引言：
大庆石化公司热电厂5#汽轮机为上海汽轮机厂产品，型号为C50-0/13-l，自1988年6月l日开始投运。该型号汽轮机采用额定参数启动，四个
高压调节阀各由一个油动机控制，并通过数字电调系统DEH（digitalelectrichydraulic）的阀门管理程序实现喷嘴
节流调节。DEH执行机构的工作介质是高压抗燃油它将DEH控制系统产生的调节阀行程指令转变为调节阀的开度，实现汽轮机进汽量的调节。
在运行过程中，5#汽轮机的四个高压调节阀均发生了不同程度的窜动。经查找及分析原因后，对调节阀的线性可调差接变压器LVDT（linear，Variabledifferetialtransformer）部套存在的结构缺陷进行了改进，效果良好。
一、汽轮机调节阀控制原理
汽轮机数字电液控制系统DEH分为电子控制和液压调节保安两部分。电子控制部分主要由分布式控制系统DCS和DEH模件组成，它用来完成信号的采集、综合计算、逻辑处理和人机接口等方面的任务；液压调节保安部分主要由电液转换器、电磁阀、油动机和配汽机构等组成，它用来将电气控制信号转换为液压机械控制信号，zui终控制汽轮机进汽阀门的开度。
5#汽轮机以油动机为液压系统的功率输出级，它的活塞杆直接驱动进汽阀门。活塞杆与操纵座、油动机滑阀、反馈滑阀或操纵座、伺服阀以及LVDT等设备组成完整的油动机，完成位置随动和功率输出等功能。伺服阀（电液转换器）为DEH电气信号与液压系统的接口设备，它将电气信号转换为与之对应的液压信号，并与伺服控制单元、油动机等相结合，完成电压位置随动控制。
随着DEH系统工作方式（REMOTE或OA方式）的不同，来自不同的负荷设定值经设定值处理功能的选择和处理后，得到负荷设定值信号（REFDMD），并送至DEH中的负荷控制系统。机组无论是处于DCS的控制还是DEH的OA方式控制，zui后均需经过DEH系统将REFDMD信号由DEH的负荷控制系统输出，并作为主蒸汽流量请求信号（FDMD）。主蒸汽流量请求信号（FDMD）经DEH的阀门管理程序转换成高压调节阀的开度需求信号，然后通过数字式阀位伺服控制器（MVP）卡件去控制相应调节阀的开度困。
以单阀控制方式为例，MVP卡接收WDPF系统中分散处理单元DPU传递过来的调节阀开度需求信号，并与线性位移差动
变送器LVDT的实际阀位开度信号相比较，通过PI控制回路对阀门的电液转换器输入阀门控制指令。阀门控制框图如图1所示。
来自DEH的调节阀开度需求指令（数字信号）输入到执行机构的MVP卡内，与实际开度的数字信号（LVDT的输出反馈）做比较，其偏差信号经Pl控制运算，得到MOOG阀的控制信号。该信号经D/A转换和放大，转变为MOOG阀两组线圈上的控制电流来控制MOOG阀两路输出流量（一路高压控制油到调节阀油动机的下腔室，即工作腔室；另一路是MOOG阀的排油到油动机的上腔室，即非工作室），实现油动机工作油室进油量、油压（开／关调节阀）以及机组负荷的调节。当MVP卡的输出为“+”时，MOOG阀进油接通去油动机活塞的下部，油动机下部油压增大，向上移动并经杠杆带动开启阀门。阀门移动的同时，带动装在油动机旁的LVDT的线圈移动，产生一电信号并被送到MVP卡内与DEH阀门管理器指令比较，直到LVDT阀门开度反馈信号与DEH阀门管理器的阀门开度需求信号相等，MVP卡输出为0，阀门保持不动。当MVP卡输出为“一”时，同理操作。
二、热工电气回路分析及改进
2.1热工电气回路分析
线性位移差动变送器LVDT是一种位移测量传感器，由三个等距分布的线圈和一根与油动机活塞杆相连的铁芯组成。LVDT工作原理如图3所示。
铁芯在线圈中移动时，改变了线圈空间的磁通分布，从而改变了初／次级线圈间的互感值。MVP卡向LVDT提供初级激励电流的振荡电路，经低通滤波器滤去PROM输出的直流成分和高频成分，由功率放大器提供驱动LVDT初级线圈的电流。随着铁芯在线圈内位置的不同，两个次级线圈产生的感应电动势也随之变化。
