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给水泵勺管自动调节控制系统故障分析及技术处理 |
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| 给水泵勺管自动调节控制系统故障分析及技术处理 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 19:50:07  |
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摘要：本文通过对我厂＃01机组＃1给水泵勺管自动调节控制系统故障处理过程的论述，分析了故障产生的原因，提出了解决问题的办法。
关键词：给水泵勺管；阀位反馈装置；干扰；Ovition；X3STEP
0 概述
阜新发电有限责任公司＃01机组是1996年年底投入发电运行的200MW燃煤汽轮发电机组。给水系统配备两台电动调速给水泵。这两台电动给水泵都是由前置泵、主给水泵、液力耦合器等组成。＃1给水泵配备的是国内厂家生产的YOCQ422型勺管式液力耦合器，＃2给水泵采用的是奥地利进口的勺管式液力耦合器。
1 故障情况
2006年9月11日＃01机组＃2给水泵润滑油系统发生内漏，需要停泵检查处理，给水系统改由＃1给水泵运行。但是，＃1给水泵投入后，运行人员发现＃1给水泵勺管阀位指示摆动过大，＃1给水泵勺管无法投入自动控制，只得重新切换到＃2给水泵运行，通知热工人员进行缺陷处理。
2 处理过程
2.1 初步发现的问题
我们从工程师站调出了设备运行时的相关参数的历史曲线，通过分析发现，当时＃1给水泵是在手动状态下运行，勺管开度在60％以下，给水泵的转速在4800转以下，机组带负荷150MW工况时，阀位指示正常。勺管开度超过60％以后，阀位反馈指示就开始自行振荡，振荡幅度高达70％左右，而当时的运行人员并没有进行这样的相关操作。
2.2 初步原因分析
我们初步判断勺管执行机构电机制动装置失灵，或者阀位反馈装置自身出现了故障。检查电机制动装置，胶木刹车片完好，压紧弹簧螺母松紧适度，抱闸装置可靠；阀位反馈装置接线没有发现松动和接触不良现象。更换执行机构位置发送器后，＃1给水泵勺管阀位指示依然存在上述故障现象。基于上述情况，我们确定＃1给水泵勺管阀位指示振荡现象是因为外界干扰造成的。要想消除这个外界干扰，我们首先要确定干扰源，找到干扰途径。
2.3 确定干扰源、干扰途径
我们在故障分析过程中发现，给水泵的转速4800转是＃1给水泵勺管阀位指示振荡的临界点。在这个转速之下，阀位指示正常，超过这个转速，阀位就开始自行振荡。所以这个干扰源应该是给水泵超高转速造成的。干扰源确定了，我们就开始寻找解决干扰的有效办法。
抗干扰技术的基本原则就是从消除或抑制干扰源，破坏干扰引进的途径，削弱干扰接受对象对干扰信号的敏感性等方面，采取适当的措施。给水泵高速旋转是客观存在，是不能消除和抑制的。所以，我们只能从破坏干扰途径，削弱勺管执行机构阀位反馈装置对干扰信号的敏感性方面有针对性的采取措施。
2.4 消除干扰源、破还干扰途径
第一步，改造执行机构的阀位反馈装置。＃1给水泵勺管执行机构是老型的ZKJ－210角行程执行器，阀位反馈装置是SWF－Ⅲ型位置发送器。该型号位置发送器的电气回路是电路板结构的差动变压器式转换装置，抗干扰性差，对环境适应范围窄。所以，我们决定对其进行改造。我们将该阀位反馈装置整体拆卸下来，保留了齿轮导电电位器，阀位块更换为WF－A型位置发送器模块。WF-A型位置发送器模块采用电源、测量、放大回路一体化设计，金属封装，抗干扰能力强。
第二步，更换电缆。原就地端子箱到执行机构的阀位反馈电缆是普通电缆，此次我们将其更换为屏蔽电缆。
第三步，引接地线。原执行机构12端子没有接地线，我们在其端子上接入一棵线，和就地端子箱相连接。
2.5 调节品质差原因分析
上述工作完成后，给水系统切换到＃1给水泵运行。经过半天时间的观察，＃1给水泵勺管阀位指示在给水泵的转速超过4800转以上的时候，阀位反馈指示不再发生振荡现象。但是，汽包水位在投自动状态下，调节质量很差，因为水位超差而经常跳自动。
