给水泵汽轮机低压调门关闭时间过长的分析处理

Analysis and Treatment on the Closing T ime of Low pressure Governing Valve Being Overtime in One Driving Feed water Pump Turbine
WEN Xian kui, ZHAO Wei, ZHONG Jing liang ( The Electric Power T est ing & Research Institute of Guizhou, Guizhou 550002, China)
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试验情况
12 月 30 日测试小机汽门 关闭时间 , 测试图如图 1 所示。
从图上发现 , 以停机信号发出为时标原点 , 232ms 时高压调 门 开始 关闭 , 332ms 时 关闭 到位 , 自身 关闭 时间 100ms, 1 674ms 时低压调门开始动作 , 2 525ms 时关闭 到位 , 自身关 闭时间 为 851ms, 总关闭时 间为2 525ms, 大大超过规程 关于总关 闭时间 必须小于 1 000ms 的规定。另外 , 经过多次试验 , 发现 : ( 1) 不论高 压调 门是否 全开 , 低 压调门 始终 在高 压调 门 关完后才开始关闭 ; ( 2) 如果只开启低压主汽门、 低压调门 测试关闭时 间 , 关 闭时间大大缩短 , 测 试图 如图 2 所示 , 总关 闭时 间为 481ms, 自身关 闭 时 间为 291ms。但 只 要 开 启 高 压调 门 , 即 使 只 开 10% , 低压调门的关闭时间又和以 前一样 ; ( 3) 低压调 门在 高压调 门开 始关 闭时有 抖动 现象 , 但 仍 要待高压调门关闭后才开始关闭。
Abstract: During course of tuning one driving feed water pump turbine, we found that the closing time of the low pressure govern ing valve was overtime. After lots of analysis and tests in different ways, we found that the reason was quite special. It was be cause the wrong wire jumper arose on trip bias which was set up in NTHS03 of HSS03. Key words: driving feed water pump turbine; low pressure conditioning valve; closing time; analysis and treatment 的 MEH 系统 , 液压部 分为 高压 抗燃 油系 统 , 包括 5 个 部分 : 低压主汽阀油动机、 高压主汽阀油 动机、 低压调节 阀油动机、 高压调节阀油动机和蓄能器总成。 贵州黔北发电 厂 4 300MW 机 组给 水泵 组 配置 为 2 台 50% 容 量的汽动给 水泵 和 1 台 50% 容 量的电 动给 水泵。 汽 动给水泵 所配 小 汽 轮机 为 东方 汽 轮 机厂 生 产 的 D 3. 6A 0. 78- 1 型3. 6MW 驱动给水泵用 变速凝汽式汽轮机。该机设 有 2 个相互独立 的汽 源 , 工 作汽 源为 低压蒸 汽 , 来自 主机 的 中压缸排汽 , 辅 助汽源 为高 压蒸汽 , 来 自锅 炉新蒸 汽。两 种 汽源由各自的主汽门和调节汽门控制 , 两种汽源 根据负荷 情 况自动实现内部无扰切换。