位移傳感器的故障分析與原因解決

一、前言

　　焦作電廠原裝機(jī)容量為6×2OOMW，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的增容改造，現(xiàn)總裝機(jī)容量已達(dá)到了132OMW。從1999年10月開(kāi)始，焦作電廠利用大修，先后對(duì)6臺(tái)汽輪機(jī)的低壓透平油調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了徹底的DEH系統(tǒng)改造。這6臺(tái)機(jī)的DEH系統(tǒng)全部采用新華控制工程有限公司生產(chǎn)的DEH-ⅢA型系統(tǒng)，2個(gè)高壓主汽門、2個(gè)中壓主汽門和8個(gè)調(diào)速汽門都分別由單獨(dú)的高壓抗燃油油動(dòng)機(jī)控制。

　　汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)改造后，轉(zhuǎn)速控制和負(fù)荷控制的精度都大大提高，充分體現(xiàn)出了機(jī)組啟動(dòng)平穩(wěn)、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在運(yùn)行中也暴露出一些異常問(wèn)題，其中調(diào)速汽門的位移傳感器故障較為典型。汽輪機(jī)每個(gè)主汽門配一只位移傳感器，每個(gè)調(diào)速汽門配二只位移傳感器，系統(tǒng)以反饋值高的傳感器為控制對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)。主汽門在掛閘后保持全開(kāi)，無(wú)調(diào)節(jié)作用，其位移傳感器只在做閥門活動(dòng)試驗(yàn)時(shí)才動(dòng)作;調(diào)速汽門根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和負(fù)荷控制的要求而經(jīng)常開(kāi)關(guān)，其位移傳感器亦隨調(diào)門的開(kāi)關(guān)而不停動(dòng)作，故容易損壞。當(dāng)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(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié);若兩只都損壞，則必須在線更換，以保證對(duì)調(diào)門的控制。下面針對(duì) 一些由于位移傳感器故障產(chǎn)生的典型現(xiàn)象進(jìn)行剖析，進(jìn)而找出相應(yīng)的解決辦法。

　　二、故障現(xiàn)象與分析

　　1.現(xiàn)象一

　　自2000年3月27日開(kāi)始，#3機(jī)#2中壓調(diào)門反復(fù)出現(xiàn)間歇性小幅劇烈晃動(dòng)，調(diào)門指令為110%且不變化，反饋值在86～95mm之間變化，就地調(diào)門和EH油管路晃動(dòng)劇烈。嚴(yán)重時(shí)，曾出現(xiàn)過(guò)位移傳感器信號(hào)線連接插頭因振動(dòng)過(guò)大而脫落的現(xiàn)象。

　　原因分忻:調(diào)門的位移傳感器故障，引起反饋信號(hào)失真;伺服閥指令控制線松動(dòng)，造成伺服閥所接受的DEH控制指令信號(hào)變異。

　　檢查和處理:檢查伺服閥指令控制線時(shí)，發(fā)現(xiàn)接線有松動(dòng)現(xiàn)象，緊固后晃動(dòng)現(xiàn)象消失;檢查位移傳感器時(shí)，發(fā)現(xiàn)反饋線插頭脫落，重新安裝緊固后晃動(dòng)現(xiàn)象消失，后來(lái)更換為無(wú)插頭的一體化傳感器，避免了此類故障的發(fā)生。

　　2.現(xiàn)象二

　　在2000年11月～2001年2月期間，#6機(jī)#2高壓調(diào)門反復(fù)出現(xiàn)間歇?jiǎng)×一蝿?dòng)的現(xiàn)象。起初，通過(guò)采取單、多閥切換和小量調(diào)整負(fù)荷的方法可避免調(diào)門晃動(dòng)，但此方法無(wú)規(guī)律可言，仍不能徹底消除該現(xiàn)象。2001年2月2日出現(xiàn)的一次晃動(dòng)最為嚴(yán)重(當(dāng)時(shí)機(jī)組帶18OMW運(yùn)行)，并且導(dǎo)致了負(fù)荷在160～2OOMW之間大幅波動(dòng)，#2高壓調(diào)門跳動(dòng)幅度達(dá)20%;穩(wěn)定15分鐘后又出現(xiàn)劇列晃動(dòng)，負(fù)荷在130～19OMW之間大幅波動(dòng)，#2高壓調(diào)門在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(diào)門指令一直為100%。

