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摘要：简析湛江发电厂#4机组原DEH遮断及超速试验阀组工作原理和长期使用以来的缺陷并分析原因，完善之后的效果。
关键词：DEH；遮断、超速试验阀组；准确性；使用效果
中图分类号：TS737+.3文献标识码： A 文章编号：
一、湛江电厂#4机组进汽调节系统简介
湛江发电厂#4机组为亚临界300MW汽轮发电机组，汽轮机为东方汽轮机厂生产的单轴、两缸两排汽、一次中间再热型亚临界汽轮机。汽轮机进汽调节系统主要现场设备由两只高压主汽阀和四只高压调节阀，两只中压主汽阀和两只中压调节阀组成，分别控制高、中压进汽。电液控制系统以多功能处理器(MFP)为核心的DEH控制系统，采集机组的转速、功率和有关参数后，经过分析、鉴别、计算，控制高、中压调门的电液伺服阀，通过各自的油动机使四只高压调节阀和两只中压调节阀，按启动运行要求工作。液压动力油以磷酸脂抗燃油为工质，工作油压12.8Mpa，由集装式抗燃油箱供油。
二、汽轮机超速原因、危害以及超速保护措施
由于大容量汽轮机的转子时间常数较小，汽缸的容积时间常数较大。在机组运行过程中发生甩负荷时，汽轮机的转速飞升很快，若仅靠系统的转速反馈作用，最高转速有可能超过110％（即3300 r/min），而发生汽轮机遮断。而且，汽轮机若出现超速，对其寿命影响也较大，如果因为汽轮机超速导致飞车，更会带来设备损坏甚至是人员伤亡，为此必须设置超速限制措施。
在汽轮机升速过程中，若转速超过103％（即3090 r/min），或者在机组并网发电运行时，中压缸排汽压力大于15％期间，发电机油开关断开出现甩负荷，则高、中压调门超速限制电磁阀和相关的超速限制电磁阀组迅速动作带电泄压，关闭高、中压调节阀，同时将目标转速及给定转速改为3000r/min。一段时间后，超速限制电磁阀和相关的超速限制电磁阀组失电，调节阀恢复由电液伺服阀控制，恢复转速闭环控制，最终使汽轮机转速稳定在3000r/min，以便事故消除后能迅速并网。若机组转速超过110％（即3300 r/min），则高、中主汽门遮断电磁阀、相关的遮断电磁阀组，以及超速限制电磁阀和相关的超速限制电磁阀组动作带电泄压，关闭高、中压主汽门及调门，汽轮机迅速遮断跳机，避免造成严重后果。
为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致机组发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统。在异常情况下，使汽轮机紧急停机，以保护汽轮机安全。其中包括：高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件、薄膜阀、危急遮断器、危急遮断器杠杆、危急遮断器滑阀、及喷油试验电磁阀。
三、湛江电厂#4机组高压遮断及超速限制阀组工作原理及使用过程中的弊病
湛江发电厂#4机组原高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件，都是分别由四个串并联布置的电磁阀、二个压力开关、二只节流孔及一个集成块组构成，两个组件布置在高压抗燃油系统中。
机组在正常运行的时候，两个组件中各自的四个电磁阀失电不动作，一旦当机组处于遮断或超速的状态，两个电磁阀组中各自的四个电磁阀带电动作，对应的高压抗燃油通过电磁阀油路泄压，相应的高中压主汽阀和高中压调节阀动作快速关闭，避免机组超速。
为提高DEH系统防超速油路的可靠性，保证机组出现转速异常时保护动作的正确和迅速，对高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件的各个电磁阀可在人机接口的操作员站画面（OIS）上操作进行独立的在线试验。如图1
图1：原高压遮断、超速限制阀组试验画面及现场设备
高压遮断电磁阀组试验过程说明：正常情况下，6YV、7YV、8YV、9YV电磁阀失电,高压抗燃油通过组件中的两个节流孔维持中间压力在一定范围值内（5.5MPa 超速限制电磁阀组原理和高压遮断电磁阀组相同，其试验方式也一样，在控制画面通过分别操作10YV、11YV、12YV、13YV电磁阀带电，从而改变电磁阀组中间油路的油压，分别使得7PS、8PS接通和断开来判断超速保护油路是否正常。
