汽轮机单侧调门瞬间误关故障分析及处理

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1、//汽轮机单侧调门瞬间误关故障分析及处理林涛张永军李海永大唐运城发电有限责任公司山西省运城市044602更新时间：2012-3-221．引言火力发电机组容量的增大、蒸汽参数的提高，对机组的安全性、经济性及其自动控制水平的要求也愈来愈高。作为600MW的大型机组，汽轮机数字电液控制系统（DEH）已被广泛采用。汽轮机调节汽门作为DEH系统的主要执行机构，主要用来控制机组的转速和功率，其故障将会导致机组转速或者功率波动，直接影响到机组的安全经济运行。某发电公司#1机组为600MW亚临界直接空冷燃煤发电机组，于2007年9月投产。汽轮机为哈汽NZK600-16

2、.7／538／538亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，DCS系统采用了艾默生过程控制公司（原西屋公司）最新一代DCS控制系统OVATION－XP版。汽轮机调节系统为高压抗燃油型数字电液调节系统（DEH系统），电子设备采用了上海艾默生公司同版本的OVATION系统，液压系统采用了哈尔滨汽轮机控制工程有限公司成套的高压抗燃油EH装置。每台机组配有两个高压主汽门（TV）、四个高压调门（GV）、两个中压主汽门（RSV）和两个中压调门（IV）（其中左侧高压主汽门由电磁阀控制开关）。2．故障现象#1机组2011年7月28日启动，从7月3

3、0日开始五次出现部分主汽门及调门突关现象，具体现象描述如下，图1-图3为故障截图。20011-7-303:28#1机组负荷302.18MW、顺阀控制、CCS方式、AGC投入。GV4、IV2出现突然关到0位，并自行以2.5%/S的速率打开至原位，AGC工况未解除，负荷波动32MW。20011-8-65:37#1机组负荷303.29MW、顺阀控制、CCS方式、AGC投入。RSV2出现突然关到0位，并自行以2.5%/S的速率开启至原位，AGC工况未解除，负荷波动27MW。20011-8-1014:14#1机组负荷485.58MW、顺阀控制、CCS方式、AGC

4、投入。RSV2、IV2出现突然关到0位，并自行以2.5%/S的速率打开至原位。AGC工况未解除，负荷波动10MW。20011-8-1119:04#1机组负荷472.15MW、顺阀控制、CCS方式、AGC投入。GV4出现突然关到0位，并自行以2.5%/S的速率打开至原位。AGC工况未解除，负荷波动40MW。20011-8-125:56#1机组负荷367.17MW,顺阀控制，CCS方式，AGC投入41号控制器BRANCH2上RSV2，GV4出现突然关到0位，并自行以2.5%/S的速率打开至原位。AGC工况未解除，负荷波动45MW。图1图2图33．故障原因分

5、析过程DEH功能强大，结构复杂，各项功能紧密结合为一个有机整体，阀门控制主要通过DEH伺服控制系统实现，该系统采用高压抗燃油为工质的伺服控制系统。其阀门执行机构都是阀门位置伺服控制回路组成的闭环控制装置，DEH主控制器生成的各油动机阀位指令信号，经VP卡、电液伺服阀，形成调节油压至油动机。油动机行程由位移传感器测出，反馈至VP卡输入端，使之与该油动机阀位指令保持相等，形成闭环控制。查看历史趋势显示分析，没有发现DEH发出强关指令；没有发现DEH有异常信号送出；DEH一次调频未动作；观察自检中VP卡的状态灯，无故障指示；油压无摆动。可能引发调门误关动作的

6、可能原因为SHUTDOWN指令误发、中间继电器故障、数据库内部数据出错导致故障、控制器内部运算出错导致误动几个方面，汽门误关故障发生频率越来越高，极大地威胁着机组的安全稳定运行。机组于2011年8月14日停机处理汽门误关故障。3.1外部原因分析及处理外部能引起控制器发出关门指令的因素主要有调门的SHUTDOWN指令误发、信号屏蔽问题导致信号传输故障、VP卡件本身或者IO总线通讯故障。调门SHUTDOWN指令主要是由OPC指令来触发，此控制站控制六个调门SHUTDOWN功能是D043P1B3S5DO卡件16通道和D043P1B3S5DO卡件16通道输出，

7、带动中间继电器，将信号传到各VP卡动作，其中A17端子（PS+）和A18端子（PS-）与A4端子（VS+）和B5端子（YS-）连接为SHUTDOWN指令提供辅助电压，中间继电器常开接点接A6端子（VF+）和A7端子（DI）。对所有的VP卡作了SHUTDOWN测试功能，动作正常，阀门曲线指令与反馈都为快关快开，与事故时阀门曲线不符。而且在调门第一次误关后怀疑是SHUTDOWN回路的中间继电器故障导致调门动作已将中间继电器拔出，调门第二次误关时RSV2也误关，而且RSV2未接受SHUTDOWN信号，所以排除SHUTDOWN信号误发的可能性。DEH主控制器中

8、各调门VP卡的分布情况如表1，由于误动作的阀门都集中在DEH主控制器的BRANCH2中，所以初