電液伺服閥的內泄漏特性及故障在線分析
在汽輪機電液控制系統( DEH)中，作為電液轉換元件電液伺服閥的作用十分重要。電液伺服閥穩定可靠性直接影響到機組的安全穩定運行。伺服閥是一種很精密的元件，對油質污染顆粒度的要求很嚴，而DEH系統普遍采用磷酸酯抗燃油，其穩定性較差，主要表現為污染顆粒度的增加和酸值升高。抗燃油污染顆粒度增加，極易造成伺服閥堵塞、卡澀，同時，形成顆粒磨損，使閥心的磨損加劇，內泄漏量增加。酸值升高，對伺服閥部件產生腐蝕作用，特別是對伺服閥閥心及閥套銳邊的腐蝕，這是使伺服閥內泄漏增加的主要原因。在此對汽輪機DEH系統中電液伺服閥內泄漏故障的在線檢測及診斷問題進行分析。
1．電液伺服閥的內泄漏特性
電液伺服閥集中了電信號具有傳遞快，線路連接方便，便于遙控，容易檢測、反饋、比較、校正和液壓動力具有輸出力大、慣性小、反應快等優點，而成為一種控制靈活、精度高、快速性好、輸出功率大的控制元件，在汽輪機電液控制系統(DEH)中得到廣泛應用，圖10為汽輪機調節氣門電液執行機構示意圖。
當線圈中的電流為零時，伺服閥的輸出流量不為零，這稱為零偏。空載情況下，使輸出流量為零時閥心位置稱為零位。為使閥心處于零位需要輸入的控制電流稱為零偏電流。零偏的大小以流量曲線上往返兩次時，零偏電流絕對值的平均值與額定電流的百分比來表示。規定在伺服閥壽命期間，零偏應小于3%。伺服閥的內泄漏特性是指伺服閥輸出流量為零（在負載通道關閉時），由回油口流出的內部泄漏流量，通常泄漏流量隨輸入電流變化而變化，當
閥處于零位時為最大值Qc，如圖11所示。對于兩級伺服閥泄漏量由前置級的泄漏量Qp0和輸出級的泄漏量QL組成。零位泄漏量Qc對新閥可作為滑閥制造質量指標，對舊閥可反映其磨損情況。另外，伺服閥的壓力特性也能反映其內泄漏情況。壓力特性曲線是輸出流量為零（將伺服閥的負載口堵死）時，負載壓力PL隨輸入電流的變化曲線。在壓力特性曲線上某點或某段的斜率即為壓力增益。伺服閥的壓力增益越高，伺服系統的剛度越大，克服負載能力越強，系統誤差越小。壓力增益越低，表明零位泄漏量大，閥心和閥套配合不好，從而使伺服系統的響應遲緩。
2．電液伺服閥內泄漏故障分析
某發電廠6號機投產試運行，運行人員發現B側DEH液壓泵出口油壓持續下降，由設定的14.5MPa最低降至12.6MPa，下降趨勢明顯。A泵運行情況類似，調整泵出口壓力控制閥升壓效果不明顯，一直靠調整泵出口流量來維持DEH系統油壓。后來泵出口流量已由原來的45L/min升至70L/min．為此，通過分別關閉油動機壓力油進油遮斷閥對6號機四個高壓調門進行逐一在線試驗，試驗結果見下表。
對比數據測試（油溫：48℃）
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參數 |
A泵出口油壓/MPa |
A泵電流/A |
A泵流量/(L/min) |
DEH 系統油壓/MPa |
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單閥運行(開度為36%) |
15.0 |
39.8 |
70 |
14.0 |
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調門全開 |
15.3 |
325 |
49 |
14.4 |
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GV1全開 |
15.3 |
32.5 |
49 |
14.4 |
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GV1全關 |
15.5 |
31.9 |
46.5 |
14.3 |
由試驗數據可以看出，更換后的GV2伺服閥，在該調門處于某一開度或全關狀態下，DEH油系統的系統油壓和輸出流量基本不變，都維持在一個正常的工作范圍內，而GV1、GV3、GV4伺服閥在所處調門某一開啟位置或全關狀態下，DEH油系統的系統油壓雖然保持穩定，但系統流量均相差很大。這是由于調門在某一中間開度位置時，該伺服閥處于動態零位，根據伺服閥的內泄漏特性，此時內泄漏量最大；在調門全開或全關狀態，由于機械零偏或指令電流作用下，伺服閥不在零位位置時，泄漏量相對偏小。很顯然這三個伺服閥在零位位置時的內泄漏量均已嚴重超出正常工作范圍，而更換前的GV2伺服閥無論在動態零位位置還是非零位位置，其內泄漏量都已嚴重超標。更換GV1、GV3、GV4伺服閥后，該機組單閥運行，DEH油系統油壓調整到13.5MPa，系統流量恢復到正常的40L/min左右。
3．總結
對于投產試運行不足一個月的機組，四個高調門伺服閥同時出現了嚴重的內泄漏故障，對油質的化驗結果顯示，抗燃油酸值、電導率指標不合格，經檢查發現DEH供油系統的抗燃油再生裝置出現故障，該裝置功能投入后系統恢復正常。