电液伺服阀的内泄漏特性及故障在线分析实例
在汽轮机电液控制系统( DEH)中,作为电液转换元件电液伺服阀的作用十分重要。电液伺服阀稳定可靠性直接影响到机组的安全稳定运行。伺服阀是一种很精密的元件,对油质污染颗粒度的要求很严,而DEH系统普遍采用磷酸酯抗燃油,其稳定性较差,主要表现为污染颗粒度的增加和酸值升高。抗燃油污染颗粒度增加,极易造成伺服阀堵塞、卡涩,同时,形成颗粒磨损,使阀心的磨损加剧,内泄漏量增加。酸值升高,对伺服阀部件产生腐蚀作用,特别是对伺服阀阀心及阀套锐边的腐蚀,这是使伺服阀内泄漏增加的主要原因。在此对汽轮机DEH系统中电液伺服阀内泄漏故障的在线检测及诊断问题进行分析。
1.电液伺服阀的内泄漏特性
电液伺服阀集中了电信号具有传递快,线路连接方便,便于遥控,容易检测、反馈、比较、校正和液压动力具有输出力大、惯性小、反应快等优点,而成为一种控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件,在汽轮机电液控制系统(DEH)中得到广泛应用,图10为汽轮机调节气门电液执行机构示意图。
当线圈中的电流为零时,伺服阀的输出流量不为零,这称为零偏。空载情况下,使输出流量为零时阀心位置称为零位。为使阀心处于零位需要输入的控制电流称为零偏电流。零偏的大小以流量曲线上往返两次时,零偏电流绝对值的平均值与额定电流的百分比来表示。规定在伺服阀寿命期间,零偏应小于3%。伺服阀的内泄漏特性是指伺服阀输出流量为零(在负载通道关闭时),由回油口流出的内部泄漏流量,通常泄漏流量随输入电流变化而变化,当阀处于零位时为最大值Qc,如图11所示。对于两级伺服阀泄漏量由前置级的泄漏量Qp0和输出级的泄漏量QL组成。零位泄漏量Qc对新阀可作为滑阀制造质量指标,对旧阀可反映其磨损情况。另外,伺服阀的压力特性也能反映其内泄漏情况。压力特性曲线是输出流量为零(将伺服阀的负载口堵死)时,负载压力PL随输入电流的变化曲线。在压力特性曲线上某点或某段的斜率即为压力增益。伺服阀的压力增益越高,伺服系统的刚度越大,克服负载能力越强,系统误差越小。压力增益越低,表明零位泄漏量大,阀心和阀套配合不好,从而使伺服系统的响应迟缓。
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2.电液伺服阀内泄漏故障分析
某发电厂6号机投产试运行,运行人员发现B侧DEH液压泵出口油压持续下降,由设定的14.5MPa最低降至12.6MPa,下降趋势明显。A泵运行情况类似,调整泵出口压力控制阀升压效果不明显,一直靠调整泵出口流量来维持DEH系统油压。后来泵出口流量已由原来的45L/min升至70L/min.为此,通过分别关闭油动机压力油进油遮断阀对6号机四个高压调门进行逐一在线试验,试验结果见下表。
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