调节系统 采用 MEH 高 压抗然 油 控制系统 , 控制系 统是 由 ABB 公 司提 供的 INFI - 90 数字 电 调控制系统 , 2 台 小汽轮机具有完全相同的硬件与软件配置 , 分别有 2 块多功能 处理 器 MFP02( 互 为冗余 ) 、 2 块频 率计 数 子模件 FCS01 、 2 块控制 I/ O 子模件 CIS02 、 3 块数字输入子 模 件 DSI02、 4 块数字 输出 子模 件 DSO04、 2 块 液 压伺 服子 模 件 HSS03、 1 块通讯模件 NIS01/ NPM01 以及相应的端子板和电 源 模件。 在调试过程中 , 发现低 压调 门关闭 时间 过长 , 大 大超 过 有关规程 规 定。通 过汽 机和 热 工专 业人 员 多方 面 分析、 查 找 , 最终发现原 因是低压调门的液 压伺服子模件 HSS03 所 使 用的端子板 NTHS03 上停机偏置的跳线 错误。此 问题较有 特 殊性 , 现将问题的分析过程总结如下 , 供同类型机组参考。 高低压主汽阀油动机的结构、 动作原理 基本相同。主 要 由 1 个二位四通电磁 阀换向 阀、 1 个卸 荷溢流 阀和液 压缸 组 成 , 油动机采用单侧进油 , 高压抗燃油只 用来打开主 汽阀 , 主 汽阀内部装有 复位弹 簧 , 当主 汽阀需 要关 闭时 , 油动 机和 主 汽阀在弹簧力的作 用下迅 速关 闭。高压 抗燃 该电 磁 阀由 2 个线圈、 1 个阀芯和阀体组成。一次安全油 压建立后 , 卸荷 阀关闭 , 换向电 磁阀 的某 个线圈 通电 , 滑 阀移动 使液 压 缸活塞下部腔室与高压油接通 , 活 塞上行 , 打开主汽 阀 ; 停 机 指令发出后 , 危急遮断电磁阀动作 , 一次 安全油压失 去 , 卸 荷 阀打开 , 同时 , 换向阀另 1 个线圈 通电 , 滑阀移动使 液压缸 活 塞下部腔室通过 1. 6mm 的节流孔、 换向阀以 及卸荷阀与 回 油接通 , 活塞在弹簧力作用下使主汽阀 关闭。 高低压调节阀油 动机的 结构、 动作 原理 基本 相同 , 均 通 过电 液伺服阀将电信 号转 换为液 压信 号 , 控制 调节阀 开度。 它由 位移传感 器 ( LVD T) 、 电 液伺 服阀 ( MOOG 阀 ) 、 液 压缸 和 配油板等元件组成。油动机为双侧进油 式 , 高 压油既用来 开 启调节 阀 , 也 用 来 关 闭 调 节 阀。 高 压 抗 燃 油 先 经 过 一 个 10 m 的精细滤网 , 再 经 过油 管路 进入 电液 伺服 阀的 滑阀 腔 室里。电液伺服阀的 电信号 来自 MEH 控制 器 , 当伺 服阀 两 线圈输入电信号时 , 由于作用在伺服 阀力矩马 达上的力矩 不 平衡 , 引起伺 服阀 移 动从 而改 变 与液 压缸 相 通的 进出 油 窗 口 , 使调节阀动作 , 调节 阀的 移动 方向取 决于 电液伺 服阀 的
图2 只开启低压主汽门、 低压调门测试图
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分析处理
通过 液压伺服子模 件 HSS03 的 快速 输出 动作伺 服阀 来快 速 关闭调门。所以 问题 应该出 在液 压伺 服子 模件 HSS03 的 输 出上面。 首先 , 调门已经 通过 校验 , LVDT 也 调整 完毕 , 动 作与 反 馈均无误。从软件上面出现问题的可能 性很小 , 为保证准 确 查明问题 , 还是先认真检查了逻辑 , 确定 逻辑准确 无误以后。 于是将重点放 到硬件 上面 , 检 查低压、 高 压调 门的液 压伺 服 子模件 HSS03 的跳线 , 也没有发现 异常。继续检 查低压调 门 的液压伺 服子 模件 HSS03 所 使用 的端 子板 NTHS03, 发 现 其
第 46 卷 第 5 期 2004 年 10 月
汽 轮 机 技 术 TURBINE TECHNOLOGY
Vol. 46 No. 5 Oct. 2004
