茂名瑞能热电股份公司5号机为CC159/N200-12.7/535/535型超高压、中间再热、双抽、双排汽凝汽式汽轮机。其调节保安系统采用高压抗燃油数字电液控制系统DEH。
高压抗燃油DEH系统在设计参数下，能使电、热负荷保持静态自整，设有超速限制系统（Over-speed Protection Control，OPC）和遮断（Auto Solenoid Trip，AST）。
DEH系统的液压部分以隔膜阀为分界，由高压（14.5MPa）抗燃油和低压（1.96MPa）透平油两部分组成，包括供油系统、执行机构和危急遮断系统。危急遮断系统保留了哈汽厂传统的低压遮断部分。
1 DEH汽门特性调试
1.1 汽门关闭速度试验
经测试，以AST电磁阀中间继电器动作信号为计时起点，高压调节汽门总关闭时间为0.240s，中压为调节汽门总关闭时间为0.280s。
1.2 OPC特性试验
强制OPC动作，测取调节汽门的关闭特性。关闭时间测量结果见表1，调节汽门响应曲线见图1。
表1 OPC特性试验测试结果
汽门名称汽门延迟时间
图1 DEH OPC特性试验测试结果
从表1看到，OPC动作后，汽门迅速关闭，其关闭时间较AST动作还短（平均高压调节汽门0.18s，中压调节汽门0.25s），可以有效地抑制甩负荷时转子转速的飞升。
1.3 调节汽门快开特性试验
工程师站给定调节汽门阀位100%指令开启信号，测定所有调节汽门快开过程特性曲线，试验结果见表2。
表2 指令快开特性试验测试结果
汽门名称汽门延迟时间 从表2看到，高压调节汽门GV跟随指令的响应时间平均为0.53s，较中压调节汽门ICV平均0.37s的时间长。
1.4 调节汽门快关特性试验
与汽门的快开响应特性相同，高压调节汽门GV跟随指令的时间较中压调节汽门ICV长，平均为0.62s左右，而ICV为0.45s左右。
2 DEH调试存在问题分析及对策
2.1 高压启动油泵启动时发出强烈的颤音
启动高压启动油泵（氢密封备用油泵）时，系统发出强烈的颤音。起初几次持续约30～40s后消失，后来该现象无法消除。疑是泵本身的问题，经全面检查，泵体正常，但出口安全阀的回油管有明显油流声音，分析认为是泵出口管道DN50安全阀泄漏，激振造成的频率与管道系统固有频率接近，形成共振，后通过在出口加装节流孔的办法成功解决。
2.2 中压调节汽门ICV1行程未达设计要求
进行调节汽门行程的测量，发现中压调节汽门ICV1行程仅有68mm，未达厂家80mm的要求。后彻底解体驱动调节汽门的缸体，发现缸体内部有局部的磨痕，复装后其行程达78mm，基本满足设计要求。分析认为安装时弹簧产生偏斜，定位不正确。当阀门行程达68mm时，部分弹簧压缩已至机械极限，限制了阀门的进一步开启。复装过程中严格按装配的程序和工艺进行，以确保弹簧整个压缩过程中的正确定位，从而彻底解决该问题。
2.3 主汽门严密性试验的逻辑
静止时进行DEH主汽门严密性试验逻辑关系检查，发现存在2个问题:①中压主汽门RSV关闭速度较高压主汽门SV快，这样将导致试验进行时，存在一段高压缸单独进气的过程;②试验结束复位的时候，MSV和RSV是同时开启的，这将不利于DEH对转速的控制。极端情况下，主汽门开启的速度较快，调速汽门受PID指令回路控制，若对转速的响应不及时，存在超速的隐患［1］。但厂家一时没有提出有效的解决方案。
虽然在进行主汽门严密性试验时，压力（包括主蒸汽和再热蒸汽压力）为额定压力的一半以上，但机组是在空转状态，进汽量不大，且中压主汽门RSV完全关闭后，高压主汽门MSV也关至10%～15%左右，进汽量已经很小，对汽机的安全运行影响不大。进行试验时，严密监视汽机各推力瓦温度、回油温度和轴向位移等参数，结果表明，均在安全限制值范围内，表明空转时高压缸瞬时的单独进汽并不存在不安全因素。
试验结束复位时MSV和RSV同时开启的问题，一时没有有效的解决方案，采取试验结束时拉闸停机，以利安全 ［1］。
2.4 低压保安系统无法挂闸
“挂闸”在汽轮机厂传统的概念中是指危急遮断器滑阀从机械“下止点”上升至“上止点”的过程。此时，滑阀封闭低压透平安全油的油口，建立透平安全油，危急遮断器滑阀处于警戒状态。对于本机DEH的液压系统，称低压透平安全油通至隔膜阀上腔室，封闭高压抗燃油AST油的泄油口的过程为“机械挂闸”;在AST油路上，还设计有4个串并联结构的电磁阀20.AST，电磁阀被激励关闭的过程称为“电气挂闸”。
危急遮断器滑阀下部受1.96MPa附加安全油的作用，当挂闸油压消失后，在液压不平衡力的作用下，从机械“下止点”上升至“上止点”。进行低压保安系统调试时，挂闸电磁阀动作后，危急遮断器滑阀无法“挂闸”（上移）。最后，解开危急遮断器滑阀处挂闸油的螺旋接口，泄掉挂闸油压，危急遮断器滑阀可以挂闸。后经检查确认，低压保安系统挂闸油路上高压油至挂闸油路一个6的节流孔板漏装，导致挂闸电磁阀动作后无法泄去挂闸（相当于高压油）油压，复装后正常。
