双LVDT改造后GV3调门故障分析与处理

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

1 背景

安徽华电宿州发电有限公司2×630 MW机组为上海汽轮机厂制造的600 MW超临界汽轮机(西屋机型)，DEH系统4个高调门、4个中调门、2个主汽门采用单LVDT控制方式，通过VP卡接入美国艾默生公司的OVATION系统。以上情况若单支任一控制元件故障，则会导致机组DEH系统控制处于失控状态，严重影响机组运行可靠性。实际上国内电厂因为单支LVDT故障，或者通信电缆故障导致机组跳机的事件已经屡见不鲜。为提高设备控制水平，避免设备非停，减少故障率，提高机组安全经济性，2018年3月对#1号机组进行了双LVDT改造。

2 双LVDT概述

线性可变差动变送器简称LVDT，它是由铁芯、初级线圈、次级线圈组成，初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时，2个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0；当铁芯往右移动时，次级线圈2感应的电压大于次级线圈1，当铁芯往左移动时，次级线圈1感应的电压大于次级线圈2，两线圈输出的电压差值大小随铁芯位移而成线性变化。

3 双LVDT改造调试

3.1 改造方案

此次双LVDT改造将原单LVDT安装支架更换为双LVDT安装支架，考虑到支架的可靠性及2个LVDT之间的信号干扰，支架采用上汽厂为该机型配套的专用支架。系统在原DEH控制系统基础上增加一个扩展柜用于新VP卡安装，新旧VP卡之间通过专用通信线连接，实现双LVDT冗余功能。对新增硬件进行组态定义，完成逻辑上的冗余配置。 双LVDT改造后实现冗余功能如下：①VP卡故障 (包括PI回路微处理器，内存，DA转换器回读，Ovation看门狗定计时器，冗余通信看门狗定时器等诊断)。②线圈故障(如主VP卡诊断到线圈短路或开路，将会自动切换到备用VP卡)。③LVDT故障(如主VP卡诊断到位置反馈的行程偏差偏离设定值将会自动切换到备用VP卡)。

3.2 静态调试

1 )静态调整。检查LVDT安装及接线情况。①检查LVDT就地接线盒内端子是否紧固。②测量双LVDT的伺服阀线圈、初级线圈、次级线圈1及次级线圈2阻值是否正常。③检查LVDT连杆各接头螺丝是否紧固。④检查LVDT支架与期末阀芯连接是否牢固。⑤检查LVDT安装是否在线性区内，可通过微调LVDT固定内六角螺丝来调整线性区。

2)DEH系统运行后，大机挂闸，进行双LVDT行程校验。

3)校验行程时，点击对应的卡件即可弹出操作窗，点击“CAL ZERO”，等待系统MODE变成NORMAL后，零点校验结束。点击“CALL HUNDRED”，等待系统MODE变成NORMAL后，点击“FUL CALL”，等待系统MODE变成NORMAL后，满位校验结束，参数自动保存，校验结束后点击UPLOAD并查看数据前后变化情况。

4)待调门校验结束后对调门动态调整。对TV1A、TV1B、TV2A、TV2B、GV1A、GV1B、GV2A、GV2B、GV3A、GV3B、GV4A、GV5B、IV1A、IV1B、IV2A、IV2B、IV3A、IV3B、IV4A、IV4B进行0、25%、50%、75%、100%阀门开关试验，并由机务人员就地测量阀门行程，确保阀门是否线性。

5)调门动态整定试验结束后，检修人员模拟双LVDT中有一个LVDT故障后冗余切换试验。

4 GV3调门故障分析与处理

4.1 事件经过

2018年4月8日，1号机组修后启动，双LVDT改造后各参数显示正常，4月10日，运行人员发现#1机#3高调门DCS画面反馈由原来的绿色变为红色，由主LVDT切到辅LVDT运行。热控检修人员办理工作票对#1机#3高调门LVDT进行检查，检查发现#3高调门LVDT传动装置与阀门本体金属部分有摩擦痕迹致使LVDT阀门连杆有转动，造成#3高调门指令反馈偏差大。

4.2 原因分析

经专业组确定处理检查方案后，办理工作票，申请将#1机#3高调门开度逐步关闭到0，指令到0后，机务专业确认就地阀门实际开度为0，DCS画面显示主LVDT开度-3.5%，辅LVDT显示开度7.09%。判断为高调门LVDT传动装置处阀门连杆有转动，致使一个显示为正值，另一个为负值。强制阀门开度指令后，检修人员就地检查发现LVDT阀门固定杆与#3高调门本体限位槽有碰磨情况改造后的双LVDT的连杆与机务连接处是用螺母固定的，当机组运行时由于高调门长时间活动连杆受力导致固定螺母松动造成#3高调门主LVDT指令反馈偏差大。

4.3 处理过程

1)用管钳紧固#3高调门LVDT传动装置与连杆处螺帽。

2)将#3高调门LVDT传动装置阀门杆与阀门本体连杆螺帽处焊死，防止阀门调节动作过程中碰磨造成连杆转动，确保LVDT正常工作(图1)。

图1 阀门连杆螺帽焊接后

3)举一反三，对本次改造过的其他调门的连杆固定螺帽进行焊接。

5 结语

由于本次#1机组双LVDT改造后，未全面考虑到行机组实际运行情况，机组启动由于调门频繁调节导致连杆固定螺帽松动。通过本次事故也吸取教训，为后续#2机组的双LVDT改造总结经验。通过双LVDT改造后，机组经济性有了很大提高，至今#1机组未发生一起LVDT故障事件，有效地减少系统故障率，减少电厂非计划停机，减小检修人员的工作量，降低维护成本，对机组稳定运行有很大的作用，为电厂带来更多的经济效益。