浅析电厂汽机DEH控制系统故障产生的原因与对策

浅析电厂汽机 DEH控制系统故障产生的原因与对策

刘潇

华电新疆发电有限公司昌吉分公司 新疆 831100

摘要：电厂汽机DEH控制系统是保证电厂汽轮机稳定安全运行的重要组成部分，分析DEH控制系统的故障因素，明确具体故障内容，采取相应的故障处理措施，确保DEH控制系统各部件的功能性，提升电厂汽机DEH控制系统的保护控制功能，进一步促进汽机稳定运行，提高电力企业经济效益。

关键词：电厂汽机；DEH系统；故障；对策

DEH控制系统在整个汽轮机组中起着重要作用，其控制系统的质量直接影响到电厂设备的安全运行和电厂的经济效益。因此，必须确保DEH控制系统不会出现故障，DEH控制系统一旦发生故障，不仅会影响汽轮机组安全运行，还会引发一些安全事故。为保证整个系统的安全运行，电厂必须从电液系统、油系统、锅炉系统、伺服系统等方面积极探索更完善的方式来保证DEH控制系统的运行，促进汽轮机组的安全运行，从而提高电厂经济效益。

一、汽轮机DEH控制系统的发展

随着电网调节的需要，汽轮机技术不断发展，第一代汽轮机出现在百年前，其核心技术是机械式离心调速器。第二代汽轮机出现于二三十年代，它采用机械传动，又称感应环节，因此被称为机械、液压式调节系统，在第一代基础上，显著提高了响应速度、调节精度等细节问题。第三代汽轮机是四十年代的产物，模拟电液控制系统使用具有计算功能的电气元件来取代第一代与第二代的感应，传递放大机械，但它保留了液压执行器-油动机。五十年代中期，出现了当前使用最多的第四代汽轮机控制系统，它是唯一不依赖机械液压控制系统的纯电调系统，以电子计算为主要控制装置，模拟电气系统为手操后备，采用液压执行机构控制系统，简称汽轮机DEH控制系统。

二、电厂汽机控制系统组成

数字式电液控制系统(DEH)是专门用于控制电厂汽轮机组的启停、变速、功率等，以促进其安全运行的一种控制系统。因此，主要目的是保证机组的正常运行，主要控制对象为电厂汽轮机组，主要控制内容为机组的启停、变速、功率等。DEH系统主要由供油装置、管路系统、执行机构、超速保护和紧急遮断设备组成，其主要介质为磷酸脂抗燃油。供油装置主要由油箱、泵组、压力回路、过滤冷却回路等组成。泵组一般选用定压变量泵，可调节流量，保持泵出口压力稳定。压力回路主要由泵出口流量计、滤器、逆止阀、储能瓶等组成。过滤冷却回路主要由冷油器及旁路再生系统(包括精滤器及硅藻土滤器)组成。管路系统包括两种蓄能器组：连接管路和高低压，其功能是减少阀门操作引起的流量大幅变化对系统造成的冲击，稳压与储能作用。执行机构一般分为开关型及伺服型，节流孔板安装在开关型油动机与主管路间，而伺服型不安装节流孔板。当汽轮机转速达到额定转速的1.03倍时，必须迅速减小所有调节汽阀开度，该功能称为超速保护(OPC)；若汽轮机运行异常或突然故障导致转速上升至额定转速的1.15倍，仅靠OPC功能不足以控制转速的持续上升，则需紧遮断全部进汽阀门，这一功能称为紧急遮断(AST)。

该系统主要特点为：①DEH控制系统的有效应用有助于提高电厂汽轮机组的自动化水平，降低相关人员的劳动强度，提高电厂的经济效益；②采用先进的微处理技术，一方面可提高整个系统结构的紧凑性及可靠性，另一方面也使电厂汽机组的试验和维修更加方便；③该控制系统不但能充分发挥优先级控制、热电调节、抽汽压力控制等功能，还预留了接口，实现电厂汽轮机组的自动化运行。

三、DEH控制系统故障

1、在电液系统方面。DEH控制系统主备电源切换时，容易造成两路电源瞬时并联，冲击系统，造成DEH系统机柜停电事故。此外，电气不间断电源在运行中会逐渐增加电液转换器的卡涩死区，从而降低振幅值比，导致滑阀严重磨损，增加漏流量，容易造成电液转换器进出口压力差大的问题。

