汽轮机调门位移传感器故障分析

张伟雄

摘要 ： 本文针对陕西某自备电厂四台125MW汽轮机调门位移传感器经常出现线圈断路或短路故障、铁芯断裂损坏现象进行分析，结合国内两家知名火电企业处理此类故障的经验，总结出具有实效的解决措施，有效防止了机组负荷异常波动、瓦振突变机组非停事故发生，为处理汽轮机调门此类故障提供参考依据。

关键词：汽轮机;调门;位移传感器

前言

该厂位移传感器是线性差动变压器，用来检测阀位反馈信号。变压器有三组线圈，初级线圈由交流电激励，次级线圈1和2产生感应电压。两个次级线圈反相串联，变压器输出为两者的电压差。圆柱形铁芯可随油动机活塞杆上下移动，当铁芯在中间位置时，次级线圈1和2 感应电压相同，输出电压为零，当铁芯偏离中间位置时，两个次级线圈的感应电压不同，可输出一定电压，且输出电压与铁芯的位置线性相关，即输出电压反映了铁芯位置。安装时，外壳固定不动，铁芯通过连杆与调门油动机活塞杆相连，输出的电气信号便可模拟油动机的位移，也就是调门的开度。

1.位移传感器故障现象及分析

1.1线圈断路或短路故障现象及分析：运行过程中某一调门出现波动现象，机组负荷随调门波动进行波动。经现场检查发现该调门位移传感器线圈电阻值无限大，说明该位移传感器线圈已经断路;若调门位移传感器线圈电阻值为零，说明该位移传感器线圈已经短路。对已经磨损较严重的线圈解体发现套筒内壁已经穿透性磨损，且套筒口已经成椭圆形，说明线圈与铁芯存在严重的摩擦，导致线圈套筒内壁、筒口处磨损。其次，现场调门阻汽套处漏汽较大，高温蒸汽直接吹至位移传感器上，就地实测位移传感器温度达130摄氏度。位移传感器长期处于高温环境，线圈老化导致短路。

1.2铁芯断裂损坏现象及分析：铁芯断裂分为外杆断裂和内芯断裂。外杆断裂主要集中在固定铁芯螺纹处（见下图1），内芯断裂主要是内磁棒存在裂纹。当出现上述两种现象时该调门波动或全部关闭，引起机组负荷波动。经现场勘查发现调门受汽流激振力的影响一直处于振动状态，与之连接的连接板也处于低幅度、高频率振动，这一现象直接导致铁芯与线圈套筒碰磨。同时铁芯与连接板长期处于低幅度、高频率振动，导致铁芯螺纹处断裂。其次，现场调门阻汽套处漏汽较大，高温蒸汽直接吹至铁芯上，导致铁芯内磁棒裂纹。

2. 国内两家知名火电企业处理此类故障的措施

2.1在位移传感器上加装万向节（关节轴承）装置，用以降低铁芯与连接杆的连接钢性，减少铁芯与线圈套筒之间因为不完全同心导致的磨损;其次，在铁芯前端部分包覆100mm长的尼龙面料，尼龙的耐磨性、韧性、稳定性均十分优良，可有效防治铁芯的磨损、断裂[1]。

2.2在位移传感器侧装有导向杆，连接横杆侧装有两个万向节，实现位移传感器侧“导向”和连接横杆侧“卸力”措施。同时在阀门连接板和铁芯的螺母连接处加装弹簧缓冲，有效地抑制铁芯断裂[2]。

上述措施均降低低幅度、高频率振动引起的铁芯断裂，且受到较好效果。但仍然不能彻底解决该问题，铁芯内磁棒裂纹仍然存在，频繁更换位移传感器得不到彻底解决。

3.處理措施

结合国内两家知名火电企业处理措施，在降温方面采取了以下措施：1.在位移传感器线圈固定基座处增加10[槽钢，将线圈移出调门阻汽套漏汽区域，并在固定基座处增加石棉垫，减少热量传递，降低线圈温度;同时将连接杆加长10厘米，将铁芯同步移出调门阻汽套漏汽区域，避开高温蒸汽直接喷至位移传感器，有效缓解高温老化。2.大修期间更换了调门阀杆和阻汽套，减小了调门漏汽，降低位移传感器环境温度。

通过以上补充措施，测取№4机调门铁芯、连接杆五个整点时温度，均明显降低，见下表。

4.结束语

调门位移传感器故障率较高、更换频繁，且更换时存在汽轮机负荷波动、轴瓦异常振动现象。位移传感器故障是电力行业普遍存在的问题，需在原始设计、安装、后续维修环节进行解决。而减小汽流激振力、降低漏汽量是解决该项问题的根本，采用万向节、弹簧、防磨尼龙面料均能降低振动，加长连接杆、应用隔热石棉垫有效降低了线圈和铁芯温度，为此类故障处理提供参考依据。

[1]赵军，徐亚涛，王红武，张秋生，孙鹏.汽轮机高调门位移差动传感器故障分析及解决[J].自动化博览，2015（01）：78-80.

[2]赵锐.汽轮机调门LVDT位移传感器故障治理探析[J].科技创新导报，2019，16（23）：87+89.