我们从工程师站调出相关参数的历史曲线，通过分析发现，当汽包水位发生波动的时候，给水泵勺管输出变化慢，有时候又突然变化很大，所以导致汽包水位曲线偏离给定值恢复较慢，或者出现过调的现象。我们适当地减小了主调节器PID的积分时间，效果不是很理想。而且通过观察发现，在汽包水位偏差出现的时候主调节器PID的输出变化很及时，副调节器PID的输出变化也跟的上。所以，造成＃1给水泵勺管输出变化缓慢及过调的原因不是在主、副调节器这一环节上。通过对＃1给水泵勺管调节逻辑图仔细分析，我们发现影响汽包水位调节质量的还有A/D这个模块。
2.6 X3STEP功能算法模块
该模块是利用Ovition软件组态方式实现的伺服放大器功能，在Ovition系统中被命名为X3STEP算法模块。它的工作原理是，接受副调节器PID的输出指令和阀位反馈信号，对二者进行偏差比较，差值经过死区的灵敏度处理后发出“开门”或者“关门”指令脉冲。脉冲分为连续脉冲、长脉冲、短脉冲。这个模块的参数设置具体定义如表1所示。
表1模块参数设置的定义
名称
设值
参数说明
INCR STEADY ON LIMIT
10.000
差值为正值，开门连续脉冲的限值
INCR COURSE PULSE LIMIT
3.000
差值为正值，开门长脉冲的限值
INCR FINE PULSE LIMIT
1.500
差值为正值，开门短脉冲的限值
DECR STEADY ON LIMIT
-10.000
差值为负值，关门连续脉冲的限值
DECR COURSE PULSE LIMIT
-3.000
差值为负值，关门长脉冲的限值
DECR FINE PULSE LIMIT
-1.500
差值为负值，关门短脉冲的限值
INCR COURSE ON TIME MS
1000.000
用毫秒表示的正向长脉冲打开时间变化范围
INCR COURSE OFF TIME MS
500.000
用毫秒表示的正向长脉冲关闭时间变化范围
DECR COURSE ON TIME MS
1000.000
用毫秒表示的反向长脉冲打开时间变化范围
DECR COURSE OFF TIME MS
500.000
用毫秒表示的反向长脉冲关闭时间变化范围
INCR FINE ON TIME MS
500.000
用毫秒表示的正向短脉冲打开时间变化范围
INCR FINE OFF TIME MS
250.000
用毫秒表示的正向短脉冲关闭时间变化范围
DECR FINE ON TIME MS
500.000
用毫秒表示的反向短脉冲打开时间变化范围
DECR FINE OFF TIME MS
250.000
用毫秒表示的反向短脉冲关闭时间变化范围
2.7 X3STEP功能算法模块参数的修改
在设计院初始设计中，有四项参数值，如表2所示。
表2四项参数的定义
INCR COURSE PULSE LIMIT
4.000
差值为正值，开门长脉冲的限值
INCR FINE PULSE LIMIT
2.000
差值为正值，开门短脉冲的限值
DECR COURSE PULSE LIMIT
-4.000
差值为负值，关门长脉冲的限值
DECR FINE PULSE LIMIT
-2.000
差值为负值，关门短脉冲的限值
四个参数初始设计值不合理。INCR FINE PULSE LIMIT、DECR FINE PULSE LIMIT这两个参数相当于伺服放大器的死区，设定值为±2有点过高；INCR COURSE PULSE LIMIT、DECR COURSE PULSE LIMIT这两个参数是执行机构在短脉冲作用下单点动作的偏差范围，有点过大。因为汽包水位自动调节系统在自动状态下，水位信号是一个时刻变化的参数，经过PID运算后控制输出也是时刻变化的。如果PID的输出指令和阀位反馈信号的差值在超过±2小于±4时，执行机构才开始动作，而且每次动作的时间为750毫秒，势必导致汽包水位调节缓慢和过调的后果。我们对这四项参数进行了修改，分别设置为±1.5和±3。
3 处理后给水泵勺管调节质量改善效果
完成上述工作以后，＃1给水泵勺管调节重新投入自动方式运行。汽包水位调节质量得到了极大的提高。从调出的历史曲线画面看，水位调节波形前高后低4比1，完全达到了理想曲线波形。
4 结束语
通过对＃1给水泵勺管调节故障的正确分析和处理，及时消除了设备隐患，降低了运行人员的劳动强度，减轻了设备维护量；保证了汽包和汽轮机的安全运行，提升了给水控制系统调节品质。
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