两个次级线圈反相、串联接至MVP卡，两个线圈感应电动势的差分信号经相敏检波（或称解调）和带通滤波后，得到与阀门行程一一对应的等比例的直流电压输出。因此，当铁芯位于线圈中间位置时，由于两个次级线圈的感应电动势相等，位移输出的电压值为0；当阀门开大或关小时，一个信号线性增大，一个信号线性减小，两信号送到MVP卡，分别通过正负半波整流、相加及滤波、零点补偿和量程调整后，就获得对应于阀门全行程、量程为直流O-10V的阀位信号。
当LVDT初级线圈的六根接线因接线松动引起接触不良甚至断开时，会导致反馈信号失真，造成调节阀窜动（开度波动）甚至变为全开／全关两位控制状态，引起汽轮机工况的剧烈变化。
另一个值得重视的问题是，汽轮机控制系统在安装时，现场信号电缆连接采用冷压方式，接触面容易氧化，从而造成接线接触不良。为解决此问题，对信号电缆冷压接头进行了处理。对于位移传感器及其安装的改进，不论高调阀还是中调阀，都有位移传感器安装的问题，只是高调阀的问题更多一些。经分析，位移传感器损坏的主要原因有三点：①机组本身振动较大，传到安装位移传感器支架上后，振动更为突出；②安装时对中不准，造成位移传感器拉杆和线圈单侧摩擦；③位移传感器本身的原因。
2.2位移传感器的改进
经过对位移传感器常见故障及损坏原因的分析，分别从提高位移传感器的耐震、耐高温等方面做了如下改进措施。
①原航空插头对耐高温和抗振动效果较差，现在位移传感器的线圈由引出线直接引出，并且套装了金属软管保护。引出线本身亦采用耐高温的聚四氟乙烯导线，耐高温和抗振动效果好。
②对位移传感器内部结构做了改进，增加了线圈灌封，提高了抗振性。
③拉杆头上增加聚四氟乙烯滑环，减少拉杆与线圈内壁的摩擦。壳体端头也改金属盖为尼龙盖，与外壳联接改为翻边，尼龙盖不易脱落，且尼龙盖与拉杆间的摩擦力小。
④改进位移传感器的安装结构，增加了导向杆，使位传感器拉杆不用接长杆，而直接接在导向杆的“耳朵”上。拉杆相对来说受力减小，力由导向杆承受，且拉杆与“耳朵”容易对齐。每个位移传感器均可单独更换。
5＃机位移传感器导向杆与操纵座拉臂的连接采用万向接头，消除了因操纵座拉臂和导向杆不在一个平面而产生的扭曲力，大大降低了位移传感器的报废率。万向接头间隙以不影响DEH的控制精度为准。万向接头应该定期更换，以免间隙过大而影响阀门的控制精度。
三、高压调节阀结构分析及改进
在热工正常运行情况下，当流量达到70％以上时，油动机工作稳定，但负荷会发生自行向上或向下的跳动，幅值为1MW左右。如果在DEH处投入功率回路或投入CCS协调控制，则会发生震荡，控制不稳定。现场检查时发现，高压调节阀杆有窜动现象。阀门伺服控制回路包括由计算机指令至VCC卡处的闭环控制，回路原理如图4所示。
如果DEH的指令是稳定的，伺服阀与LVDT*，则所控制的油动机也是稳定的。从历史数据、实时数据可以看到，DEH的定值、阀门输出指令及油动机反馈（包括高选前的LVDT1、LVDT2）均非常稳定，实际现场油动机也非常稳定，但功率会自行上下波动。因为CCS的投入，在现场可以看到高压调节阀杆震荡的现象。检查调节阀压力后发现，机组存在1.OMPa左右的跳动，调速级压力也同步波动。每个阀门安装时均通过阀杆与操纵座及油动机相连。如果油动机控制稳定，操纵座安装紧固，相应的阀门也应稳定，不会存在上述问题。经过对现场的逐步深入研究，认为该现象可能是阀门的阀头在一定的参数及位置下由于阀头总作用的方向发生变化，使阀头处于不稳定状态，出现阀头在预启阀范围内跳动的现象。一般跳动点在阀门有效行程的80％左右。跳动点越低，对负荷的影响越大。阀头跳动会引起阀后压力和功率跳动。
经分析认为，减小预启阀行程能改善和解决此类问题。在5＃机大修调节阀装配时，将预启阀行程由5mm改为4mm。
四、结束语
通过对参与调节阀PID控制的核心信号反馈单元（LVDT）进行改进，从根本上避免了LVDT反馈线脱落、松动、绝缘不合格、信号抖动和反馈杆磨损等问题的发生，并对LVDT进行了双冗余配置，提高了参与阀门调节信号的稳定性和安全性。5#机大修后投运，机组在机组冲转、自动同期、功率控制、一次调频、限制控制、抽汽控制、阀门活动性试验、超速试验和遥控控制等工况下的主要控制参数均达到了标准。试运表明机组高压调节阀运行状况良好，没有出现窜动等不正常现象，5＃机高压调节阀改造是成功的。