2.5 低压遮断电磁阀的设置
危急遮断器滑阀“挂闸”后，只有两种情况可以使之动作:一是就地手打跳闸按钮，泄去危急遮断器滑阀下部的附加保安油;二是在超速时飞锤出击，打击其上部的小滑阀，高压油作用在上端面，同样使滑阀下移。
ETS（包括110%电气超速保护）和远方停机的原理均是动作AST油路上的4个串并联结构的电磁阀20.AST（失电动作）。但此时，隔膜阀和危急遮断器滑阀并不动作，即从传统意义上看，汽机并未遮断。DEH再次挂闸后，主汽门设计为自动开启，使汽机处于不安全的状态。一些机组在设置高压抗燃油AST遮断电磁阀的同时，还设置了低压遮断电磁阀，它的作用是泄危急遮断器滑阀下部的附加保安油，动作与AST电磁阀冗余，从而彻底遮断了汽轮机。
按一种称为故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）的方法对汽机保安系统进行分析，建立以可能导致严重后果的汽轮机“保安系统故障”为顶事件的故障树模型。分析表明，低压遮断电磁阀的引入，使电磁阀故障事件原本属一阶割集，变为二阶，可靠性大为增强［2］。
对于纯液压调节系统，由于没有AST电磁阀，无一例外地设置了低压遮断电磁阀。目前电调装置的低压透平油部分仍然由汽轮机厂家供货，一些厂家倾向于取消该低压遮断电磁阀，而有的还较多地保留。一些机组液压调节系统DEH改造后，取消了低压遮断电磁阀。原因是:①AST电磁阀本身已非常可靠，且为4个串并联结构，两个通道中每个通道至少有一只电磁阀误动，才可导致停机;而当需要停机时，电磁阀失电，此时两个通道中每个通道至少有一只电磁阀拒动，才可能停不了机，这样的设计也为电磁阀在线活动试验提供了可能;②低压遮断电磁阀的引入，反而带来了误动的可能性。DEH在每次遮断之后，自动将转速设定为0r.min，不存在误挂闸主汽门自动开启后可能存在的转速上升或飞升。本机未设置低压遮断电磁阀，每次停机后应手动就地遮断汽轮机，使危急遮断滑阀“挂闸”，在任何情况下，不得强行挂闸［3,4］。
2.6 喷油试验和挂闸电磁阀的驱动电源
DEH设计了一套实现喷油试验的逻辑，由前轴承箱处4个电磁阀实现。静止进行功能检查时，在反复检查油管路确认连接正常后，送上电源，电磁阀有电流通过，但无法完成杠杆的移动和喷油。后经仔细检查，电磁阀本身为220V直流电磁阀，但厂家设计的操作和动力回路却为交流220V，机组挂闸电磁阀也存在相同的问题。该5个电磁阀是从美国进口的外购件，将操作和动力回路均重新设计，改为直流后动作正常。
这是由两个厂家共同供货的DEH液压系统在总体设计和协调方面出现的问题。对用户而言，缺乏一个总承包方，两家公司以隔膜阀为明显分界，用户服务也非常分明，不利于工程管理。两家公司应加强沟通，明确和完善有关技术协议。
3 结束语
（1）该型DEH的OPC动作后，汽门关闭时间较AST动作时间还短。对调节系统而言，防止甩负荷后第一飞升转速的功能是通过OPC实现的。因而，从主开关跳闸瞬间至调节汽门关闭至空负荷位置的时间间隔决定了转子的第一飞升值，要求越快越好［5］。DEH的设计满足了这一要求，可以有效地抑制甩负荷时转子转速的飞升。
（2）从DEH试验调节汽门100%指令跟随响应的特性来看，高压调节汽门GV的跟随响应时间较中压调节汽门ICV长。
（3）由汽轮机制造厂家和DEH制造商共同构建的液压系统，两家公司应进一步加强沟通，明确和完善有关技术协议，以利于工程管理。
（4）随着DEH的普及和液压系统DEH改造的进行，典型的配置是保留汽轮机制造厂家的低压透平油保安和挂闸系统，伺服阀的驱动由高压抗燃油完成，关于低压遮断电磁阀的设置与否，目前两种情况均有，不可一概而论。目前DEH的可靠性已达到一个很高的水平，一些机组的改造中，甚至将机械飞锤（飞环）超速保护取消。应当注意到，随着科学技术的发展和电力事业的突飞猛进，部件可靠性增强，一些新的设计思想和理念不断涌现，但须经实践证明和时间考验。回想若干年前对DEH纯电调装置的质疑和当前的普及，推陈出新，与时俱进，是广大专业人员的应具备的基本素质。
4 参考文献
［1］田丰.关于汽门关闭时间、特性及严密性试验的探讨.电力安全技术，2002，4（11）:29～31.
［2］田丰，余天龙.国产300MW机组保安系统故障与安全性分析.发电设备，2000，7（4）:14～18、31.
［3］国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求.北京:中国电力出版社，2001.
［4］国家电力公司发输电运营部.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求（辅导教材）.北京:中国电力出版社，2001.
［5］田丰，张俊杰.大型机组电超速保护装置综述.国际电力，2001，5（4）:13～18.
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