山东恒通化工股份有限公司热电厂2台50MW汽轮机为武汉汽轮机厂产品，型号为CC50-8.83/4.12和CC50-8.83/4.12/1.57，投运日期分别为2002年10月18日和2004年5月15日，额定进汽压力8.83MPa，进汽温度535℃，抽汽压力分别为4.12MPa和4.12/1.57MPa，控制系统采用新华公司DEH-ⅢA型高压纯电调，整个机组采用Honeywen DCS控制系统。
该型汽轮机采用额定参数启动，四个高压调节阀各由1个油动机控制，通过DEH系统的阀门管路程序实现喷嘴/节流调节。DEH执行机构的工作介质是高压抗燃油（三芳基膦酸脂），它把DEH控制系统产生的调节阀行程指令转变为调节阀的开度，实现汽轮机进汽量即转速和功率的调节。
第1台50MW汽轮发电机组试运时，四个高压调节阀均发生了不同程度的窜动，经分析并找出原因后，我公司在5#机（CC50-8.83/4.12/1.57）汽轮机组上实施了改进，效果良好。
1 汽轮机调节阀控制原理
随着DEH系统工作方式（REMOTE或OA方式）的不同，来自不同方面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），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，*后均经过DEH系统将REFDMD信号由DEH的负荷控制系统输出，为主蒸汽流量请求信号（FDMD），再经DEH的阀门管理程序转换成高压调节阀的开度需求信号，并从单阀和顺序阀控制方式中选择一种方式，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需求指令。
以单阀控制方式为例（如图1所示），MVP卡接受WDPF中分散处理单元DPU来的调节阀开度需求信号，并与线性位移差动变送器（linearVariable DifferentialTransformer，简称LVDT）来的实际阀位开度信号相比较，通过比例积分（PI）控制回路对指定阀门的电液转换器（MOOG阀）输入阀门控制指令。调节阀执行机构电气-液压回路如图2所示。
来自DEH的阀门管理器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PI（比例积分）控制运算，得到MOOG阀的控制信号，经D/A转换和放大，转变为MOOG阀两组线圈上的控制电流，控制改变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，工作腔室；另一路MOOG阀的排油到油动机的上腔室，非工作室）来控制油动机工作油室的进油量和油压（开/关调节阀），实现对机组负荷的调节。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INDT的线圈移动，产生--电信号，送到MVP卡内与DEH阀门管理器来指令比较，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“-”时，同理。
2 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3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，根据油动机活塞的位置产生阀位反馈信号。工作原理如图3。
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，它提供1kHz高频正弦波，经一低通滤波器滤去PROM输出的直流成分和高频成分，由一功率放大器提供驱动LVDT初级线圈的电流，随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随之变化。两个次级线圈反相、串联地接至MVP卡，其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，得到比例于行程的直流电压输出。因此，当铁芯位于线圈中间位置时，因两个次级线圈的感应电动势相等，故位移输出的电压值为0；当阀门开大或关小，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，相加并经过滤波、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0~10V的阀位信号，经A/D转换后，送MVP卡内中央处理器MC68701。
当LVDT的初/次级线圈的6根接线中因接线松动引起接触**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。为易于理解，特举一例介绍如下：当LVDT二次线圈的4根接线全部脱落，输出电压为0时，由上分析可知，调节阀反馈应该为50%的中间状态。此时若指令不是50%，如当指令大于50%时，要求调节阀开度增大的控制信号因反馈信号未相应改变而无法平衡，所以调节阀会迅速打开直至全开，但调节阀全开时，功率反馈会反映实际功率输出值比需求值高，所以发出减指令；当指令小于50%时，要求调节阀开度减小的控制信号因反馈信号未相应改变也无法平衡，所以会迅速全关调节阀。如此反复，造成调节阀大幅窜动。但如果调节阀开度原本很大，增加调节阀开度对负荷影响不大时，因此而引起的调节阀窜动尽管明显，但对机组工况影响并不大。
经过检查分析发现，调节阀本体振动很容易引起MOOG阀箱中控制接线松动及破损，原因主要是原设计将调节阀的热工接线盒布置在调节阀本体上，后来在每只调节阀处各增加一个小中间端子箱，该端子箱通过焊接在大机顶盖上的角钢固定在调节阀的斜上方，基本消除了MOOG阀箱中的控制接线随调节阀本体一起动作的问题，效果不错。
另一个值得重视的问题是，安装时，汽轮机控制系统的现场信号电缆连接采用冷压方式，时间久了，接触面容易氧化，从而造成接线接触**。目前，检查并更换了现场所有调节阀的冷压连接电缆。
位移传感器及安装的改进，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。因为中调阔在启动后就处于全开状态，而高调阀都处于调整状态，所以反应位移传感器损坏较多，其损坏形式主要是拉杆和线圈内层间磨损，使线圈开路，或是拉杆被磨坏。分析原因，一是机组本身振动较大，传到安装位移传感器架子上，振动更大；二是安装时对中不准，造成位移传感器拉杆和线圈单边摩擦；三是位移传感器本身的原因。
2.2 位移传感器的改进
（1）原航空插头对耐环境高温和抗振动效果较差，故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也作了改进，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，尼龙盖与拉杆间的摩擦力减小。
（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”容易对中。每个位移传感器均可单独更换。
公司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。
3 高压调节阀结构分析及改进
在热工正常运行情况下，流量在70%以上时，油动机工作稳定，但负荷会发生自行向上或向下跳动，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。
从伺服控制回路来看，控制包括由计算机指令至VCC卡处的闭环控制。
阀门伺服控制回路原理如图4。
如果DEH的指令是稳定的，伺服阀与LVDT无故障，则所控制的油动机也是稳定的。从历史数据、实时数据中可以看到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，查实际现场油动机也非常稳定，但功率会自行上下波动。因CCS投入，在现场可以看到高压调节阀杆震荡的现象。检查调节阀阀后压力发现，存在1.0MPa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。经过与主机厂和新华公司对现场的逐步深入研究，认为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，阀头在预启阀范围内跳动。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#机调节阀装配时，把预启阀行程由8mm改为4mm。
4 结论
5#机（CC50-8.83/4.12/1.57）于2004年5月15日投运，在各种工况下，高压调节阀均运行良好，没有出现窜动等不正常现象，证明5#机高压调节阀改造是成功的