德国EMG伺服阀在大型电厂中的应用
现在大型机组广泛采用数字电液调节系统（DEH），提高了汽轮机运行的可靠性和经济性。电液伺服阀是DEH系统的关键部件，其工作可靠性将直接影响到机组的安全稳定运行。通过对DEH系统的研究以及检测电液伺服阀的经验，发现DEH系统中的许多故障如调门摆动、拒开、拒关等均与电液伺服阀的工作状况有关。分析了景德镇电厂汽轮机电液伺服阀突然关闭故障的原因，介绍了景德镇电厂对电液伺服阀的运行管理经验与检修方法，对其它大型汽轮机电液伺服阀的运行、维护具有借鉴意义。
景德镇电厂#133号12.5MW机组汽轮发电机组系上海汽轮发电机有限公司设计制造。汽轮机型号为N12.5-13.2/535/535，调节保护系统用油采用磷酸脂型抗燃油，工作压力13.8MPa，控制系统采用数字电液调节系统，电液伺服阀为陕西秦峰航空液压部件厂制造的双喷嘴动铁式电液伺服阀。
1 双喷嘴动铁式电液伺服阀的结构和工作原理
1.1 结构
双喷嘴动铁式电液伺服阀由控制线圈、*磁钢、可动衔铁、弹性管、挡板、喷嘴、断流滑阀、反馈杆、零点调整旋钮、固定节流孔、滤油器、外壳等主要零部件组成，如图1所示。
图1 双喷嘴动铁式电液伺服阀结构
1.2 工作原理
高压油进入伺服阀分成2股油路，一路经过滤油器，到左右端的固定节流孔及断流滑阀两端的容室，然后从喷嘴与挡板间的控制间隙中流去。在稳定工况时，两侧的喷嘴挡板间隙是相等的，因此排油面积也相等，作用在断流滑阀两端的油压也相等，使断流滑阀保持在中间位置，遮断了进出执行机构油缸（油动机）的油口。另一路高压油就作为移动油缸活塞用的动力油，由断流滑阀控制。
当电调装置来的电流送入控制线圈，在*磁钢磁场的作用下，产生了偏转扭矩，使可动衔铁带动弹簧管及挡板旋转，改变了喷嘴与挡板的间隙。间隙减小一侧的油路油压升高，间隙增大一侧的油路油压降低。在此油压差的作用下，使断流滑阀移动，打开了油动机通高压油及回油的2个控制窗口，使油缸活塞移动，输出位移量来操纵调节汽阀的开度。当可动衔铁、弹簧管及挡板旋转时，弹簧管发生弹性变形，反馈杆发生挠曲。待断流滑阀在两端油压差作用下产生位移时，就使反馈杆产生反作用力矩，它与弹簧管、衔铁动力等的反力矩一起与输入电流产生的主动力矩相比较，直到总力矩的代数和等于零，即断流滑阀达到一个新的平衡位置，这一位置与输入电流增量成正比。当输入电流信号极性相反时，滑阀位移方向也随之相反。
2 问题的提出
景德镇电厂#133汽轮机高压调节汽门4个、中压调节汽门2个、机组共配有6个电液伺服阀，1993年实现投产，运行至2001年10月进行了DCS和DEH的全面改造，DCS系统采用的是北京和利时公司的MACS—Ⅱ计算机集散控制系统，DEH系统的组态控制逻辑采用的是上海汽轮机厂的控制策略，外围所有液压部套包括油动机由上海汽轮机厂提供，于2001年10月30日启动冲转，到2002年10月3日前一切正常，此后开始出现GV2、GV3、IV2三个调门振荡，其中IV2调门还有一边振荡一边逐渐减少开度，造成机组负荷大幅波动。
3 故障原因分析
我们这个部门负责对DEH系统的维护和检修，针对调门的这种振荡和下关故障现象，作了大量的检查分析。
德国EMG伺服阀在大型电厂中的应用
3.1 DEH控制系统软件故障
该类故障包括软件突然出错，阀门特征参数发生了变化，可调参数被修改，软件带有病毒，系统某个环节通信突然中断等。不过，DEH系统信息量并不大，操作量不多，软件设计比较科学，加上管理严格，发生DEH系统软件故障的可能性极小。
3.2 DEH控制系统硬件故障
比如工作/备用阀门故障，输入/输出接口模件故障，控制、反馈信号回路短路、断线、接触不良，阀门跳闸回路故障，公用电源故障等等。由于在硬件上采用冗余设计，只要运行、维护检查措施到位，因此发生硬件故障的可能性也不大。
