随着发电机组容量的不断增大，原有液压调节系统已不能满足大功率机组的调节要求，为此数字电液调节系统应用日趋广泛。数字电液调节系统（DＥＨ系统）主要包括EH供油系统、电液伺服执行机构（电液伺服系统）和保安系统。电液伺服系统接收DEH控制信号，把电信号转为液压信号控制各进汽门，以控制汽轮机的转数及功率；作为电液转换元件的电液伺服阀的作用尤为重要。电液伺服阀的稳定可靠性直接影响到机组的安全稳定运行。目前，电厂DＥＨ系统中电液伺服阀的故障率比较高，本文就电液伺服阀的工作原理及其典型故障予以分析。1电液伺服阀组成及工作原理
DＥＨ系统是一个复杂的机、电、液综合系统，系统中普遍采用力反馈二级电液伺服阀，主要有喷嘴挡板式和射流管式两种。本文以喷嘴挡板式为例，介绍其工作原理及在DEH系统中的应用，其结构原理如图1所示，主要由电磁、液压两部分组成。电磁部分是永磁式力矩马达，由永久磁铁、导磁体、衔铁、控制线圈和弹簧管组成。液压部分是结构对称的二级液压放大器，前置级是双喷嘴挡板阀，功率级是四通滑阀；滑阀通过反馈杆与衔铁挡板组件相连。图1喷嘴挡板式伺服阀原理图无信号输入时，挡板处于两个喷嘴的中间位置，喷嘴两腔压力相等，滑阀处于中间位置，伺服阀无流量输出。当线圈中有电流时，力矩马达带动挡板旋转，使挡板与两喷嘴的间隙发生变化，间隙变小的一侧喷嘴腔压力升高，而另一侧压力降低；在压差的作用下，滑阀产生移动，并带动反馈杆移动，使反馈杆弹性变形，对衔铁挡板组件产生一个反转矩。当作用在衔铁挡板组件上的电磁转矩、弹簧管反转矩、反馈杆反转矩等诸各力矩达到平衡时，滑阀停止移动，取得一个平衡位置，并有相应的流量输出。
2.DEH系统中伺服阀的应用图2DEH系统中电液伺服系统示意图图2为300MW汽轮发电机DEH系统中电液伺服系统示意图，该系统由油源、滤网、伺服放大器、电液伺服阀、快速卸载阀、油动机、线性位移传感器（LVDT）等组成。在DＥＨ系统中，电液伺服阀接收计算机运算处理后的开大或关小调节阀（由油动机带动）的电气信号，使电液伺服阀产生相应的动作，使高压油进入油动机下腔，油动机活塞向上移动，经传动机构带动调节阀开启，或者是使压力油自活塞下腔泄出，在油动机弹簧的作用下，活塞下移关闭调节阀。当油动机活塞移动时，同时带动线性位移传感器，将油动机活塞的机械位移转变为电气信号，作为负反馈信号，与前述经计算机运算处理的电气信号相叠加，直至叠加后的电气信号数值为零时，伺服阀停止动作，调节阀便停止移动，停留在一个新的平衡位置上，从而实现调节阀开口的自动跟随控制。DEH系统中电液伺服阀出现故障时，将导致该系统无法正常工作，不能实现对汽轮机转数及负荷的自动控制，甚至引起系统剧烈振荡，这对高速旋转的汽轮机来说极其危险，同时对整个电网也将构成严重威胁；如不及时分析处理，不但会发生汽轮机超速而被迫停机的重大事故，严重的还会使汽轮机的转子、叶片等损坏，造成巨大的经济损失。3几种典型故障特性通过试验，得到一些故障电液伺服阀的特性曲线，通过曲线及解体后的检查，可分析出电液伺服阀的故障。当电液伺服阀压力特性曲线的间距非常大，说明该阀的滞环非常大，这样的伺服阀将使DEH系统的迟缓增大，不能保证转数及负荷的控制精度；当伺服阀分辨率数值较大时，该伺服阀如应用到DEH系统，将使汽轮机调门摆动，容易引起负荷的摆动，这对汽轮机是极其危险的；伺服阀内泄漏很大，可能引起油动机摆动，同时，系统泄漏量增大，发热量增大，严重的会引起系统压力降低。解体后在显微镜下观察滑阀及阀套，发现该伺服阀的阀口磨损严重，锐边刃口部分磨损，是造成伺服阀的零位内泄漏大的主要原因。4引起电厂电液伺服阀故障的主要原因统计发现伺服阀卡涩故障的占75％，内泄漏量大的占20％左右，由其它原因引起的零偏不稳的占5％左右，从统计数字看，这些故障发生的比较频繁，经过现场调研分析及多次试验，发现造成电厂伺服阀故障频繁的原因主要有以下三个方面：（1）油质的劣化。ＥＨ系统普遍采用磷酸酯抗燃油，由于这类油是一种人工合成的物质，其稳定性较差，主要表现为污染颗粒度的增加和酸值升高。伺服阀是一种很精密的元件，对油质污染颗粒度的要求很严，一般要达到NAS1638－5级，酸值应小于0.2mgKOH/g。抗燃油污染颗粒度增加，极易造成伺服阀堵塞、卡涩，同时，形成颗粒磨损，使阀芯的磨损加剧，内泄漏量增加；酸值的升高，对伺服阀部件产生腐蚀作用，特别是对伺服阀阀芯及阀套锐边的腐蚀，这是使伺服阀内泄漏增加的主要原因。（2）使用环境恶劣。通过对故障阀使用现场的调查，发现有些电厂伺服阀工作处的环境温度高达80℃以上，伺服阀长期在高温下工作，对力矩马达的工作特性有严重影响，同时长期高温下工作加速了伺服阀的磨损及油质的劣化，形成恶性循环。（3）DEH控制信号问题。某电厂电液伺服阀的损坏率极高和损坏时间短，经现场测试发现该机组的DEH控制信号有较强的高频干扰，使伺服阀处于低幅值高频抖动，使伺服阀的弹簧管刚度迅速，致使伺服阀振动，现正对此问题进行处理5结束语从前面的分析和对伺服阀检测经验来看，各电厂应加强对油质的控制，采用相应的设备进行油液的在线处理，从而保证油质合格；加强伺服阀工作环境的改善，降低现场温度，消除各种干扰，从而可保证伺服阀的使用性能，提高伺服阀的使用寿命。参考文献：1．[美]H.E.梅里特著，液压控制系统，科学出版社，1976。2．王春行，液压伺服系统，机械工业出版社，1980。3．上海汽轮机厂，汽轮机电液调节，水利电力出版社，1984年4月，297~315。4．马承民，汽轮机调节及保护系统，东北大学出版社，1995年11月，223~235。