某公司水泥熟料生產(chǎn)線為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排利用水泥窯系統(tǒng)余熱廢氣發(fā)電，配套建設(shè)一套低溫余熱發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)為多級(jí)混汽凝汽式NZ11-1.15/0.13，額定輸出功率11MW，入口蒸汽壓力為1.15MPa，補(bǔ)汽壓力0.13MPa，交流發(fā)電機(jī)QFW-12-2A額定功率12MW，年發(fā)電量占公司生產(chǎn)線總用電量1/3，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。2013年12月19日汽輪發(fā)電機(jī)組在升負(fù)荷過(guò)程中突然出現(xiàn)高調(diào)門油動(dòng)機(jī)活塞震顫，同時(shí)壓力油進(jìn)油管、控制油進(jìn)油管也隨之共振顫動(dòng)。隨后對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行降負(fù)荷操作，仍不能使油動(dòng)機(jī)活塞上下震顫穩(wěn)定下來(lái)，并且油管由于震動(dòng)出現(xiàn)滲油，被迫停機(jī)檢查。
一、油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
油動(dòng)機(jī)又稱伺服液壓馬達(dá)：包括錯(cuò)油門、油缸活塞及活塞桿、殼體、反饋控制部分。油動(dòng)機(jī)是調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如圖1、2)。
圖1油動(dòng)機(jī)外部結(jié)構(gòu)
圖2 油動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
高調(diào)門油動(dòng)機(jī)活塞的上下運(yùn)動(dòng)是由油動(dòng)機(jī)的錯(cuò)油門工作控制的。而油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門的上下運(yùn)動(dòng)是由DDV伺服閥電液調(diào)節(jié)工作的。關(guān)閉主蒸汽管道電動(dòng)截止閥，重新掛閘，檢查各油系統(tǒng)高壓油泵出口油壓、AST油壓、OPC油壓、DDV伺服輸出油壓比平時(shí)正常運(yùn)行略微偏低一點(diǎn)，但均在正常范圍內(nèi)。OPC電磁閥是超速保護(hù)控制閥，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)OPC電磁閥失電關(guān)閉；AST電磁閥是自動(dòng)停機(jī)跳閘保護(hù)控制閥，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)AST電磁閥應(yīng)該得電關(guān)閉，由于油系統(tǒng)各油壓均在正常值，說(shuō)明DDV伺服閥下面插裝閥體進(jìn)出油道是通暢且無(wú)卡澀的，排除了油道堵塞即電液系統(tǒng)中。
二、油動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析及故障排查
油動(dòng)機(jī)是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它接受DEH控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，操縱汽輪機(jī)閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而達(dá)到控制汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及保護(hù)機(jī)組安全的目的。
圖3油動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖
檢查電液系統(tǒng)中“電”即DDV伺服閥控制線路信號(hào)是否正常，首先檢查DDV伺服閥零點(diǎn)是否漂移，對(duì)DDV伺服閥進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定，拔下DDV伺服閥的航空插頭對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)標(biāo)定，在此過(guò)程中閥門動(dòng)作穩(wěn)定沒(méi)有震顫現(xiàn)象發(fā)生。插上航空插頭后對(duì)調(diào)門進(jìn)行拉閥試驗(yàn)時(shí)，油動(dòng)機(jī)及油管道又開(kāi)始震顫。其次對(duì)DDV伺服控制系統(tǒng)排查：
