[发明专利]一种基于状态反馈的汽轮机液动阀门故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于状态反馈的汽轮机液动阀门故障诊断方法。本发明采用的方法包括步骤：1)测试液动阀门无故障时油动机力与阀杆行程之间的关系曲线，该曲线称为基准曲线；2)机组停运后进行阀门开关行程试验，将油动机力和阀杆行程信号接入外接诊断系统，对待检测阀门测试其油动机力与阀杆行程之间关系曲线，该曲线称为故障曲线；3)将故障曲线与基准曲线对比分析，检测包括阀杆、阀杆衬套、弹簧运行状态中的异常，通过这些异常确定阀门状态，预测阀门故障，并根据阀门状态条件制定阀门检修计划。本发明通过油动机力和阀杆行程曲线的反馈来检测阀杆、阀杆衬套、弹簧运行状态中的异常，从而通过这些异常确定阀门状态，预测阀门故障。

技术领域

本发明涉及电厂设备运行状态诊断领域，特别是一种基于状态反馈的汽轮机液动阀门故障诊断方法。

背景技术

汽轮机阀门一般包括主汽门和调节汽门，阀门控制采用电液伺服系统，控制介质采用高压抗燃油。电液伺服系统的核心元件是伺服阀。伺服阀根据DEH给定电信号和反馈电信号所构成的偏差信号控制阀芯运动，从而控制油动机活塞带动阀杆运动。汽轮机阀门在机组正常运行时控制进入汽轮机的蒸汽流量从而控制机组负荷，甩负荷时迅速关闭隔绝蒸汽从而防止机组超速保护汽轮机。汽轮机阀门的可靠性对机组安全运行非常重要。

目前，汽轮机阀门的维护保养是按照固定时间周期来进行的。由于汽轮机阀门内部结构复杂，工作环境恶劣，按照固定时间周期进行阀门维护的成本很高。降低运行和维护成本的一个关键方面是采用基于阀门状态反馈的维护方法，正确的状态评估对于基于状态维护方法的成功应用至关重要。汽轮机阀门随着时间老化并经历不可避免的工作周期，会出现不同程度的问题。典型的汽轮机阀门故障包括阀杆衬套泄漏、磨损、腐蚀、关闭不到位以及阀杆粘黏等，这些故障会对机组的安全运行及经济性产生重大影响。

发明内容

为降低汽轮机阀门维护保养的成本，本发明提供一种基于状态反馈的汽轮机液压阀门故障诊断方法，其在机组停机时对阀门进行开关行程试验，通过油动机力和阀杆行程曲线的反馈来检测阀杆、阀杆衬套、弹簧运行状态中的异常，从而通过这些异常确定阀门状态，预测阀门故障，并根据阀门状态条件制定阀门检修计划。

本发明采用的技术方案为：一种基于状态反馈的汽轮机液动阀门故障诊断方法，其包括步骤：

1)测试液动阀门无故障时油动机力与阀杆行程之间的关系曲线，该曲线称为基准曲线；

2)机组停运后进行阀门开关行程试验，将油动机力和阀杆行程信号接入外接诊断系统，对待检测阀门测试其油动机力与阀杆行程之间关系曲线，该曲线称为故障曲线；

3)将故障曲线与基准曲线对比分析，检测包括阀杆、阀杆衬套、弹簧运行状态中的异常，通过这些异常确定阀门状态，预测阀门故障，并根据阀门状态条件制定阀门检修计划。

现有的在线汽轮机阀门状态监测系统，需要与现有汽轮机控制系统相连，并对现有汽轮机控制系统造成未知风险，增加维护和使用新系统的工作量。本发明所述方法是一种离线测试方法，在执行测试前不需要在原有汽轮机控制系统中接入新的系统单元，不需要改变阀门结构以及油动机组件，不需要增加新的就地设备，只需在停机测试时将油动机压力和阀杆行程信号接入外接诊断系统，并在测试完成后拆除外接诊断系统就能使系统恢复正常。

进一步地，油动机力测点位于油动机油缸壁上，阀杆行程是汽轮机数字电液控制系统常用信号，由装在阀杆上的线性可变差动变压器测量获得。

进一步地，所述的基准曲线中，油动机力由油动机液压油压力乘以有效隔板面积得到，当阀门处于关闭位置时，油动机不进油，此时记为阀杆行程的起始位；阀门全开为阀杆行程终点位置；该曲线X轴为阀杆行程S，Y轴为油动机力Y，初始力和行程均为零；