由高压遮断、超速保护阀组试验的控制原理分析，试验的结果是否有效，全依靠阀组的中间油路四个压力开关的接通和断开的状态改变来判断。虽然机组在每次大小修中都会对四个开关进行动作值校验，但由于开关本身的特性，动作值会随着使用时间的推移而产生误差。另外，因为电磁阀、油路或者节流孔堵塞的原因，这些都会对试验的结果有影响。而且由于试验的过程要涉及高压遮断和超速限制回路的泄压油路，在做试验之前要确保阀组的中间油压是在规定的恒定压力值，否则不允许在线做相关的试验，不然会引起机组的意外跳机或关闭高、中压调节阀。
高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件试验结果不成功，则说明汽轮机的超速保护油路可能出现了异常，机组在不正常的状况下运行，要及时处理。一直以来，所采取的解决方法，热工方面只能重新校验压力开关，汽机机务方面是检查阀组相关的电磁阀、油路和节流孔，这些措施，在机组运行过程中实施起来不方便，不利于快速判断和解决异常情况。曾经考虑过更换更高精度的压力开关，或者加装压力表监视油压，均因为现场环境和设备特性，效果不是很理想。
四、湛江电厂#4机组高压遮断及超速限制阀组在线试验现场设备和逻辑完善
综合上述的各种原因和隐患，利用机组大修期间，对阀组中间油路压力测量方式和相关控制及判断逻辑做了相应的更改完善。用高精度压力变送器代替压力开关测量阀组中间油路的压力值，并在试验控制逻辑中通过功能码把压力值模拟量信号转换为设定值的开关量信号，代替四个压力开关信号值控制试验过程和结果。如图2和图3
图2：完善之后的高压遮断、超速限制阀组试验画面及现场设备
图3：完善之后的高压遮断、超速限制阀组中间油路油压在试验过程变化曲线
五、结束语
通过采用变送器测量的方式，把高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件各自四个电磁阀中间的油压力值直接在画面上显示，当油压力变化达到设定值时可采用颜色变化表现。这样，机组运行过程中，可随时监视各阀组中的油压是否维持在规定的正常范围，汽轮机超速保护油路是否工作正常。而在做高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件试验时，操作單个电磁阀带电动作过程中，可动态直观的观察阀组中间油路油压变化的趋势，试验结果也在完善后的控制逻辑综合判断是否成功，给运行人员监视和操作提供了更直观精确的数据，也给检修人员准确判断异常提供了依据
关键词：DEH；遮断、超速试验阀组；准确性；使用效果
中图分类号：TS737+.3文献标识码： A 文章编号：
一、湛江电厂#4机组进汽调节系统简介
湛江发电厂#4机组为亚临界300MW汽轮发电机组，汽轮机为东方汽轮机厂生产的单轴、两缸两排汽、一次中间再热型亚临界汽轮机。汽轮机进汽调节系统主要现场设备由两只高压主汽阀和四只高压调节阀，两只中压主汽阀和两只中压调节阀组成，分别控制高、中压进汽。电液控制系统以多功能处理器(MFP)为核心的DEH控制系统，采集机组的转速、功率和有关参数后，经过分析、鉴别、计算，控制高、中压调门的电液伺服阀，通过各自的油动机使四只高压调节阀和两只中压调节阀，按启动运行要求工作。液压动力油以磷酸脂抗燃油为工质，工作油压12.8Mpa，由集装式抗燃油箱供油。
二、汽轮机超速原因、危害以及超速保护措施
由于大容量汽轮机的转子时间常数较小，汽缸的容积时间常数较大。在机组运行过程中发生甩负荷时，汽轮机的转速飞升很快，若仅靠系统的转速反馈作用，最高转速有可能超过110％（即3300 r/min），而发生汽轮机遮断。而且，汽轮机若出现超速，对其寿命影响也较大，如果因为汽轮机超速导致飞车，更会带来设备损坏甚至是人员伤亡，为此必须设置超速限制措施。
在汽轮机升速过程中，若转速超过103％（即3090 r/min），或者在机组并网发电运行时，中压缸排汽压力大于15％期间，发电机油开关断开出现甩负荷，则高、中压调门超速限制电磁阀和相关的超速限制电磁阀组迅速动作带电泄压，关闭高、中压调节阀，同时将目标转速及给定转速改为3000r/min。一段时间后，超速限制电磁阀和相关的超速限制电磁阀组失电，调节阀恢复由电液伺服阀控制，恢复转速闭环控制，最终使汽轮机转速稳定在3000r/min，以便事故消除后能迅速并网。若机组转速超过110％（即3300 r/min），则高、中主汽门遮断电磁阀、相关的遮断电磁阀组，以及超速限制电磁阀和相关的超速限制电磁阀组动作带电泄压，关闭高、中压主汽门及调门，汽轮机迅速遮断跳机，避免造成严重后果。
