.lmm～-0.3mm之間擺動(dòng)。整個(gè)過(guò)程中，#2高壓調門(mén)指令一直為100%。

　　原因分析:#2高壓調門(mén)晃動(dòng)時(shí)，其#1位移傳感器反饋信號有突增現象，引起VCC卡的DEH指令值(A值)遠低于高選后的調門(mén)反饋值(P值)，從而導致調門(mén)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(kāi)大其它高壓調門(mén)來(lái)維持目標負荷，因此又出現了負荷突增的現象。另外，高壓調門(mén)重疊度的設置較大，#1、#2高壓調門(mén)在18OMW時(shí)仍未全開(kāi)，造成調門(mén)的調整穩定性差，從而也加劇了閥門(mén)的晃動(dòng)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(dòng)現象消失;改變高壓調門(mén)的重疊度，#1、#2調門(mén)開(kāi)至75%時(shí)#3調門(mén)開(kāi)始開(kāi)，#3調門(mén)開(kāi)至50%時(shí)#4調門(mén)開(kāi)始開(kāi)。

　　3.現象三

　　2003年3月18日#2機組負荷突變，DEH畫(huà)面顯示#2高壓調門(mén)全開(kāi)，調門(mén)后壓力由12.3NPa降至9.2MPa。

　　原因分析:經(jīng)過(guò)分析歷史數據，看出當時(shí)LVDTl反饋值突然增大，使系統認為#2高壓調門(mén)開(kāi)度過(guò)大，從而發(fā)出關(guān)閉指令。由于LVDTl己經(jīng)損壞，調門(mén)雖然已關(guān)閉，該反饋值仍為最大，顯示為全開(kāi)?？梢?jiàn)，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(jìn)行在線(xiàn)更換，以保證正常的負荷控制。

　　三、位移傳感器的在線(xiàn)更換

　　按照供貨廠(chǎng)商提供的更換方法，必須多次全開(kāi)全關(guān)調門(mén)，以調整閥門(mén)控制卡(VCC卡)的零位和滿(mǎn)度。采用此方法，勢必給機組的負荷帶來(lái)大幅度的突變，嚴重威脅機組的安全運行。在實(shí)踐中，通過(guò)多次試驗，我們總結出了一套行之有效的萬(wàn)法，采用該方法不會(huì )對機組的負荷產(chǎn)生擾動(dòng)。在線(xiàn)更換位移傳感器的方法簡(jiǎn)述如下:

　　(1)機組退出協(xié)調運行方式。因為在協(xié)調方式下，CCS將DEH的4個(gè)高壓調門(mén)作為一個(gè)執行機構對待，人為改變某一個(gè)高壓調門(mén)的開(kāi)度會(huì )使系統誤認為調門(mén)動(dòng)作，進(jìn)而使其它調門(mén)跟著(zhù)動(dòng)作。造成負荷波動(dòng)。

　　(2)DEH投入功率回路，手動(dòng)打開(kāi)該調門(mén)的泄荷閥(該調門(mén)的位移傳感器故障)，該調門(mén)的油動(dòng)機失去油壓而自動(dòng)關(guān)閉，調門(mén)不會(huì )隨伺服閥指令的變化而動(dòng)作。

　　(3)將新傳感器接在VCC卡的端子板上，應該注意的是，在接線(xiàn)時(shí)按照3-2-1的順序接，拆線(xiàn)時(shí)按照1-2-3的順序拆，否則會(huì )產(chǎn)生虛假閥位(開(kāi)度顯示為最大)，若未退出協(xié)調方式，會(huì )對調節系統產(chǎn)生很大的擾動(dòng)。

　　(4)人為移動(dòng)傳感器的鐵芯，模擬調門(mén)的全行程開(kāi)關(guān)(如高壓調門(mén)行程為4Omm)，參照伺服系統調試圖調整VCC卡的零位和滿(mǎn)度為0～4V。

　　(5)調整完畢后，將傳感器安裝在調門(mén)上，人為給調門(mén)發(fā)關(guān)閉指令0%，再手動(dòng)關(guān)閉調門(mén)的泄荷閥，保證調門(mén)不會(huì )突開(kāi);人為給調門(mén)發(fā)開(kāi)度指令，每次增加3%，使調門(mén)逐漸開(kāi)啟，指令加到50%時(shí)，調整VCC卡的偏置，使A-P的差值符合要求即可。

　　該方法在我廠(chǎng)的六臺機組上都已多次成功應用，及時(shí)消除了缺陷，滿(mǎn)足了機組負荷調整的要求，保證了機組的出力。

　　四、結束語(yǔ)

　　以上所述的關(guān)于DEH系統位移傳感器的典型故障，是幾年來(lái)焦作電廠(chǎng)六臺機組多次出現的異常情況。經(jīng)過(guò)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帶來(lái)一些幫助。