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摘 要：自动调节系统中的执行机构必须针对调节对象的特性来选型。选型不正确将直接关系到系统稳定性。针对华能珞璜电厂二期工程给水调节门失控振荡的事例，从执行机构的动态特性和对象的特性分析振荡的原因，提出解决问题的办法和措施。
关键词：给水调节；执行器；传递函数；动态特性
1事件经过
华能珞璜电厂二期工程的3、4号机组是法国ALSTOM公司总承包和提供全套设备，锅炉给水调节选用了英国COPES VULCAN公司的主给水调节阀和主给水旁路调节阀。在工程建设的吹管阶段，主给水调节阀产生强烈振荡，给水管道振动，振幅达500～800 mm，使支架断裂，支吊架损坏，锅炉管道出现裂纹。据统计，共发生6次给水管道严重振荡，有4次造成严重后果，影响工期达50天。
英国COPES VULCAN公司和ALSTOM公司到现场检查后，承认主给水调节门因选型错误不能满足机组运行要求，重新提供设备更换。
2原因分析
双侧进气执行器是无反馈断流式执行器，见图1。双侧进气执行器动态特性的输入量是滑阀位移x1，输出量是气缸活塞位移x2。当x1有一阶跃变化时，使滑阀偏离中间位置，气缸活塞便以一定的速度运动，运动速度与滑阀偏离中间位置的大小有关，x1大速度快，x1小速度慢。
如果气缸活塞运动的位移是输入量对时间的积分，即 将两端进行拉氏变换并进行整理，得到：
这是积分环节的标准数学模型。双侧进气执行器在控制信号作用下的传递函数为积分特性。
单侧进气膜片式执行器是弹簧反馈式执行器，见图2。单侧进气执行器动态特性的输入是气体的压力X1，输出是执行杆位移X2，若气体压力有一个阶跃变化，气缸在忽略充、放气时间的情况下，执行杆位移认为是理想比例环节。
调节阀门输入是阀芯位移及阀门开度S，输出是介质流量Q。流量与阀门开度的关系曲线见图3，动态特性是放大系数不等的惯性环节。
设阀门操作指令为输入，介质流量为输出的单侧进气执行器和双侧进气执行器的调节阀系统方框图见图4。根据各个环节的传递函数，可求出单侧进气执行器和双侧进气执行器的调节阀系统的传递函数。
其中：K1、T1是执行机构传递函数的放大系数和时间常数；K2、T2是调节阀门传递函数的放大系数和时间常数。
从传递函数可明显看出，单侧进气执行器为一阶系统，是稳定的。双侧进气执行器为二阶系统，根据二阶系统稳定的判别方法，可以判断出该系统是条件稳定，稳定条件决定于调节阀门流量与阀门开度的关系。从实际振荡的调节阀门开度区调查，在开度40%至50%区域产生振荡，即该区域是放大系数最大，容易满足二阶系统不稳定条件。所以双侧进气执行器应用在锅炉给水调节门上，在条件满足时会产生振荡，它是不稳定的调节系统。
3经验小结
ALSTOM公司将原双侧进气执行器改为单侧进气膜片式执行器，解决了锅炉给水调节门振动问题，能正常进行锅炉汽包水位调节，再也没有发生过调节门波动和给水管道振荡的事件，保证工程顺利完成。
对于无自平衡、时间常数小的控制对象，使用双侧进气执行器，形成条件不稳定二阶系统，在一定条件下将产生振荡，不能满足自动调节系统需要。
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