Überprüfung des Deaerator-Steuerventils Fehler: Unzureichende Öffnung & Rückkopplungs-Abweichung (ABB-Positionierer)

Pneumatische Steuerventile dienen als zentrale Betätigungskomponenten des Steuersystems einer Einheit und fungieren effektiv als „Hände und Füße“ der Ausrüstung. Während des routinemäßigen Betriebs und der Wartung treten häufig Probleme wie eine verzerrte Rückmeldung der Ventilposition, eine eingeschränkte Öffnung und ein unerwartetes Umschalten vom automatischen in den manuellen Modus auf. Bei der Fehlerbehebung liegt häufig der Verdacht auf Fehlfunktionen des Stellungsreglers oder eine Blockierung des Ventilkörpers im Vordergrund. Der kürzliche Ausfall des Entgaser-Wasserstandsregelventils an Block 4 stellte jedoch einen klassischen, höchst trügerischen und obskuren Fehler dar: Das Ventil bestand die Vollhubtests ohne Last, das Problem blieb auch nach dem Austausch des Stellungsreglers durch einen neuen bestehen und es gab keine Anzeichen von Luftlecks an der Zylinderaußenseite. Dennoch litt das Ventil weiterhin unter Tracking-Fehlern, einer maximalen Öffnung von nur 20 % und einem spontanen Schließen, was zu erheblichen Herausforderungen bei der Fehlerbehebung führte.

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über den Fehlerbehebungsprozess, geht auf die Grundursache ein und fasst wichtige Erkenntnisse und standardisierte Wartungsstrategien zusammen, um Kollegen, die ähnliche Probleme mit pneumatischen Steuerventilen haben, eine praktische Anleitung zu bieten.

01 Fehlerübersicht: Plötzliche Betriebsanomalie

Bei der fehlerhaften Ausrüstung handelte es sich um das Wasserstandsregelventil des Entgasers für Block 4, das mit einem pneumatischen Stellungsregler von ABB ausgestattet war. Es funktioniert auf der „Luft-zu-Öffnen“-Basis und ist für die Regulierung des Wasserstands der Einheit von entscheidender Bedeutung.

02 Eine komplexe Reise zur Fehlerbehebung: Mehrere Fehleinschätzungen und systematische Beseitigung

Die charakteristischen Merkmale dieses Fehlers waren seine unklare Natur, das Vorhandensein mehrerer Störfaktoren und ein hohes Risiko einer Fehldiagnose. Spezialisten aus zwei Disziplinen führten wiederholte Gegenkontrollen durch und widerlegten erste Schlussfolgerungen; Der Prozess war fortschrittlich und bietet einen erheblichen Mehrwert für die Analyse nach einem Vorfall. Der vollständige Lösungsprozess ist unten beschrieben:

Schritt 1: Anfänglicher Verdacht auf Ventilblockierung – ausgeschlossen

Aufgrund von Symptomen wie unzureichender Ventilöffnung und mangelnder Verfolgung des Positionssignals vermutete das Wartungspersonal zunächst, dass der Ventilkörper blockiert. Das mechanische Personal betätigte manuell das Handrad des Ventils, um die Position auf einen Zielwert von 25 % zu erzwingen, aber beim Loslassen des Handrads fiel das Ventil schnell auf 18 % zurück. Sichtprüfungen und Dichtheitsprüfungen ergaben, dass an der Außenseite des Zylinders keine Luft austritt, wodurch ein Ventilklemmen oder eine externe Zylinderleckage effektiv ausgeschlossen wurde und der Verdacht auf den ABB-Ventilpositionierer gelenkt wurde.

Schritt 2: Positionierer neu kalibrieren.

Nachdem der normale Betrieb während des Leerlauftests bestätigt wurde, erteilte das Personal für die thermische Kontrolle ordnungsgemäß einen Wartungsauftrag, implementierte Sicherheitsisolationsmaßnahmen und schloss die manuellen Isolationsventile vor und nach dem Regelventil. Es wurde eine umfassende Inspektion des Luftversorgungssystems durchgeführt und bestätigt, dass das Luftdruckreduzierventil, die Versorgungsleitungen und der pneumatische Verstärker ordnungsgemäß funktionieren, keine Lecks aufweisen und einen stabilen, konformen Luftversorgungsdruck aufweisen.

Anschließend wurde eine präzise Vollhubkalibrierung des ABB-Stellungsreglers durchgeführt, gefolgt von einem Öffnungs-/Schließtest vor Ort in Abstimmung mit dem Betriebspersonal. Im Leerlauf (ohne Prozessmedium) arbeitete das Ventil über den gesamten Hub reibungslos; Befehls- und Rückmeldungssignale waren perfekt und ohne Abweichungen synchronisiert und alle Parameter entsprachen den Spezifikationen.