　　原因分析:#2高壓調(diào)門晃動(dòng)時(shí)，其#1位移傳感器反饋信號(hào)有突增現(xiàn)象，引起VCC卡的DEH指令值(A值)遠(yuǎn)低于高選后的調(diào)門反饋值(P值)，從而導(dǎo)致調(diào)門突關(guān)引起負(fù)荷降低。負(fù)荷突降后，在功率回路的作用下又開(kāi)大其它高壓調(diào)門來(lái)維持目標(biāo)負(fù)荷，因此又出現(xiàn)了負(fù)荷突增的現(xiàn)象。另外，高壓調(diào)門重疊度的設(shè)置較大，#1、#2高壓調(diào)門在18OMW時(shí)仍未全開(kāi)，造成調(diào)門的調(diào)整穩(wěn)定性差，從而也加劇了閥門的晃動(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(xiàn)象消失;改變高壓調(diào)門的重疊度，#1、#2調(diào)門開(kāi)至75%時(shí)#3調(diào)門開(kāi)始開(kāi)，#3調(diào)門開(kāi)至50%時(shí)#4調(diào)門開(kāi)始開(kāi)。

　　3.現(xiàn)象三

　　2003年3月18日#2機(jī)組負(fù)荷突變，DEH畫(huà)面顯示#2高壓調(diào)門全開(kāi)，調(diào)門后壓力由12.3NPa降至9.2MPa。

　　原因分析:經(jīng)過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，看出當(dāng)時(shí)LVDTl反饋值突然增大，使系統(tǒng)認(rèn)為#2高壓調(diào)門開(kāi)度過(guò)大，從而發(fā)出關(guān)閉指令。由于LVDTl己經(jīng)損壞，調(diào)門雖然已關(guān)閉，該反饋值仍為最大，顯示為全開(kāi)。可見(jiàn)，負(fù)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)行在線更換，以保證正常的負(fù)荷控制。

　　三、位移傳感器的在線更換

　　按照供貨廠商提供的更換方法，必須多次全開(kāi)全關(guān)調(diào)門，以調(diào)整閥門控制卡(VCC卡)的零位和滿度。采用此方法，勢(shì)必給機(jī)組的負(fù)荷帶來(lái)大幅度的突變，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。在實(shí)踐中，通過(guò)多次試驗(yàn)，我們總結(jié)出了一套行之有效的萬(wàn)法，采用該方法不會(huì)對(duì)機(jī)組的負(fù)荷產(chǎn)生擾動(dòng)。在線更換位移傳感器的方法簡(jiǎn)述如下:

　　(1)機(jī)組退出協(xié)調(diào)運(yùn)行方式。因?yàn)樵趨f(xié)調(diào)方式下，CCS將DEH的4個(gè)高壓調(diào)門作為一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)待，人為改變某一個(gè)高壓調(diào)門的開(kāi)度會(huì)使系統(tǒng)誤認(rèn)為調(diào)門動(dòng)作，進(jìn)而使其它調(diào)門跟著動(dòng)作。造成負(fù)荷波動(dòng)。

　　(2)DEH投入功率回路，手動(dòng)打開(kāi)該調(diào)門的泄荷閥(該調(diào)門的位移傳感器故障)，該調(diào)門的油動(dòng)機(jī)失去油壓而自動(dòng)關(guān)閉，調(diào)門不會(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(yīng)該注意的是，在接線時(shí)按照3-2-1的順序接，拆線時(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(diào)方式，會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的擾動(dòng)。

　　(4)人為移動(dòng)傳感器的鐵芯，模擬調(diào)門的全行程開(kāi)關(guān)(如高壓調(diào)門行程為4Omm)，參照伺服系統(tǒng)調(diào)試圖調(diào)整VCC卡的零位和滿度為0～4V。

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

　　該方法在我廠的六臺(tái)機(jī)組上都已多次成功應(yīng)用，及時(shí)消除了缺陷，滿足了機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的要求，保證了機(jī)組的出力。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　以上所述的關(guān)于DEH系統(tǒng)位移傳感器的典型故障，是幾年來(lái)焦作電廠六臺(tái)機(jī)組多次出現(xiàn)的異常情況。經(jīng)過(guò)各級(jí)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?guī)?lái)一些幫助。