小机调门无法操作的处理经验分享

李明广

摘要：本文结合我公司#6机组检修结束后，对小机调门整定过程中出现多种无法操作的问题进行分析，分享了调门故障处理过程的整体思路及本次处理的方法。

关键词：伺服阀；整定；调门 ；LVDT；通讯故障

1 综述

LVDT是小机调门自动控制的反馈环节，当LVDT出现故障时，将直接影响机组安全稳定运行，所以当机组正常运行过程中出现LVDT故障时，就要去我们尽可能的在线消除故障，但是如果处理不当，很有可能导致机组甩负荷、非停等事件。现将我公司小机调门出现的故障及处理方法总结经验供大家分享。

2 处理过程

我公司某厂#6机组故障情况出现在机组检修结束后机组启动恢复前，故怀疑机组检修期间对调门LVDT接线检查时人员接错线导致。首先对接线进行对比检查（与另一台停运但操作正常的小机接线进行对比），未发现明显异常。将LVDT反馈及MOOG阀指令线均拆除后，用万用表单根校线，也均未发现问题。恢复接线后，在就地拆开LVDT与油动机连接部分后，用手全程拉动LVDT后对伺服板SM3461上两个LVDT反馈电压进行测量，发现在LVDT不同开度时两个LVDT反馈电压基本一致，且其零位、满位电压在允许范围内（零位0.2-1.5VDC,满位3.5-4.8VDC），也验证了比对接线未发现问题的情况。初步排除了LVDT接线错误导致该种情况发生的可能。其次对MOOG指令线进行正负极对调试验，结果调门油动机均无法操作，但在恢复MOOG阀接线的时候出现调门瞬间全开的情况（注意：在试验的过程中始终要做好油动机突然动作的预想，保证身体任何部位不在油动机动作范围之内，防止发生人身伤害），因此怀疑MOOG阀存在问题，随即联系汽机检修人员对MOOG阀进行了更换，但在MOOG阀更换后调门仍无法操作。通过以上检查初步判断就地设备正常，将故障点转移到SM461-SM3461伺服模块（SM461为模块，SM3461为其对应底座）方面进行分析。

首先对SM3461进行更换（更换前仔细核对新、旧SM3461上的拨码开关，以原SM3461为准），更换后试验，调门油动机仍然无法操作。然后对SM461模块进行更换，但是在更换SM461模块时发现，SM461上状态指示灯“AM”点亮（这与平时状态不同，且在系统状态图中，该SM461模块的点信息中“小汽机CV1手自动状态”点在线值也能够与之对应），即此时该SM461处于手动状态，因此微机内给定的阀位值未能传递到就地控制MOOG阀进行油动机的调整。查询SM461硬件手册发现：“SM461模块由自动切换为手动的触发条件包括： ①SM461模块与主控单元之间的DP通讯中断，在20秒内没有收到主站的信息，同时满足无扰切换条件，则伺服单元自动切换为手动方式。②在满足无扰切换的条件下，按下手操盘的手/自动切换按钮期间，伺服单元可切换为手动方式。”

在找到故障原因之后，便对连接SM3461与SM461所在机笼的DP线进行了更换，结果更换DP线之后，SM461仍为手动状态，随即对SM461所在的机笼进行了更换，更换之后SM461模块上“AM”状态灯熄灭，表示SM461模块与主控单元之间的DP通讯恢复，之后按照正常的流程对小机调门油动机进行了整定，恢复正常。

2.2我公司某厂1号机组运行期间，1-1小机调门多次出现调门晃动现象，其特征是：调门指令保持不便，开关程度忽大忽小，反复震荡造成负荷随之波动，相应的EH油管晃动，给机组的安全运行带来了较大的威胁。