3.3 电液伺服阀本身故障
该故障是指伺服阀本身控制短路或断线，零部件腐蚀、密封件损坏造成泄漏，滤油器堵塞造成油流不畅等。经过对#133机组故障电液伺服阀的解体检查，发现伺服阀滤油器上附有一层比较均匀的褐色涂层，使伺服阀动作不灵敏，甚至粘结卡住，造成了汽轮机调门下关和振荡。
3.4 抗燃油质不合格
2002年，#133机组抗燃油油质不合格，其颗粒度、酸性等指标均超过规定标准，相同出力下的情况下，系统油压下降了4公斤。
3.5 其它故障
其它故障是指可能存在的汽轮机阀门油动机损坏，弹簧失效，密封件损坏及阀门反馈机构脱落等。
经过以上分析，可以认为：抗燃油油质不合格及电液伺服阀滤油器堵塞是造成伺服阀突关的主要原因，但也不能忽略其它原因的存在。
4 处理措施
针对电液伺服阀突关故障发生的原因，我们采取了如下措施。
4.1 加强抗燃油系统运行管理和监督
DEH系统普遍采用磷酸酯抗燃油，由于这类油是一种人工合成的物质，在使用过程中极易劣化，主要表现为污染颗粒度的增加和酸值升高。DEH系统用抗燃油一般要求达到MOOG2级，酸值KOH应小于0。2％。抗燃油污染颗粒度增加，极易造成伺服阀卡涩，同时，使阀芯的磨损，泄漏增加。通过对抗燃油的油质分析和处理，发现抗燃油酸值的升高，对伺服阀部件产生腐蚀作用，特别是对伺服阀阀芯套锐边的腐蚀，这是使伺服阀泄漏增加的主要原因。为此，要定期化验油质，同时加强油液进货渠道，补油时要使用的滤油设备，在系统中安装在线运行的再生装置。
主要工作如下：（1）对#133机不合格的抗燃油进行了置换，对路、容器进行了吹扫、清洗。 （2）加强了对抗燃油净化装置的运行管理和检修改造工作，提高了净化装置的运行效率，定期更换硅藻土过滤器和系统中所有精密过滤器。（3）搞好高/中压联合汽门的保温工作，加强了对抗燃油温度的控制，使冷却装置能长期可靠运行并有效调节温度。（4）使用合适的密封材料，如氟硅橡胶等。（5）定期对抗燃油进行取样检查和化验，确保油质符合规定标准。
4.2 定期清洗或更换电液伺服阀内滤油器
由于电液伺服阀滤油器上包裹着一层比较均匀的褐色物质，造成伺服阀粘结卡住，致使阀门关闭。经过对滤油器的跟踪检查发现，伺服阀滤油器每半年就须清洗或更换一次，否则就可能造成严重后果。如对整件伺服阀进行更换，则造成相当大的的浪费，于是，一般采取清洗或更换伺服阀滤油器的办法，这样既经济，又能保证质量，不会改变伺服阀的工作特性。
4.3 加强对DEH控制系统的检查和维护
运行中，认真执行定期巡回检查制度，软、硬件由专人负责保管、维护，有关数据应按规定办理手续后才能修改，其它软件不能进入该系统；严格按检修质量标准进行检修，对电缆连接接头进行清洗、烘干，对信号端子进行紧固等，有效地保证了控制系统的正常运行。
4.4 进行阀门活动试验
在机组冷态启动前，必须进行阀门活动试验。机组运行过程中，定期进行阀门带负荷试验。
5 结束语
大型汽轮发电机组汽轮机电液伺服阀一般具有工作稳定可靠，调节特性好，维护量小等优点，但它对加工制造、装配工艺的要求很高，同时对汽轮机电液调节系统和油质的要求也很高。只要掌握电液伺服阀的特性，了解它的故障原因和规律，尽早采取预防措施，就可以把它故障所造成的损失与影响减少到zui小。电液伺服阀作为DEH系统的关键部件，其性能的优劣及稳定性直接影响机组的安全运行，加强对伺服阀的管理，对新购伺服阀和运行中的伺服阀定期检测，并采取在线运行的再生装置防止抗燃油老化变质，对DEH系统以及整个机组的安全运行尤为重要.
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