數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）是采用計(jì)算機(jī)控制器，通過(guò)電液轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門(mén)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，DEH的工作直接影響汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和機(jī)組負(fù)荷，密切關(guān)系機(jī)組的發(fā)電質(zhì)量和安全。近年來(lái)，有多臺(tái)機(jī)組多次發(fā)生帶負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的現(xiàn)象，引起機(jī)組負(fù)荷、壓力等參數(shù)的波動(dòng)，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

    1 DEH系統(tǒng)工作原理

    DEH控制系統(tǒng)包括2個(gè)閉環(huán)回路：一是伺服閥控制回路，對(duì)閥門(mén)進(jìn)行定位控制，采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律；另一是轉(zhuǎn)速、功率控制回路，對(duì)轉(zhuǎn)速和功率進(jìn)行閉環(huán)控制，也是采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律（見(jiàn)圖1）^[2]。

    計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理后的欲開(kāi)大或關(guān)小調(diào)節(jié)閥的電氣信號(hào)，經(jīng)伺服閥放大器放大后，在電液轉(zhuǎn)換器—伺服閥中將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)^[3]，使伺服閥主閥移動(dòng)，并將液壓信號(hào)放大后控制動(dòng)力油（高壓抗燃油或低壓透平油）通道，使動(dòng)力油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)活塞下腔，推動(dòng)油動(dòng)機(jī)活塞向上移動(dòng)，經(jīng)杠桿或連桿帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟；或使壓力油自活塞下腔泄出，借彈簧力使活塞下移關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。當(dāng)油動(dòng)機(jī)活塞移動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)一個(gè)線(xiàn)性位移傳感器，將油動(dòng)機(jī)活塞的機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，作為負(fù)反饋信號(hào)，與計(jì)算機(jī)處理送來(lái)的信號(hào)相加（因兩信號(hào)相反，實(shí)際是相減），只有在原輸入信號(hào)與反饋信號(hào)相加使輸入伺服放大器的信號(hào)為零后，伺服閥的主閥回到中間位置，不再有高壓油通向油動(dòng)機(jī)下腔或使壓力油自油動(dòng)機(jī)下腔泄出，此時(shí)調(diào)節(jié)閥停止移動(dòng)，停留在一新的工作位置。

    2 可能引起調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)的原因

    在伺服閥控制回路中任一環(huán)節(jié)的設(shè)備有問(wèn)題，都會(huì)引起調(diào)節(jié)汽門(mén)的波動(dòng)，一般出現(xiàn)以下幾方面問(wèn)題：（1）控制器出現(xiàn)故障會(huì)引起計(jì)算機(jī)的指令不穩(wěn)而使調(diào)節(jié)閥門(mén)波動(dòng)，此問(wèn)題可通過(guò)對(duì)主控制器進(jìn)行檢查，監(jiān)視其輸出點(diǎn)信號(hào)是否波動(dòng)便能確定是否有問(wèn)題，對(duì)于采用DCS的硬件做成DEH控制系統(tǒng)的，一般都具有故障診斷功能.因此在控制器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)有診斷指示則更容易處理這類(lèi)問(wèn)題。（2）油動(dòng)機(jī)引起調(diào)節(jié)閥門(mén)的波動(dòng)主要與動(dòng)力油壓有關(guān)，通過(guò)對(duì)動(dòng)力油壓的監(jiān)視可確定是否是因這一環(huán)節(jié)造成閥門(mén)波動(dòng)。（3）伺服閥卡澀對(duì)油動(dòng)機(jī)的正常工作有直接影響，如不正常會(huì)使閥門(mén)動(dòng)作不穩(wěn)，造成波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使閥門(mén)不能正常按運(yùn)行需要開(kāi)大或關(guān)小^[1]。（4）閥位反饋環(huán)節(jié)中的波動(dòng)主要是因反饋裝置造成的。可通過(guò)觀察閥位反饋曲線(xiàn)和實(shí)際閥門(mén)波動(dòng)趨勢(shì)是否一致進(jìn)行判斷，調(diào)節(jié)門(mén)波動(dòng)一段時(shí)間內(nèi)的閥位反饋波動(dòng)曲線(xiàn)見(jiàn)圖2，圖中有A、B、C3處是先向開(kāi)方向跳變，后向關(guān)的方向跳變，而實(shí)地觀察閥門(mén)的跳動(dòng)方向卻正好相反，而且閥位的跳動(dòng)在閥門(mén)動(dòng)作之前出現(xiàn)。從調(diào)節(jié)原理很容易看出，在伺服閥控制回路中，調(diào)節(jié)門(mén)的波動(dòng)是由于閥位信號(hào)的跳變引起的。由此可判斷調(diào)節(jié)門(mén)的波動(dòng)是由反映閥門(mén)位置的位移傳感器的故障造成的。