DEH控制系统的阀门执行机构是阀门位置伺服控制回路组成的闭环控制装置，跟随阀门移动的阀门位置传感器（LVDT）将阀门的位置信号转换成电气信号，作为伺服控制回路的负反馈。计算机输的阀门位置指令信号与阀门位置反馈信号相等时，阀门被控制在某已位置，可见阀门位置反馈信号在阀门伺服控制同路中时一个非常重要的信号，该信号的可靠性直接关系到闭环控制装置的可靠性。LVDT实质是一只差动变压器。有三根引线。当1号、3号任一根线开路时，输出信号至最大；当2 号线开路时，输信号至最小。当汽轮机处于单阀控制时，LVDT故障造成的危害会小一些；当汽轮机处于顺序阀控制方式时，1号、2号调门的LVDT故障造成的危害就会大一些。甚至停机。解决方法采用LVDT智能高选阀位反馈方式。LVDT信号偏差大报警、自动判别并切除故障信号、信号超出正常范围时则输出为低限值等逻辑判断能力，使两只LVDT实现真正的双冗余，将系统故障率降到最低。

造成出现此次异常的原因:一是参数设置不当。在输入指令不变的情况下，调门反馈信号发生周期性的连续变化。2只LVDT在VCC卡内部高选，但如果2只LVDT频差过小，会导致高选在2只LVDT之间来回切换造成震荡，但这种震荡只要通过将频差调大即可避免。二是机械原因造成故障。连接LVDT铁心与线圈内壁产生径向摩擦，将铁心或线圈磨坏，导致调门波动；这种情况比较复杂，原因很多，调门与LVDT膨胀不均、调门振动、铁心固定不正等都回导致这种情况。可以采取以下方式避免，安装时尽量保证铁心与连接板孔垂直，将铁心提起对线圈孔洞与连接板孔让铁心自由落体直至顺利通过2孔，然后将铁心固定，对LVDT进行全行程的滑动检查，观察LVDT铁心和滑杆走动是否顺畅。

通过现场分析，本次异常的原因是1号调门的LVDT1故障。其开度信号虽然被高选选中，但未真实反应1号调门开度（比实际值偏大），DEH通过VCC卡硬件判断，将1号调门关闭。

两只LVDT交叉工作相互干扰，阀门位置反馈是取现场对应阀门的两只LVDT的高选值，运行中的2只LVDT数值相近。故出现大小相互交错现象造成高选后LVDT值波动，影响机组的稳定运行。对此，将一个LVDT的零点和满度进行参数优化，避免了反馈相互扰动的区域，解决了高调门不正常摆动。

3 小机调门故障在线调试方法

我厂小机为双路LVDT设置，若只有单路LVDT故障时，不会影响阀门的阀位反馈及机组的正常运行，可解除故障一路LVDT，可以待停机时更换；但是在机组运行状态下，为了保证冗余备用，最好还是进行在线更换。

用万用表测试LVDT的初级线圈及次级线圈输出电压（0-5V），即SM3461模块上的调试测试孔“LVDT1”/“LVDT2”与“GND”之间的电压值，当LVDT1”与“GND”之间的电压值测量值大于5VDC时，说明LVDT1存在断线，而因双路LVDT信号为低选，主控单元接收到的为LVDT2信号；若没有断线情况，可略微调整下阀门开度，观察LVDT电压反馈的变化，以确定损坏的LVDT，以便于更换。

在线更换LVDT时，应对该阀门关闭和强制，并对伺服阀的进油截止阀关闭。更换故障的LVDT之前做好标记，以便新安装的LVDT与原来的位置尽量相同，监护人必须监护到位，应确保整个过程可控；若条件允许的话，可以对调门进行试验，即逐步将阀门的指令由0%至100%，再有100%至0%，比对阀门指令与反馈的一致性等，试验无问题后根据工况解除强制。

4 总结

本次故障处理过程，带给我们的启示是：要善于观察各设备原始状态及DCS厂家设置好的各种报警或故障提示，这些提示能够给我们解决问题带来实质性的帮助，另外，在进行检修拆除与恢复接线的过程中，务必做好各种标记，防止后续因接线错误给正常的工作带来麻烦甚至是因接线错误导致的设备异常或设备损坏。

参考文献

[1]张琴玲.600MW汽轮机调门无法开启原因分析[C].中国电力企业联合会科技开发服务中心,2010:1752-1758.