2、在保护系统方面。保护系统起着重要作用。但保护系统中的OPC件箱内的设备易出现故障，如人为误操作、OPC电磁阀信号线接触不良、OPC电磁阀未动作导致所有高中调门快速关闭，主汽门不关闭，导致DEH控制系统损坏，从而影响其正常运行。

3、在锅炉系统方面。DEH控制系统的自平衡能力由无机械液压调节，因此整个机组自评能力低。为提高机组转速，工作人员需调整其负荷设定值，但这种人工调整方法主要问题是随机性，而且调整速度慢，不能迅速降低锅炉负荷，长时间后锅炉会发生故障。

4、在油系统方面。在油系统方面，DEH控制的油管路大部分安装在蒸汽系统附近，所以在机组运行期间，汽机温度和压力将升高，受高温高压影响，油管路及部分元件会随着温度的升高而加速氧化速度，因此，DEH系统油的酸值随氧化速率的变化而增大，DEH油酸值指标合格值为0.15mg KOH/g。当酸值超过该值时，会腐蚀DEH油系统的控制部件，影响DEH控制系统的安全运行，甚至使汽轮机组发生遮断现象。比如，当DEH控制系统的油乳化时，在紧急情况下，经常会堵塞泄油孔，导致汽轮机转速失控，严重时可能损坏汽轮机。

5、伺服阀方面。伺服阀是VCC伺服系统的核心执行机构，是DEH控制系统电液转换的核心元件，主要将DEH控制系统自动分析得到的实时调节电信号转换为操作系统的液压信号，控制油动机行程，完成调度开度的实时调节。当伺服阀卡涩时(油质差，油中夹渣等异物引起)，轻则可能导致汽轮机调节系统摆动，不能稳定运行；在严重情况下，还可能导致紧急停机或无法正常启动等事故。

四、DEH控制系统故障的解决对策

1、在电液系统方面。电液系统的常见故障是电液转换器的故障，所以要解决这一现象，先要仔细检查电液转换器各个部件，特别是解体后的电液转换器，然后及时检查弹簧，及时更换一些弹力小的弹簧，若发现滤网损坏或堵塞，要及时检查滤网，并及时更换或清理。另外，滑阀阀杆也应及时检查，若发现磨损严重也应及时更换，以避免电液转换器的故障，确保DEH控制系统的安全运行。

2、在保护系统方面。在保护系统中，OPC板、MPC测速板极易发生故障。因此，为解决这一问题，要及时检查OPC板，若有问题应及时更换。在保护系统中，OPC板直接控制OPC电磁阀，在更换过程中，先切断板与阀间的联系，仔细检查和测试OPC板，仔细检查OPC板更换后是否能安全运行，若能安全运行再连接板与阀门。另外，及时检查MPC测速板，通常当汽轮机组转速大于1000r/min时，MPC测速板指示灯亮，表示汽轮机组运行正常。若指示灯不亮，则表示MPC测速板出现故障。因此，有必要及时更换，并在更换时，MPC测速板应一次更换，切忌几块测速板同时更换。

3、在锅炉系统方面。锅炉系统经常发生负荷，导致电力系统故障。因此，应在DEH控制系统中增加电网解列信号，以防DEH控制系统的超速回路，降低锅炉负荷，促进汽轮机组的安全运行。

4、在油系统方面。为解决油系统油含水过高问题，先要合理设计DEH控制系统中各元件的安装位置，避免其处于高温高压环境中，若某些元件必须面对这样的环境，可通过隔热和压缩空气对汽轮机组进行冷却，或增加通风通道以减少汽轮机组运行环境，从而改善高温高压影响。对于使用工业水的冷油器，可采用盐冷却或不锈钢管焊接。同时适当提高抗燃油的流动性，避免死油区现象。在整个汽轮机组停止运行后，应尽量保持DEH控制系统的油循环，以降低高温区油温。此外，再生装置也可安装在DEH控制系统中，再生装置中的硅藻土滤芯可用于降低油的酸度，安装再生装置时，必须抓住时机，在油酸值达到0.1mg KOH/g时安装，若酸值大于此值，应注意汽轮机组需更换新油。

5、在伺服系统方面。对于VCC卡等故障问题，应尽量在线调整。若不能采用上述方法，应及时更换故障VCC卡。更换时，应尽量避免门阀突然全开或全关等问题，以促进电厂汽轮机组的平稳安全运行。

参考文献：

[1]崔成川.电厂汽机DEH控制系统故障原因的探讨[J].工程技术，2016(06).

[2]代玉新.浅析电厂汽机DEH控制系统故障产生的原因与对策[J].科技创新与应用，2017(26).