汽轮机DEH系统故障分析及处理措施

刘飞

摘 要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对汽轮机的应用也越来越广泛。本文对DEH系统的常见故障以及解决方法进行了分析，希望能通过这些对故障的发现和研究解决问题，能为汽轮机DEH控制系统的安全使用提供保障。

关键词：汽轮机;DEH系统;故障分析;处理措施

汽轮机数字电液控制系统即DEH系统，主要包括DEH控制器和控制对象。DEH系统的主要目的是控制汽轮发电机组的转速和功率，从而满足电厂发电、供热动力站供汽的要求。

1 DEH系统概述

汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，将蒸汽势能转换为转子动能，是蒸汽动力装置的主要设备之一。汽轮机的调节控制系统肩负着关键的协调任务。

DEH是（digital electro-hydraulic system）即汽轮机数字式电液控制系统，由计算机控制部分和EH液压执行机构组成，主要负责对汽轮机组的启停、转速以及功率等进行控制，是确保机组安全、稳定、可靠运行的有效手段。汽轮机DEH控制系统是电厂或供热电站生产中不可缺少的部分，它是一个以计算控制为核心的分散型控制系统结构，通过计算机将各个控制系统有机结合起来。

汽机的DEH系统的构成主要包括控制柜、操作员站、交换机、电液转换器、传感器、伺候放大器、油动机等。

①控制柜：DEH系统的控制柜主要指的是通过利用控制器和IO通信线路的连接，形成控制系统的底层网络构架，并对相关的被控制参数进行采集、输入、分析、输出等操作，从而实现I/O模块的接线端子布置和安装布置，进而完成DEH系统中控制算法的操作和运算;②操作员站：DEH系统中的操作员站主要指的是能够使运行人员通过相应的操作顺利完成人机接口功能的系统操作站。它可以是单纯的系统操作员站，也可以兼负工程师站的相關工作，并由DEH系统的软件维护人员和工程师对其进行组态，从而改变站内的相关配置和算法操作;③交换机：DEH系统中的交换机即HUB，它又被称为网络交换机或者网络集线器，是DEH系统实现网络通讯的物理性接口;④电液转换器：DEH系统中一项十分重要的环节就是电液转换器的安装和使用。它是将系统中收集到的电信号通过转换器转换成所需要的液压信号，并利用直流力矩马达伺服阀（DDV阀）稳定和顺畅信号的转换过程;⑤LVDT（位移传感器）：是油动机行程的实时反馈系统，利用伺服放大器对系统收集到的信号进行反馈和调整，从而实现对DEH油动机的快速稳定控制;⑥伺服放大器：伺服放大器实际上是DEH系统中控制柜的一部分，其主要功能是对油动机、DDV阀、LVDT实行一个共同的液压伺服控制机构，进而实现对汽轮机组的执行控制;⑦油动机：油动机主要是通过弹簧、凸轮、机械杠杆等同汽轮机进行连接，从而实现对抽汽和蒸汽等的流量控制。它是液压控制机构的最终环节，以对控制汽轮机组的汽压、功率、转速等为最终的控制目标。

2 DEH常见问题故障

由于汽轮机组需要长时间不间断运转，所以DEH系统作为汽轮机组的主控系统也必须保持长时间的运行。虽然DEH系统的整体性能较为稳定，但在较长时间的运行过程中，不可避免地会出现一些故障问题。常见故障问题有几下几种：

2.1 电液系统故障

在电液系统中，电液转换器是较为重要的组成部分之一，它的故障频率相对较高。较为常见的故障问题有电液转换器的振颤幅值比减小。造成这一问题的主要原因是卡涩死区增大，即转换器的滑阀出现了较大程度的卡涩;转换器进出口压力差升高，多表现为进口压力不变、出口压力减小，通过对其内部机械结构进行分析发现，导致该问题的具体原因是漏流量增大、滑阀严重磨损。

2.2 油系统故障

由于DEH系统的油管路有很大一部分都安装在汽轮机上，在机组运行的过程中会产生高温和高压蒸汽，便会使部分元件或是油管路处于高温高压的环境当中，随着温度的不断升高，会导致油的氧化速度加快，氧化会使EH油的酸值增大，颜色变深，当酸值指标超过0.1mgKOH/g时，会导致油产生空气间隔等问题。此外，当EH油含水乳化之后，极有可能造成DEH系统无法正常运行，严重时会导致汽轮机组危急遮断系统故障。如危急遮断系统复位之后，若是遇到危机情况，在EH油乳化的前提下，泄漏孔会被堵塞，无法将油成功泄出，从而导致主汽门与调门无法关闭，由此会引起汽轮机转速飞升，严重时会造成机组损坏。

2.3 伺服系统故障

伺服系统比较常见的故障有伺服控制卡故障，受现场高温和振动的影响，LVDT杆的线圈造成开路或短路，或现场LVDT杆安装位置不合适，动作不顺畅，造成LVDT杆磨损、变形或损坏，LVDT杆的牵引杆弯曲变形，又或伺服卡本身使用时间太长，以上情况都会引起伺服卡损坏故障，影响汽轮机的安全运行。

3 DEH系统故障处理措施和检修维护

一旦DEH系统发生故障，便会对汽轮机组的正常运行造成影响，所以必须及时查明故障原因，并采取合理、可行的措施和方法予以消除，使系统在最短的时间内恢复运行。

针对上述常见几种问题，可采取如下方法进行处理：

①要尽可能使DEH系统中的各个元件尤其是管路远离高温区，注意设计元件的安装位置以防止此类问题，若是设计中无法避免，则应采取高温隔热措施。同时可适当增加通风，借此来降低机组运行环境的温度，若有必要，也可通过引入压缩空气对机组进行冷却;②适当增强抗燃油的流动性，以此来防止死油区出现，并在机组停止运行后，尽可能保持DEH系统的油循环，这样能够使高温区的油温获得有效降低;③对于使用工业水的冷油器，应当采用不锈钢管进行焊接，或将工业水改换为除盐冷却水。此外可通过体外循环的方式将油中的水分去除掉，以此降低EH油含水量，避免EH油乳化;④安装和调整现场LVDT杆时，应尽量安装在振动较小的位置，保证LVDT杆在阀门动作时保证畅顺不卡涩，提高LVDT杆的使用寿命;⑤定期检查主控单元状态，操作员站显示状态与机柜显示状态是否一致，记录工作状态是否正常;操作员站、工程师站禁止安装其他软件;⑥抗燃油系统每周应进行一次阀门活动试验;每天进行高压遮断集成块活动试验;机组大小修前后应做危急遮断喷油试验;每年整定压力开关、低润滑油压遮断器和真空遮断器的定值等;⑦润滑油系统应定期做试验，包括阀门活动试验、危急遮断器喷油活动试验、阀门严密性试验、超速试验等;定期检查DDV阀阀芯位置;定期检查油管路是否存在密封不严漏油的情况;定期检查LVDT等活动部件的连接件是否松动;整定各压力开关定值等。

4 结语

总而言之，在电厂生产中，汽轮机组是不可或缺的重要设备之一，它的运行稳定与否直接关系到电厂或供热动站的生产能效。DEH是汽轮机组的主控系统，一旦出现故障，则有可能导致汽轮机组处于失控状态，严重时会引发安全事故。为此，必须对DEH系统的各种故障问题予以足够的重视，并采取有效途径和方法在最短的时间内消除，保证系统稳定运行，从而对汽轮机组进行有效控制。

参考文献：

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