雙LVDT改造后GV3調門故障分析與處理

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234000)

1 背景

安徽華電宿州發電有限公司2×630 MW機組為上海汽輪機廠制造的600 MW超臨界汽輪機(西屋機型)，DEH系統4個高調門、4個中調門、2個主汽門采用單LVDT控制方式，通過VP卡接入美國艾默生公司的OVATION系統。以上情況若單支任一控制元件故障，則會導致機組DEH系統控制處于失控狀態，嚴重影響機組運行可靠性。實際上國內電廠因為單支LVDT故障，或者通信電纜故障導致機組跳機的事件已經屢見不鮮。為提高設備控制水平，避免設備非停，減少故障率，提高機組安全經濟性，2018年3月對#1號機組進行了雙LVDT改造。

2 雙LVDT概述

線性可變差動變送器簡稱LVDT，它是由鐵芯、初級線圈、次級線圈組成，初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內部有一個可自由移動的桿狀鐵芯。當鐵芯處于中間位置時，2個次級線圈產生的感應電動勢相等，這樣輸出電壓為0；當鐵芯往右移動時，次級線圈2感應的電壓大于次級線圈1，當鐵芯往左移動時，次級線圈1感應的電壓大于次級線圈2，兩線圈輸出的電壓差值大小隨鐵芯位移而成線性變化。

3 雙LVDT改造調試

3.1 改造方案

此次雙LVDT改造將原單LVDT安裝支架更換為雙LVDT安裝支架，考慮到支架的可靠性及2個LVDT之間的信號干擾，支架采用上汽廠為該機型配套的專用支架。系統在原DEH控制系統基礎上增加一個擴展柜用于新VP卡安裝，新舊VP卡之間通過專用通信線連接，實現雙LVDT冗余功能。對新增硬件進行組態定義，完成邏輯上的冗余配置。 雙LVDT改造后實現冗余功能如下：①VP卡故障 (包括PI回路微處理器，內存，DA轉換器回讀，Ovation看門狗定計時器，冗余通信看門狗定時器等診斷)。②線圈故障(如主VP卡診斷到線圈短路或開路，將會自動切換到備用VP卡)。③LVDT故障(如主VP卡診斷到位置反饋的行程偏差偏離設定值將會自動切換到備用VP卡)。

3.2 靜態調試

1 )靜態調整。檢查LVDT安裝及接線情況。①檢查LVDT就地接線盒內端子是否緊固。②測量雙LVDT的伺服閥線圈、初級線圈、次級線圈1及次級線圈2阻值是否正常。③檢查LVDT連桿各接頭螺絲是否緊固。④檢查LVDT支架與期末閥芯連接是否牢固。⑤檢查LVDT安裝是否在線性區內，可通過微調LVDT固定內六角螺絲來調整線性區。

2)DEH系統運行后，大機掛閘，進行雙LVDT行程校驗。

3)校驗行程時，點擊對應的卡件即可彈出操作窗，點擊“CAL ZERO”，等待系統MODE變成NORMAL后，零點校驗結束。點擊“CALL HUNDRED”，等待系統MODE變成NORMAL后，點擊“FUL CALL”，等待系統MODE變成NORMAL后，滿位校驗結束，參數自動保存，校驗結束后點擊UPLOAD并查看數據前后變化情況。

4)待調門校驗結束后對調門動態調整。對TV1A、TV1B、TV2A、TV2B、GV1A、GV1B、GV2A、GV2B、GV3A、GV3B、GV4A、GV5B、IV1A、IV1B、IV2A、IV2B、IV3A、IV3B、IV4A、IV4B進行0、25%、50%、75%、100%閥門開關試驗，并由機務人員就地測量閥門行程，確保閥門是否線性。

5)調門動態整定試驗結束后，檢修人員模擬雙LVDT中有一個LVDT故障后冗余切換試驗。

4 GV3調門故障分析與處理

4.1 事件經過

2018年4月8日，1號機組修后啟動，雙LVDT改造后各參數顯示正常，4月10日，運行人員發現#1機#3高調門DCS畫面反饋由原來的綠色變為紅色，由主LVDT切到輔LVDT運行。熱控檢修人員辦理工作票對#1機#3高調門LVDT進行檢查，檢查發現#3高調門LVDT傳動裝置與閥門本體金屬部分有摩擦痕跡致使LVDT閥門連桿有轉動，造成#3高調門指令反饋偏差大。

4.2 原因分析

經專業組確定處理檢查方案后，辦理工作票，申請將#1機#3高調門開度逐步關閉到0，指令到0后，機務專業確認就地閥門實際開度為0，DCS畫面顯示主LVDT開度-3.5%，輔LVDT顯示開度7.09%。判斷為高調門LVDT傳動裝置處閥門連桿有轉動，致使一個顯示為正值，另一個為負值。強制閥門開度指令后，檢修人員就地檢查發現LVDT閥門固定桿與#3高調門本體限位槽有碰磨情況改造后的雙LVDT的連桿與機務連接處是用螺母固定的，當機組運行時由于高調門長時間活動連桿受力導致固定螺母松動造成#3高調門主LVDT指令反饋偏差大。

4.3 處理過程

1)用管鉗緊固#3高調門LVDT傳動裝置與連桿處螺帽。

2)將#3高調門LVDT傳動裝置閥門桿與閥門本體連桿螺帽處焊死，防止閥門調節動作過程中碰磨造成連桿轉動，確保LVDT正常工作(圖1)。

圖1 閥門連桿螺帽焊接后

3)舉一反三，對本次改造過的其他調門的連桿固定螺帽進行焊接。

5 結語

由于本次#1機組雙LVDT改造后，未全面考慮到行機組實際運行情況，機組啟動由于調門頻繁調節導致連桿固定螺帽松動。通過本次事故也吸取教訓，為后續#2機組的雙LVDT改造總結經驗。通過雙LVDT改造后，機組經濟性有了很大提高，至今#1機組未發生一起LVDT故障事件，有效地減少系統故障率，減少電廠非計劃停機，減小檢修人員的工作量，降低維護成本，對機組穩定運行有很大的作用，為電廠帶來更多的經濟效益。