01伺服阀积分饱和防止与应用

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1、伺服阀积分饱和防止与应用扌商要：分析了伺服阀控制系统积分饱和现象的成因，并提供了其防止方法及应用实例，其解决问题的方法具有创新性，属国內领先水平，可应用于任何伺服阀控制系统，具有推广应用价值，针对张家口发电厂5号、8号机门杆长期漏汽严重，除氧器长期超压运行，有时甩负荷发生非停的重大安全隐患等一系列影响机组经济性、安全性的问题进行了深入地研究，并通过做试验找出了问题的关键所在，对伺服阀控制系统进行了技术改造。关键词：伺服阀；积分饱和；防止；应用概述张家口发电厂二期四台机组均是东方汽轮机厂引进和吸收国内外技术自己设计、制造的亚临界300MW机组，

2、采用数字电液控制系统（DEH）,调速系统配汽机构共设置有2个高压自动主汽门和4个高压调节门，2个中压自动主汽阀和2个中压调节门。由高压抗燃油给控制系统的液压执行机构提供工作油源，各阀门的执行机构均为单侧进油油动机。其中高压自动主汽门、高压调节门、中压调节门共8个阀由伺服阀控制油动机操作。2005年一次甩负荷吋发生非停，报警首出抗燃油压力低,经仔细检查抗燃油系统，外部无渗漏油部位，甩负荷前机组运行一切正常，分析应为电调系统内部软硬件原因。1系统简介1.1大唐张家口发电厂二期4台东汽300MW机组，均采用数字电液控制系统（DEH）。DEH系统的主

3、要任务是调节汽轮机的转速与功率，接受CCS的指令实现机电炉的协调控制。该系统主要功能有：汽机挂闸、汽缸与缸体预暧、转速控制、负荷控制、汽门活动试验、阀位校验、充油试验、超速试验、单阀与顺阀切换、内同期并网、锅炉自动控制、超速预防OSP、负荷不平衡、DEH电超速保护等1.2其保安系统有两个遮断油路：高压遮断油路（HPT）和低压遮断油路（LPT）o危急情况下，高压遮断电磁阀组带电，泄去高压遮断油，快速关闭所有自动主汽门和高屮压调门。低压遮断电磁阀组带电或危急保安器动作均能快速泄去低压遮断油，打开接口阀，泄去高压遮断油。1.3机组在暂态工况运行时为

4、了预防机组的超速，除正常的转速调节外，该系统还设有超速预防回路（OSP）和功率负荷不平衡回路（PLU）。OSP信号发出时，超速限制电磁阀组带电，泄去OSP油,快速关闭高屮压调门，限制机组转速的进一步升高。另外OSP与HPT油路间有一单向泄荷阀，当HPT油压快速下降时，也能快泄OSP油压。1.4OSP回路有三种触发方式：①103%超速预防，当DEH判断出机组转速大于3090r/min时输出OSP信号；②OSP软触发回路，当发电机主开关断开时在DEH的OSP回路上触发一个2.0秒的脉冲，该脉冲信号与屮排压力大于15%同时满足时，输出OSP信号；③

5、OSP硬触发回路，其触发条件是发电机主开关断开与上屮排压力大于15%,该回路由硬线连接组成，动作及时可靠，所以称硬触发回路。机组甩负荷时软触发信号大约滞后硬触发0.06-0.1秒。2问题分析2005年2月，张家口发电厂#6机组由于热控原因发电机油开关动作，发电机甩100%负荷，最终由于抗燃油压低，机组非停。经仔细检查抗燃油系统，外部无渗漏油部位，甩负荷前机组运行一切正常，分析应为电调系统内部软硬件原因。为进一步确定事故原因，进行了一次低参数下甩5MW负荷的试验。考虑到伺服阀原因，这次试验时对#1高调门（CV1）和左侧中调门（ICVL）的电液伺

6、服阀的指令电流信号进行了录波。试验录波曲线见附图。伺服阀指令电流信号取自电梯端子柜上HSS模板至现场电液伺服阀线圈的端电压。从控制系统的动态特性看，过渡过程中出现的中调门大幅过开的现象较为严重，虽然由其造成的二次飞升转速313灯/min并不太高，其中一次飞升转速为3092r/mino根据录波曲线，总结试验过程的异常现象，归纳如下2.1OSP电磁阀复位后，调门大幅反调，其中高调门开度在7-8%,中调门在65%左右。此次异常复开是造成机组二次飞升的主要原因。2.2过渡过程中，中调门多次在转速甚高时（3085r/min附近）大幅打开，造成103%O

7、SP多次动作，机组转速在3110r/min附近大幅摆动。该过程持续了1分钟左右，随后机组进入顺阀方式下的转速控制。2.3甩负荷过程中，抗燃油压力下跌严重，最低至7.85MPao从录波曲线可以清楚的看出，机组甩负荷前高调门CV1电流伺服模板（HSS）的电流输出为平衡状态（阀位反馈与阀位指令相同时，HSS的NULL状态），而中调门ICVL的HSS输出却处在开调门的饱和电流状态（附图中的曲线CV1指令、ICVL指令）。伺服阀处于饱和输出状态时，OSP信号发生后，HSS的指令回落是非常慢的。从该图上可以看出，当机组甩负荷时，CV1的HSS输出在0.4

8、秒后即快速返回到NULL状态，而中调门HSS的饱和输出状态却没有改变。由于HSS的输出一直在全开位置，所以一待OSP复位后，中调门即大幅开启（右侧100%全开，左侧