摘要：火力发电汽轮机高调门是控制机组转速和负荷的主要工具,在机组运行中一旦出现高调门伺服阀故障,极易引起其他联锁反应造成机组跳闸非计划停运，给企业的经济效益造成重大损失。在现有的发电集团公司中非计划停运是对各发电公司考核的一个重要指标，本课题针对运行中的发电机组高调门伺服阀故障时,实现采取可行措施稳定机组负荷,在线更换伺服阀,降低机组非停风险。保证发电机组长周期可靠运行。
关键词：伺服阀; 在线更换; 可靠运行
1.引言
根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中8.1.17条要求“电液伺服阀(包括各类型电液转换器)的性能必须符合要求,否则不得投入运行.运行中要严密监视其运行状态,不卡涩、不泄露和和系统稳定。大修中要进行清洗、监测等维护工作。发现问题应及时处理或更换。备用伺服阀应按制造商的要求条件妥善保管。”中的要求，在机组运行中伺服阀发生泄露，在保证机组安全运行的条件下，在线更换故障伺服阀是本项课题的出发点。
2.背景
大唐略阳发电有限责任公司7号机组汽轮机采用亚临界参数、高中压合缸、一次中间再热、双缸双排气、单轴、抽汽凝汽式330MW汽轮机，型号：305/N330-16.7/537/537/0.45哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产；发电机为水-氢-氢冷、静态励磁式，型号：QFSN-330-2哈尔滨电机厂有限责任公司生产；DEH控制系统采用GE新华OC_6000e系统。系统的控制油为14MPa的高压抗燃液，机械保安油为0.7MPa的低压透平油。每一个进汽阀门均有一个执行机构控制其开关，其中中压再热主汽阀执行机构为开关型两位式执行机构，其它执行机构为伺服型执行机构。所有阀门执行机构均靠液压力开启阀门，弹簧力关闭阀门，通过油动机上油缸端部的可调针阀可调整阀门关闭速度，即具有“可调缓冲”功能。
高压调节阀油动机是连续控制的伺服型执行机构，可以将高压调节阀控制在任一位置上，按照控制要求调节进汽量以适应汽轮机运行的需要。
DEH控制信号驱动电液伺服阀使主阀芯移动，控制伺服阀通道，使高压抗燃油进入油动机油缸工作腔，使油动机活塞移动，带动高压调节阀使之开启，或者是使压力油自油缸工作腔泄出，依靠弹簧力使活塞反向移动，关闭高压调节阀。当油动机活塞移动时,同时带动线性位移传感器（LVDT），将油动机活塞的位移转换成电气信号，作为负反馈信号与前面计算机处理后送来的信号相加，由于两者极性相反，实际上是相减，只有在原输入信号与反馈信号相加后，使输入伺服放大器的信号为零时，伺服阀的主阀回到中间位置，不再有高压油通向油动机油缸工作腔，此时高压调节阀便停止移动，停留在一个新的工作位置。在该油动机上装有一个插装式卸荷阀。当汽机转速超过103额定转速或发生故障需紧急停机时，危急遮断系统动作时，使超速保护（OPC）母管油卸去，插装式卸荷阀快速打开，迅速泄去执行机构油动机油缸工作腔的压力油，在弹簧力的作用下迅速关闭各高压调节汽阀。
2017年4月21日，7号机运行中出现3号高压调速汽门油动机伺服阀与油动机集成块密封面漏油。经过检修部及时处理后漏油量减少，但漏油现象未能得到彻底解决。咨询设备厂家后，厂家的方案为：机组停运后更换伺服阀。咨询兄弟单位时，回答为从来没有在机组运行的情况下更换过伺服阀。为了打消机组面临非计划停的不利局面。为了探索一条在线更换伺服阀的新路子，我厂经过多方技术论证和分析，以满足25项反措中的要求，决定在线更换伺服阀。
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解决方案
1.试转交、直流润滑油泵、顶轴油泵、盘车电机正常后备用。
2.炉侧保持三台磨煤机稳定运行。并将炉侧等离子稳燃功能投入保证机组燃烧稳定。退出7号机AGC、协调、一次调频，投入DEH功率控制回路。使机组负荷稳定在200～230MW之间。运行人员密切注意调整主汽压力、温度等参数正常稳定，维持负荷稳定，调门开度稳定，尽量避免节流调节，减少波动。
3.加强7号机组主汽压力的监视与调整，保持1号、2号高调门全开，3号高调门开度在40%以内，GV4的开度为0，避免3号高调门在关闭时4号高调门有足够的开度余量。
4. 运行人员加强监视机组各轴振动、瓦振动、金属温度、胀差、轴向位移等参数变化。在检修人员工作期间任一轴瓦温度达到110度，任一轴振达到并维持在200um以上时，当任一瓦振达到并维持在70um时，立即手动紧急打闸停机。
5.在上述工作完成后，由热控人员在7号机DEH系统中，5%的速率间隔2分钟将GV3调门缓慢关闭至零位，观察 1、2、4号高调门逐步开大保持机组负荷稳定。并观察各轴瓦振动情况。
6. 在确认3号高调门全关，机组运行稳定无异常后，由汽机检修人员关闭3号高调门油动机高压进油手动截止阀。
7.由热工人员拆下伺服阀接线插头。然后由汽机检修人员缓慢松开伺服阀的1个角螺栓观察漏油情况，再缓慢的松开对角螺栓少许，观察油流情况，确认无压力后再继续松开螺栓。如发现漏油量有加大或者有压力的情况应立即拧紧松开的螺栓，以防有压回油、安全油单向阀与进油截止阀关闭不严造成大量跑油。
8. 在拆掉漏油伺服阀后，迅速将新伺服阀对准定位销，对角交替拧紧伺服阀螺栓，装复伺服阀。
紧固完毕后由热工人员回装伺服阀接线插头。并联系热工人员确认高压调门的LVDT零位正确及伺服阀线圈接线及电阻正常后，缓慢开启油动机进油伺服阀进油截止阀，观察伺服阀是否漏油，运行人员严密监测轴振、瓦振、瓦温等数据。
9.确认上述步骤正常后，由热工人员逐步强制GV3高调门的开度指令，并时刻在线观察GV3逻辑控制中计算出的开度值变化，让强制的开度逐步向逻辑中计算出的开度指令靠近，直到两者一致时释放强制指令。这样操作的目的就是要达到无扰释放。这步操作很关键，防止汽轮机转速异常波动引起震动等联锁反应。待各高调门开度回复正常后，在线更换伺服阀工作顺利结束。
3.方案实施效果
更换后的GV3伺服阀后该调门运行稳定，阀门内部参数正常。经过调取历时曲线进行分析：7号汽轮机转速、各轴瓦的震动，推力瓦温，轴瓦瓦温，轴向位移数据都处于真实正常范围，各项数据没有突变异常现象，结果证明了此次操作方案的正确性。
4.结束语
本次在线更换伺服阀工作，是我厂两台330WM机组运行投产以来第一次，没有经验可循。经过现场多方面调研，最终制定了该操作方案，第一次实现了大机组火电在线更换伺服阀的先例。为其他火电厂在遇到相似问题时，在线更换伺服阀积累了宝贵的经验，，有一定的推广价值。
参考文献：
[1]国能安全〔2014〕161号国家能源局关于印发《防止电力生产事故的二十五项重点要求》的通知
论文作者:陈宁刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/5
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