摘要：本文对江苏徐塘发电有限公司因LVDT故障引起调门振动的情况进行了详细的介绍和分析，并且提出了安全可靠的处理方案，对同类故障的分析和处理有重要的参考价值。
关键词：DEH；调门；振动；LVDT
1.引言
徐塘公司4号机组装机容量为3OOMW。DEH控制系统采用新华控制工程有限公司生产的DEH-ⅢA型控制系统。该机组汽轮机配有2个高压主汽门，6个高压调门，2个中压主汽门，2个中压调门。自2002年投产以来，DEH系统调门一直运行正常。2009年5月4号机2号高压调门发生剧烈振动，机组的安全稳定运行受到严重威胁。
2.调门振动情况分析
4号机组汽轮机控制方式在顺序阀时，2号高压调门在全开位置，并频繁振动。该调门LVDT1、LVDT2、P波形图如图1左。（稳定的高压调门波形图应几乎为直线。如图1右。
图1：全开时异常振动趋势图
我们将机组当前负荷降到额定负荷的70%，将阀门控制方式切换到单阀控制。利用DEH阀门在线活动试验功能，对4号机2号高压调门进行活动试验，结果发现2号高压调门在整个活动行程，均发生剧烈振动。只有在全关位置，才不发生振动。当在某一任意位置发生振动时，我们在DEH上位机上观察2号高压调门的伺服控制回路。如图2。
图2：伺服控制回路原理图
发现经过凸轮变换后的阀位指令A值是稳定的，VCC卡输出的伺服阀控制电压S值、LVDT1、LVDT2及高选后的阀位反馈信号P值均发生严重跳变。当高压调门关到40%时，振动加剧。振动持续一段时间后，LVDT1突降为0，在指令基本不变的情况下，阀门自开到65%。如图3。
图3：单一阀时异常振动趋势图
引起阀门振动的可能因素有：
⑴VCC卡电位器松动，造成反馈波动；
⑵信号传输电缆存在外部干扰，影响到信号的正常传输；
⑶伺服阀、卸荷阀、油动机等设备存在堵塞或漏油；
⑷LVDT故障，导致反馈信号波动。
(5)LVDT反馈于油动机没有刚性连接。
以上的一个或多个因素可能引起阀门的振动。VCC卡电位器松动，信号电缆受干扰，伺服阀、卸荷阀、油动机等设备堵塞或漏油都是不确定因素。由图3中的现象判断，LVDT故障是确定因素。由于机组正在运行，所以我们决定首先更换2号高压调门的LVDT。
3.LVDT故障处理
首先将阀门控制方式切换为单阀控制，通过阀门试验，将2号高压调门缓慢关闭，特别是关闭到30%以下时，应该更加缓慢，以免阀门的关闭过程，过快而影响系统稳定。另外也可以使其它阀门有一个调节稳定的过程。阀门关闭到位后的具体操作如下：
⑴就地检查油动机的阀位确认关闭到零。
⑵在DEH上强制2号高压调门输出为零。
⑶取下伺服阀插头。
⑷松开LVDT固定螺丝，取下LVDT，在拆除时发现连接LVDT的机构钢性差，重新紧固。
⑸将2个新的LVDT重新安装上，并且在安装过程中要把机械零位对齐，确保活动杆动作自如。
⑹在VCC卡上调整LVDT1和LVDT2的ZERO使CRT上显示反馈为0V±0.01V
⑺确认伺服阀插头没有信号输出，将伺服阀插头连接好。
⑻通过强制信号输出将2号高压调门缓慢开启，观察开启过程正常，没有发生振动，继续缓慢开启直到到达全开位置。
⑼在VCC卡上调整LVDT1和LVDT2的FULL使CRT上反馈显示5V±0.01V.
缓慢将2号高压调门阀关闭，解除强制，通过DEH阀门试验功能进行试验，操作阀门动作正常，振动故障消除，恢复设备运行。
4.LVDT引起调门振动的原因分析
LVDT是一种开磁路弱磁耦合的测量元件。在骨架上绕制一组初级线圈，两组次级线圈，当初级线圈供给一定频率的交变电压（激励电压）时，铁芯在线圈内移动就改变了空间磁场分布从而改变了初，次级线圈之间的互感量，次级线圈就产生感应电动势，随着铁芯位置的不同，互感量也不同，次激产生的感应电动势也不同，这样就将铁芯的位移量变成电压信号输出，由于两个次级线圈电压极性相反，所以传感器的输出是两个次级线圈电压之差，其电压差值与位移量成线性关系。如图4。
图4：LVDT工作原理图
5月26日，5号机停机，我们在5号机上，对拆下的2个LVDT进行了试验。如图5。
在初级线圈上接入2200Hz左右的稳定交变电压，测量次级线圈的信号输出。图5中的下左、下中、下右分别为阀门处于全开、中间和全关时的信号输出波型图。我们发现阀门在整个运动过程中，2个LVDT上所产生的感应电压变化是线性的、连续的、稳定的，并且绝缘电阻、直流电阻均正常。因此我们认为，在常温下这2只LVDT是正常的。那么机组正常运行时是什么原因引起LVDT故障的呢？现场检查发现，2号高压调门的LVDT紧挨着一根高温主蒸汽管道，而且在其附近的保温有明显的破损。通过红外线测温仪测量现场温度，发现2号高压调门的LVDT所处的环境温度比其它LVDT的环境温度高出至少20℃。我们认为由于LVDT长时间处在高温环境下工作，其铁芯和线圈的物理特性变化不大，通过实验LVDT是正常的。
导致故障发生的原因是LVDT与油动机、球形连杆、导杆等存在松动问题，导至反馈不断变化，反馈变化引起输出变化，不断循环导至油动机剧烈振动。后来在处理6号机油动机剧烈振动时，就发现是油动机上的导向杆松，紧固后正常。
图5：LVDT检测波型图
5.结束语
在油动机剧烈振动时不可忽视检查机构部分，往往处在剧烈振动中的油动机你是看不出连接钢性差的，一旦将油动机固定不动你有看不出连接情况，只有强制反馈信号，操作油动机上/下动作反复详细观察LVDT于油动机的跟随情况进行判断。
同时LVDT处在高温环境下运行，注意高温主蒸汽管道的保温，以隔绝热源。以降低环境温度。另外，还应从日常维护管理上防止类似故障的发生。如由设备负责人每天对现场设备进行巡查，发现异常及时分析处理，经常检查调门反馈的历史趋势，及早发现高调门是否有震荡现象的出现，找出原因并解决，以及对DEH系统调门进行定期试验，并记录其状况等措施，在停机时要检查反馈机构。
论文作者:张振法
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/16
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