国产优化引进型300MW汽轮机液压伺服系统.doc

国产优化引进型300MW汽轮机液压伺服系统
故障原因分析及改进措施
齐殿全
(宁夏大坝发电厂,宁夏青铜峡,751607)
[摘要] 分析了导致国产优化引进型300MW汽轮机EH系统伺服执行机构发生故障的多数原因系油质的劣化,进而分析了EH油温高系高压调速汽门油动机执行机构的设计等原因造成,最后提出了改进措施。
[关键词] EH系统故障电液伺服阀 EH油温高压调速汽门油动机改进
宁夏大坝发电厂#3、#4汽轮机为上海汽轮机有限公司引进美国西屋公司技术制造的N300—,配置新华电站控制工程有限公司生产的DEH-Ⅲ型数字式电液调节控制系统,其EH系统主要由供油系统、执行机构和危急遮断系统三部分构成。供油系统的功能是提供高压抗燃油,并由它来驱动伺服执行机构;执行机构响应从电子控制器来的电指令信号,以调节汽轮机各蒸汽阀开度;危急遮断系统是由汽轮机的遮断参数所控制,当这些参数超过其运行限制值时,该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门,或只关闭调节汽阀。EH系统高压控制油采用三芳基磷酸脂抗燃油。
Ⅰ EH系统故障状况
宁夏大坝发电厂#3、#4汽轮机分别自1996年、1997年投产发电以来,在EH系统的液压伺服执行机构上,故障率一直较高,归纳起来,主要有以下几种故障现象:
单个调速汽门(油动机)忽开或忽关。
调速汽门(油动机)关不下来。
调速汽门(油动机)打不开。
调速汽门(油动机)晃动。
油动机卡涩。
油动机密封面漏油。
上述六类故障,在机组正常运行中发生过,在机组启/停或试验过程中,也发生过。对于前四类故障,大多数的故障都有一个共同的特征:就是单个油动机发生故障,而其它油动机则不受影响,而且大多数故障都发生在高压调速汽门油动机上。后两类故障,也大都出现在高压调速汽门油动机上。
除上述故障之外,在#3、#4机大修中(#3机于1999年6月大修,#4机于2000年5月大修),高压调速汽门油动机解体后,发现油缸内壁都有不同程度的腐蚀、磨损,个别油缸内还发现有碳黑胶状物质,而且O形圈老化、腐蚀、磨损严重,还发现#3机#2高调门油动机控制块的内部通道结有大量的碳黑胶状物质,无法清除,重新购买并更换该控制块。
#4机组运行中还曾发生过#2高调门油动机控制块上所接的电液伺服阀、热工元件及电缆等因温度高而烧毁现象。
Ⅱ故障原因分析
对于上面描述的几类故障,在大多数的情况下,我们更换电液伺服阀后,其故障消失。由此可见,电液伺服阀在伺服执行机构上的故障率相当高。
高调门及其电液伺服阀的工作原理如图1。

图1 高调门及其电液伺服阀的工作原理
电液伺服阀是由一个力矩马达和两级液压放大及机械反馈系统组成。第一级液压放大是双喷嘴和挡板系统;第二级放大是一滑阀系统。其工作原理为:
当有欲使调节阀动作的电气信号由伺服放大器输入时,则力矩马达中的电磁铁间的衔铁上的线圈中有电流通过,产生一磁场,在两旁的磁铁作用下,产生一旋转力矩,使衔铁旋转,同时带动与之相连的挡板转动,此挡板伸到两个喷嘴中间。在正常稳定工况时,挡板两侧与喷嘴的距离相等,使两侧喷嘴的泄油面积相等,使喷嘴两侧的油压相等。当有电气信号输入,衔铁带动挡板转动时,则挡板移近一只喷嘴,使这只喷嘴的泄油面积变小,流量变小,喷嘴前的油压变高,而对侧的喷嘴与挡板间的距离变