给水泵汽轮机低压调门关闭时间过长的分析处理
文贤馗, 赵 伟, 钟晶亮
( 贵州电力试验研究院, 贵州 550002)
摘要 : 某台驱动给水泵用小汽轮机在调试时发现低 压调门 的关闭 时间过 长 , 通 过多方 面分析、 试验 后 , 最 终发现 原 因较为特殊 : 是低压调门的液压伺服子模件 HSS03 所使用的端子板 NTHS03 上停机偏置的跳线错误。 关键词 : 给水泵汽轮机 ; 低压调门 ; 关闭时间 ; 分析处理 分类号 :TK267 文 献标识码 : B 文章编号 : 1001 5884( 2004) 05 0374 03
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移动方向 ( 即 输入信 号 ) 。 为了维 持调 节阀 的开 度 , 用 LVDT 反馈阀位信号。LVDT 的滑动部件与液 压缸的活 塞杆机械 连 接 , 其滑动部件所产生的阀位 反馈信号送 往 MEH 控制 器 , 该 信号与 MEH 控 制器的伺服 板输入 信号 平衡 时 , MEH 控制 器 的伺服板输出为零 , 这时伺服阀与液 压缸相通的 进出油窗 口 关闭 , 调节阀维持当 时的 开度不 变 , 直到 电液 伺服阀 接到 下 一个输入控制信号为止。
图 1 第一次测试图 图3 将高压调门和低压调门的通道地址调换后测试图
( 5) 经认真 分析 , 由 于给水 泵汽 轮机调 门的 结构 与主 汽 轮机调门的结构不同 , 主汽轮机 调门的快速 关闭有 2 种实 现 途径 , 一是通过快关 电磁 阀动 作将高 压抗 燃油排 掉 , 释放 油 压在调门弹簧 的作用 力 , 利用 弹簧力 将调 门快速 关闭 , 二 是 通过 液压伺服子模 件 HSS03 的 停机 偏置 将伺服 线圈 输出 迅 速减小 , 使伺服阀快速动作将调 门关闭。而给 水泵汽轮机 调 门是弹簧反座 门 , 将 高压 抗燃 油排掉 不能 将门关 下来 , 只 能
计使关闭调门的环节过多 , 且受到一 次安全油 压力开关的 特 性限 制。如果 压力开 关不 动作 , 将无 指令 关闭调 门 , 给机 组 安全带来严重隐患 , 经研究后将热工 逻辑改为 打闸指令发 出 后直接发停机偏置去关闭调门 , 更改 后重新测 试没有明显 改 善。 ( 2) 检查 MEH 系统指令时间序列。 为了明确是热工方面原因还是汽机 方面的原因 , 我们 对 MEH 伺服板上的输出 进行了 录波 , 发现高 、 低 调门伺 服板 在 打闸 指令发出 160ms 后同时输出 关闭信号。 另外 , 通过更 换 高、 低压调门 MEH 卡件 , 重 新校 验阀 门 , 仍然 无效。 证明 热 工逻辑方面没有问题 , 开始在汽机方面 查找原因。 ( 3) 根据低 压调 门抖 动一下 才开 始关闭 的现 象 , 分析 可 能是压力油排油不 畅而造 成。怀 疑是高 低压 蓄能器 未正 常 工作 , 因为高压蓄能器的作用就是当 调节阀油 动机在迅速 关 闭需要大量耗 油时 , 它可 以提 供瞬时 所需 的大量 供油 , 并 维 持系 统压力在正常运 行范 围内 , 以确 保油 动机 的快速 响应 ; 低压 蓄能器的 作用 是 在主 汽门、 调门 关闭 出 现较 大排 油 量 时 , 它可以吸收暂时 增加 的排 油量 , 以防 止回 油背压 过高 导 致阀门关闭缓慢。通 过检 查 , 高 低压 蓄能 器均投 入 , 且充 氮 压力正常 ( 高压蓄能器 10MPa、 低压蓄能器 0. 2MPa) 。 ( 4) 将高压 调门 和低 压调门 的通 道地址 调换 , 即 高压 调 门的指令动作低压调门 , 而低压调门 的指令动 作高压调门 重 新进行试验 , 测试图如图 3 所示 , 发现动作 顺序和原 来相反 : 高压调门在低压调 门关闭 后才 开始 关闭。问 题的原 因又 转 移到了热工方面。