    3 位移傳感器

    用于DEH的位移傳感器的原理都是將位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在汽輪機(jī)控制系統(tǒng)中常用的一種是線(xiàn)性位移傳感器LVDT，它由芯桿與外殼組成，在外殼中有3個(gè)線(xiàn)圈，一個(gè)是初級(jí)線(xiàn)圈，供給交流電源；另外中心點(diǎn)兩側(cè)各繞有1個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈，這2個(gè)線(xiàn)圈反向聯(lián)接，故次級(jí)線(xiàn)圈的凈輸出是2個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)之差值。線(xiàn)圈中的鐵芯在2個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的中間時(shí)，2個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相等，則輸出的信號(hào)為零。當(dāng)鐵芯與線(xiàn)圈間有相對(duì)位移時(shí)，次級(jí)線(xiàn)圈感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)經(jīng)整流濾波后，變?yōu)楸硎捐F芯與線(xiàn)圈間相對(duì)位移的電氣信號(hào)輸出，由于鐵芯通過(guò)杠桿與油動(dòng)機(jī)活塞相連，輸出的電氣信號(hào)便可表示油動(dòng)機(jī)的位移，即是調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。另一種閥位反饋檢測(cè)裝置是德國(guó)產(chǎn)的磁滯式位移傳感器LDT，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，它的移動(dòng)磁環(huán)安裝在汽門(mén)的閥桿上，其余部分安裝在油動(dòng)機(jī)上，感應(yīng)棒測(cè)出磁環(huán)的位置，在經(jīng)過(guò)電子線(xiàn)路處理后輸出閥位反饋信號(hào)。

    4 位移傳感器的幾種故障及處理

    作為閥門(mén)位置反饋的線(xiàn)性位移傳感器，隨著閥門(mén)的變化而變化，其芯桿在線(xiàn)圈中反復(fù)移動(dòng)，由于芯桿與線(xiàn)圈間存在一定的間隙，芯桿移動(dòng)過(guò)程中經(jīng)常與線(xiàn)圈發(fā)生摩擦，線(xiàn)圈磨損，金屬芯桿與磨損的線(xiàn)圈接觸會(huì)影響傳感器的輸出，造成位置反饋的不穩(wěn)定引起閥門(mén)的波動(dòng)。更嚴(yán)重的是芯桿被線(xiàn)圈卡澀而不能暢通地移動(dòng)，在位移信號(hào)增大給芯桿積聚了一定的力后，又使芯桿產(chǎn)生一個(gè)跳動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)回路的作用也使調(diào)節(jié)汽門(mén)產(chǎn)生波動(dòng)。湖J匕黃石電廠(chǎng)一臺(tái)200MW機(jī)組采用新華電站控制公司提供的DEH對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行控制，在運(yùn)行過(guò)程中就曾出現(xiàn)過(guò)調(diào)節(jié)門(mén)波動(dòng)的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)多次認(rèn)真分析找到了問(wèn)題的原因，將線(xiàn)性位移傳感器拆下檢查發(fā)現(xiàn)線(xiàn)圈有幾處磨損，芯桿也有偏斜現(xiàn)象。后來(lái)制造廠(chǎng)在芯桿的外面加了一個(gè)塑料環(huán)，一方面使塑料環(huán)與線(xiàn)圈接觸，減少金屬芯桿對(duì)線(xiàn)圈的磨損；另一方面起到了芯桿的定位作用，保證芯桿在線(xiàn)圈內(nèi)平行移動(dòng)，使位置反饋信號(hào)更穩(wěn)定，解決了造成調(diào)節(jié)汽門(mén)波動(dòng)的問(wèn)題。

    在磁滯式位移傳感器LDT的使用說(shuō)明中要求其感應(yīng)棒部分的允許工作溫度為85℃，電子線(xiàn)路部分的允許工作溫度為65℃。由于LDT是與油動(dòng)機(jī)連接的，靠近汽門(mén)閥體，環(huán)境溫度高，加上連接部分的熱傳導(dǎo)，裝在LDT罩殼里的電子線(xiàn)路部分的溫度會(huì)超過(guò)65℃，使傳感器的工作不正常，影響反饋信號(hào)造成調(diào)節(jié)門(mén)的波動(dòng)。深圳媽灣電廠(chǎng)采用ABB公司提供的DEH配備的就是這種磁滯式位移傳感器，因傳感器受外界溫度的影響，采用對(duì)傳感器加冷風(fēng)冷卻的方法和在傳感器與油動(dòng)機(jī)連接處進(jìn)行隔熱的方法，降低LDT的工作環(huán)境溫度，保證其電子線(xiàn)路的工作溫度低于允許值，使傳感器的輸出穩(wěn)定，解決了調(diào)節(jié)汽門(mén)波動(dòng)的問(wèn)題。

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