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电液伺服阀的内泄漏特性及故障在线分析

时间:2019-11-23 18:48:06  来源:  作者:  浏览量: 180
简介: 电液伺服阀的内泄漏特性及故障在线分析 在汽轮机电液控制系统( DEH)中,作为电液转换元件电液伺服阀的作用十分重要。电液伺服阀稳定可靠性直接影响到机组的安全稳定运行。伺

电液伺服阀的内泄漏特性及故障在线分析

在汽轮机电液控制系统( DEH)中,作为电液转换元件电液伺服阀的作用十分重要。电液伺服阀稳定可靠性直接影响到机组的安全稳定运行。伺服阀是一种很精密的元件,对油质污染颗粒度的要求很严,而DEH系统普遍采用磷酸酯抗燃油,其稳定性较差,主要表现为污染颗粒度的增加和酸值升高。抗燃油污染颗粒度增加,极易造成伺服阀堵塞、卡涩,同时,形成颗粒磨损,使阀心的磨损加剧,内泄漏量增加。酸值升高,对伺服阀部件产生腐蚀作用,特别是对伺服阀阀心及阀套锐边的腐蚀,这是使伺服阀内泄漏增加的主要原因。在此对汽轮机DEH系统中电液伺服阀内泄漏故障的在线检测及诊断问题进行分析。

1.电液伺服阀的内泄漏特性

汽轮机调节气门电液执行机构示意图电液伺服阀集中了电信号具有传递快,线路连接方便,便于遥控,容易检测、反馈、比较、校正和液压动力具有输出力大、惯性小、反应快等优点,而成为一种控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件,在汽轮机电液控制系统(DEH)中得到广泛应用,图10为汽轮机调节气门电液执行机构示意图。

当线圈中的电流为零时,伺服阀的输出流量不为零,这称为零偏。空载情况下,使输出流量为零时阀心位置称为零位。为使阀心处于零位需要输入的控制电流称为零偏电流。零偏的大小以流量曲线上往返两次时,零偏电流绝对值的平均值与额定电流的百分比来表示。规定在伺服阀寿命期间,零偏应小于3%。伺服阀的内泄漏特性是指伺服阀输出流量为零(在负载通道关闭时),由回油口流出的内部泄漏流量,通常泄漏流量随输入电流变化而变化,当电液伺服阀的内泄露特性阀处于零位时为最大值Qc,如图11所示。对于两级伺服阀泄漏量由前置级的泄漏量Qp0和输出级的泄漏量QL组成。零位泄漏量Qc对新阀可作为滑阀制造质量指标,对旧阀可反映其磨损情况。另外,伺服阀的压力特性也能反映其内泄漏情况。压力特性曲线是输出流量为零(将伺服阀的负载口堵死)时,负载压力PL随输入电流的变化曲线。在压力特性曲线上某点或某段的斜率即为压力增益。伺服阀的压力增益越高,伺服系统的刚度越大,克服负载能力越强,系统误差越小。压力增益越低,表明零位泄漏量大,阀心和阀套配合不好,从而使伺服系统的响应迟缓。

2.电液伺服阀内泄漏故障分析

某发电厂6号机投产试运行,运行人员发现B侧DEH液压泵出口油压持续下降,由设定的14.5MPa最低降至12.6MPa,下降趋势明显。A泵运行情况类似,调整泵出口压力控制阀升压效果不明显,一直靠调整泵出口流量来维持DEH系统油压。后来泵出口流量已由原来的45L/min升至70L/min.为此,通过分别关闭油动机压力油进油遮断阀对6号机四个高压调门进行逐一在线试验,试验结果见表。

对比数据测试(油温:48℃

参数

A泵出口油压/MPa

A泵电流/A

A泵流量/(L/min)

DEH 系统油压/MPa

单阀运行(开度为36%)

15.0

39.8

70

14.0

调门全开

15.3

325

49

14.4

GV1全开

15.3

32.5

49

14.4

GV1全关

15.5

31.9

46.5

14.3

由试验数据可以看出,更换后的GV2伺服阀,在该调门处于某一开度或全关状态下,DEH油系统的系统油压和输出流量基本不变,都维持在一个正常的工作范围内,而GV1、GV3、GV4伺服阀在所处调门某一开启位置或全关状态下,DEH油系统的系统油压虽然保持稳定,但系统流量均相差很大。这是由于调门在某一中间开度位置时,该伺服阀处于动态零位,根据伺服阀的内泄漏特性,此时内泄漏量最大;在调门全开或全关状态,由于机械零偏或指令电流作用下,伺服阀不在零位位置时,泄漏量相对偏小。很显然这三个伺服阀在零位位置时的内泄漏量均已严重超出正常工作范围,而更换前的GV2伺服阀无论在动态零位位置还是非零位位置,其内泄漏量都已严重超标。更换GV1、GV3、GV4伺服阀后,该机组单阀运行,DEH油系统油压调整到13.5MPa,系统流量恢复到正常的40L/min左右。

3.

对于投产试运行不足一个月的机组,四个高调门伺服阀同时出现了严重的内泄漏故障,对油质的化验结果显示,抗燃油酸值、电导率指标不合格,经检查发现DEH供油系统的抗燃油再生装置出现故障,该装置功能投入后系统恢复正常。

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