(1)更換了一個(gè)新的DDV伺服閥，但是震顫現(xiàn)象仍然存在。
(2)對(duì)DDV伺服閥航空插頭進(jìn)行檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相間短路及接地現(xiàn)象。
(3)更換DDV伺服閥控制卡件至備用通道也不能使油動(dòng)機(jī)活塞穩(wěn)定下來(lái)。
通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析，對(duì)引起油動(dòng)機(jī)震顫故障因素逐一檢驗(yàn)、檢查排除過(guò)程見(jiàn)表1。
表1引起油動(dòng)機(jī)震顫故障及處理
三、油動(dòng)機(jī)震顫原因分析及解決
經(jīng)過(guò)以上現(xiàn)場(chǎng)排除液壓系統(tǒng)伺服閥組、電氣控制系統(tǒng)和油液清潔度等各方面因素后，檢查拆卸解體高調(diào)門油動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)油動(dòng)機(jī)底部高壓耐油石棉板已經(jīng)沖刷破損腐爛嚴(yán)重（如圖4、5）。
圖4殼底墊片損壞
圖5清理墊片
現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有兩方面原因，一是油動(dòng)機(jī)出廠時(shí)墊片沒(méi)有按殼底板油口制作留孔，導(dǎo)致高壓油長(zhǎng)期浸泡沖刷沒(méi)有按設(shè)計(jì)開(kāi)口的墊片石棉板而腐爛；二是錯(cuò)油門底座蓋板螺釘松動(dòng)，蓋板突起不平，墊片上下不平整，油浸泡墊片，導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)壓力油進(jìn)油、回油以及油動(dòng)機(jī)活塞進(jìn)油、回油接通，DDV伺服閥判斷并反應(yīng)油壓信號(hào)出現(xiàn)混亂。從而使從DDV伺服閥出來(lái)給到錯(cuò)油門的脈沖油壓時(shí)大時(shí)小，錯(cuò)油門時(shí)上時(shí)下不能穩(wěn)定，油動(dòng)機(jī)活塞也隨之上下震顫，同時(shí)油管道也隨之共振。按照殼底板采用優(yōu)質(zhì)耐油石棉板，按殼底板油口留孔制作墊板，緊固底座蓋板螺釘保證底板平整無(wú)凸起，重新清理密封后安裝油動(dòng)機(jī)調(diào)試，油動(dòng)機(jī)活塞上下震顫和油管道震動(dòng)消失,汽輪發(fā)電機(jī)組一次掛閘并網(wǎng)恢復(fù)正常發(fā)電運(yùn)行。
四、結(jié)束語(yǔ)
引起汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)高調(diào)門震顫的原因有多種，查找比較復(fù)雜困難，通常首先會(huì)想到DDV伺服閥等液壓系統(tǒng)油臟卡澀、磨損泄漏或控制系統(tǒng)接觸反饋信號(hào)不良導(dǎo)致震顫故障發(fā)生，不易想到或判斷油動(dòng)機(jī)底板墊片損壞出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致進(jìn)出油短路發(fā)生震顫故障，總結(jié)油動(dòng)機(jī)高調(diào)門震顫主要因素可歸納為：
(1)高調(diào)門LVDT位移傳感器閥位反饋異常、連接桿出現(xiàn)松動(dòng)、信號(hào)接線松動(dòng)。
(2)DDV伺服卡參數(shù)不當(dāng)、伺服閥零點(diǎn)漂移、伺服閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)接線松動(dòng)。
(3)指令信號(hào)有干擾、DEH指令信號(hào)波動(dòng)
(4)DDV伺服閥或油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門卡澀、系統(tǒng)油壓波動(dòng)、油動(dòng)機(jī)進(jìn)、回油室竄油。
今后經(jīng)驗(yàn)是汽輪機(jī)大修時(shí)要檢查油動(dòng)機(jī)底板墊片完好性及底板平整度避免凸起，及時(shí)按設(shè)計(jì)要求制作更新耐油石棉橡膠板并留好油孔位置，同時(shí)，定期檢查回油箱過(guò)濾網(wǎng)上殘留雜物，便于分析發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及早解決，汽輪機(jī)油液一定要符合清潔度等級(jí)技術(shù)要求，可以實(shí)現(xiàn)再線過(guò)濾，避免發(fā)生油動(dòng)機(jī)高調(diào)門震顫故障或事故，保證發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定正常運(yùn)行，發(fā)揮節(jié)能減排作用。