为了防止汽轮机在运行中因部分设备工作失常可能导致机组发生重大损伤事故，在机组上装有危急遮断系统。在异常情况下，使汽轮机紧急停机，以保护汽轮机安全。其中包括：高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件、薄膜阀、危急遮断器、危急遮断器杠杆、危急遮断器滑阀、及喷油试验电磁阀。
三、湛江电厂#4机组高压遮断及超速限制阀组工作原理及使用过程中的弊病
湛江发电厂#4机组原高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件，都是分别由四个串并联布置的电磁阀、二个压力开关、二只节流孔及一个集成块组构成，两个组件布置在高压抗燃油系统中。
机组在正常运行的时候，两个组件中各自的四个电磁阀失电不动作，一旦当机组处于遮断或超速的状态，两个电磁阀组中各自的四个电磁阀带电动作，对应的高压抗燃油通过电磁阀油路泄压，相应的高中压主汽阀和高中压调节阀动作快速关闭，避免机组超速。
为提高DEH系统防超速油路的可靠性，保证机组出现转速异常时保护动作的正确和迅速，对高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件的各个电磁阀可在人机接口的操作员站画面（OIS）上操作进行独立的在线试验。如图1
图1：原高压遮断、超速限制阀组试验画面及现场设备
高压遮断电磁阀组试验过程说明：正常情况下，6YV、7YV、8YV、9YV电磁阀失电,高压抗燃油通过组件中的两个节流孔维持中间压力在一定范围值内（5.5MPa
由高压遮断、超速保护阀组试验的控制原理分析，试验的结果是否有效，全依靠阀组的中间油路四个压力开关的接通和断开的状态改变来判断。虽然机组在每次大小修中都会对四个开关进行动作值校验，但由于开关本身的特性，动作值会随着使用时间的推移而产生误差。另外，因为电磁阀、油路或者节流孔堵塞的原因，这些都会对试验的结果有影响。而且由于试验的过程要涉及高压遮断和超速限制回路的泄压油路，在做试验之前要确保阀组的中间油压是在规定的恒定压力值，否则不允许在线做相关的试验，不然会引起机组的意外跳机或关闭高、中压调节阀。
高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件试验结果不成功，则说明汽轮机的超速保护油路可能出现了异常，机组在不正常的状况下运行，要及时处理。一直以来，所采取的解决方法，热工方面只能重新校验压力开关，汽机机务方面是检查阀组相关的电磁阀、油路和节流孔，这些措施，在机组运行过程中实施起来不方便，不利于快速判断和解决异常情况。曾经考虑过更换更高精度的压力开关，或者加装压力表监视油压，均因为现场环境和设备特性，效果不是很理想。
四、湛江电厂#4机组高压遮断及超速限制阀组在线试验现场设备和逻辑完善
综合上述的各种原因和隐患，利用机组大修期间，对阀组中间油路压力测量方式和相关控制及判断逻辑做了相应的更改完善。用高精度压力变送器代替压力开关测量阀组中间油路的压力值，并在试验控制逻辑中通过功能码把压力值模拟量信号转换为设定值的开关量信号，代替四个压力开关信号值控制试验过程和结果。如图2和图3
图2：完善之后的高压遮断、超速限制阀组试验画面及现场设备
图3：完善之后的高压遮断、超速限制阀组中间油路油压在试验过程变化曲线
五、结束语
通过采用变送器测量的方式，把高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件各自四个电磁阀中间的油压力值直接在画面上显示，当油压力变化达到设定值时可采用颜色变化表现。这样，机组运行过程中，可随时监视各阀组中的油压是否维持在规定的正常范围，汽轮机超速保护油路是否工作正常。而在做高压遮断电磁阀组件、超速限制电磁阀组件试验时，操作單个电磁阀带电动作过程中，可动态直观的观察阀组中间油路油压变化的趋势，试验结果也在完善后的控制逻辑综合判断是否成功，给运行人员监视和操作提供了更直观精确的数据，也给检修人员准确判断异常提供了依据