660MW汽轮机DEH系统阀位反馈装置频繁卡涩磨损断裂原因分析与解决

芦建忠

摘要：蘇晋塔山发电有限公司DEH系统汽轮机高调阀、中调阀油动机线性阀位传感器（LVDT）自机组投产后频繁出现卡涩甚至断裂现象，成为影响机组安全运行的疑难杂症与不安全因素。调试期间就多次对高调阀油动机LVDT进行更换，更换后正常运行不超一个月，LVDT的测量调节杆就会磨损严重，当需要高调阀调节负荷时，会出现卡涩、造成油动机大幅度波动，导致机组负荷急剧变化，严重的影响了机组的安全运行，导致机组各项负荷试验和性能考核试验无法进行。通过检查拆下已磨损的LVDT装置，研究发现市场上这类通用产品存在设计缺陷，经过对其结构特点的调研，并就地取材对LVDT的结构进行改造，改造成本低廉，彻底的解决了现有产品的设计缺陷，确保了机组的安全稳定运行。

关键词：DEH控制系统LVDT测量装置;卡涩;振动;磨损;断裂;LVDT结构改造

一、概述

苏晋塔山发电有限公司的汽轮机DEH系统高压调阀、中压调阀油动机配套使用的位移传感器为线性位移传感器（LVDT），自机组投产后，机组的高压调阀、中压调阀运行状况不佳，尤其在机组负荷调整过程中很容易出现高压调阀的非线性波动，造成机组的发电负荷不稳定，对运行人员的监控与操作带来很大风险。机组投入运行两个月后，3#汽轮机DEH系统GV2、GV3主汽调节阀的四个线性位移传感器（LVDT）陆续出现问题，机组在变负荷时，高调阀在调节负荷过程中就会因出现卡顿、波动，导致机组负荷剧烈变化。检查发现线性位移传感器（LVDT）的测量调节杆都存在不同程度的磨损，联系哈汽厂家技术人员进行沟通并查阅大量的资料，多次到场进行检查，并重新更换新的位移传感器，但每次更换后只能保证两个多月左右的正常运行时间，不能从根本上彻底的解决问题。

二、DEH系统高压调阀位移传感器LVDT故障频发原因分析

在机组的停机后，技术人员将四个高压调阀的LVDT测量装置拆下进行检查，发现每个LVDT的测量调节杆都磨损严重，尤其是测量调节杆与测量装置本体端口的接触位置，不锈钢材质的杆已经磨掉了一半并带有凹槽，并且测量杆上的磨损区无论从磨损程度还是从位置上看都很有相同性，正是这些被磨出的凹槽导致测量调节杆上下运动受阻。汽轮机运行过程中，高调阀油动机跟随机组负荷变化的需要进行相应的调节，LVDT测量装置的调节杆在测量线圈管内壁形成的滑管内上下移动，通过测量调节杆上的导磁材料引起的磁通量变化强度，将高调阀油动机的阀位信号反馈至DEH系统，并与高调阀开度的指令信号相比较的差值进行PID运算，运算的指令结果至高调阀油动机执行，直到所需要的阀位开度。如果测量装置的调节杆卡涩，实际的高调阀油动机开度指令与反馈就会不一致，DEH控制系统中的开度指令就会处于执行状态，就会造成LVDT测量调节杆受外力的作用造成偏差，调阀发生抖动。

与机务人员配合测得我厂2、3号高压调节门LVDT杆连接装置径向振动值分别是0.772mm、0.435mm;0.257mm、0.090mm。高压调节门LVDT杆连接装置与高压调门阀套固定连接，高压调门阀套径向稍有振动LVDT杆连接装置将会扩大其振动，与哈尔滨汽轮机厂相关技术人员沟通，高压调门阀套径向振动是受力原因造成无法改善，可以在高压调门阀套与调节门LVDT杆连接部分加固，使其振动的扩大程度有所减弱。

机组在固定负荷运行时，LVDT的测量调节杆在测量线圈的滑管内处于一个稳定的位置，由于高温高压蒸汽流经阀体时带来的振动，将导致安装在油动机阀体上的LVDT测量调节杆在滑管内频繁的振动，使得测量结果与实际状态存在一定的偏差，导致高调阀的开度无法满足DEH系统预定的指令调整阀位导致高调阀发生抖动。

三、DEH系统高压调阀位移传感器LVDT技术改造方案

对于机组现在已安装的汽轮机高调阀的LVDT测量装置如果更换成其它类型的话，设备技术改进成本太高，又会影响机组的运行。只能对汽轮机现有LVDT测量装置的结构进行技术改造并解决卡涩的问题。LVDT的测量调节杆的卡涩、断裂原因分析清楚后，就有了LVDT测量装置技术改造的基本方向和目的，就是要彻底解决测量调节杆因机组运行中振动所导致的摩擦与碰撞问题，只有避免碰撞或者减弱碰撞强度，才能够降低测量调节杆的磨损。根据LVDT测量装置内部的构造特点，对结构进行分析后对装置的本体内部两端进行设置限位件并在测量调节杆顶端设置耐磨护套。LVDT测量调节杆穿过顶端限位件在滑管中滑动，并能减小测量调节杆运动过程中造成的径向偏移，能保证测量调节杆与测量线圈的同心度。

对LVDT测量装置测量杆进行加长，LVDT与油动机的连接装置采用万向型即使不同心也不会出现过磨损现象。基于LVDT测量装置的测量调节杆工作环境温度较高，在运行中均为50℃，非金属限位件的材料既要满足一定的强度，不但要光滑、摩擦力小，更具有耐高温特性，经过调研最终选择聚四氟乙烯耐温材料。然后再根据LVDT装置两端的安装尺寸，加工相匹配的限位垫片后进行改造。

DEH系统高压调阀位移传感器LVDT技术改造完成后，在重新安装之前又反复进行了多次测试，确保测量装置在冷态下运行平稳、无卡涩现象。在机组启动后热态下按要求对高调阀进行多次拉阀试验，以确保改造后设备的可靠性与稳定性。

四、技术改造后DEH系统高压调阀位移传感器LVDT的使用效果

汽轮机高调阀的位移传感器LVDT自从2021年4月份改造后投入正常运行，截至目前已运行近一年时间，通过检查比对运行记录曲线和就地观察，无任何异常情况。利用机组在检修停机中，对改造过的LVDT测量装置全部进行检查，发现测量调节杆无此前的磨损现象。

本技术改造方案彻底的解决了LVDT测量装置容易出现的上述问题，使用效果极好，具备向其他电厂推广使用的价值。提升电厂的生产效率，促进企业生产力的大幅度提升。

参考文献

[1]赵锐：汽轮机调门LVDT位移传感器故障治理探析.工业技术科技创新导报（A），2019（08）：（b）-0087-02