Schritt 3: Probelauf mit Prozessmedium; Ein erneutes Auftreten des Fehlers führt zu einer Sackgasse.

Nach Abschluss der Wartungsarbeiten und Aufhebung der Systemisolationsmaßnahmen wurde ein Probelauf mit dem Prozessmedium durchgeführt. Der Fehler trat erneut auf: Im Druckbetrieb erreichte die maximale Öffnung des Ventils nur 20 %, sodass der erforderliche Betriebsbereich nicht erreicht wurde.

Zu diesem Zeitpunkt stellte das Gerät ein äußerst irreführendes Szenario dar: Die Kalibrierungsparameter des Stellungsreglers lagen innerhalb der Grenzen, der Leerlaufbetrieb war normal, das Ventilgehäuse zeigte keine Anzeichen von Verklebungen oder Beschädigungen und das Luftversorgungssystem wies keine Lecks oder Druckanomalien auf. Herkömmliche Methoden zur Fehlerbehebung konnten den Fehlerort nicht lokalisieren, wodurch die Wartungsarbeiten zum Erliegen kamen.

Schritt 4: Austausch durch einen neuen Stellungsregler; Fehler bleibt bestehen.

Um mögliche Probleme mit dem Stellungsregler vollständig auszuschließen, tauschte das Personal für die thermische Kontrolle die Einheit durch einen brandneuen ABB-Stellungsregler desselben Modells aus und führte erneut eine Vollhubkalibrierung durch. Nachdem das Ventil jedoch vor Ort manuell zu 50 % geöffnet wurde, konnte das Ventil seine Position nicht beibehalten und schloss sich langsam von selbst.

Der Fehler blieb trotz neuem Stellungsregler bestehen; Das Betriebs- und Wartungsteam identifizierte vorläufig interne Zylinderlecks als Grundursache. Das Mechanikerpersonal führte jedoch wiederholte, sorgfältige Leckprüfungen an der Außenseite und den Anschlüssen des Zylinders durch, ohne Leckstellen zu finden, was dazu führte, dass die Fehlerbehebungsbemühungen erneut ins Stocken gerieten.

Schritt 5: Den versteckten Mangel lokalisieren und den Fehler beheben.

Um die Sackgasse bei der Fehlerbehebung zu überwinden, führten die Teams für Wärmekontrolle und Mechanik eine gemeinsame, detaillierte Inspektion durch. Letztendlich identifizierten sie den verborgenen Kernfehler: Die Dichtung an der Verbindung zwischen Zylinder und Ventilschaft war gealtert und beschädigt, was zu einem winzigen inneren Leck führte.

Es handelte sich um ein internes Geräteleck ohne äußere Anzeichen; Es konnte weder durch herkömmliche Sichtprüfungen noch durch externe Methoden zur Lecksuche entdeckt werden, was es zu einem klassischen Beispiel für einen versteckten Defekt macht. Das Wartungspersonal ersetzte die Dichtung sofort durch eine brandneue, wodurch das Risiko einer internen Leckage vollständig ausgeschlossen wurde. Nach der Wiederinbetriebnahme der Anlage verliefen die Schalt- und Regelvorgänge des Ventils über den gesamten Hub präzise und reibungslos und der Betrieb unter tatsächlichen Prozessbedingungen war stabil; Der Fehler wurde gründlich behoben.

03 Eingehende Analyse der Grundursache

Viele O&M-Kollegen fragen sich vielleicht: Warum funktioniert das Ventil bei Leerlauftests einwandfrei, versagt jedoch häufig, wenn es unter tatsächlichen Prozessbedingungen und unter tatsächlicher Last läuft? Tatsächlich liegt die Ursache all dieser Anomalien in einer internen Leckage an der Zylinderventilschaftdichtung. Der zugrunde liegende Mechanismus ist einfach:

Das Hauptproblem ist die interne Leckage an der Zylinderventilschaftdichtung, wie unten erläutert:

1. Leerlauf/Keine Druckdifferenz – Fehler bleibt verborgen: Ohne Prozessmedium wirkt kein Gegendruck auf den Ventilkegel. Der Luftverlust durch geringfügige Leckagen im Zylinder ist vernachlässigbar und es verbleibt ausreichend Luftdruck, um den Betriebsbedarf zu decken. Folglich erscheinen Kalibrierungs- und Vollhubtests normal.
2. Beladen/Mit Medium – Defekt wird sichtbar: Beim Betrieb mit Prozessmedien übt der Druck des Entgasers eine Gegenkraft auf den Ventilkegel aus, sodass der Zylinder ausreichend Schub bereitstellen muss, um die Druckdifferenz zu überwinden. Eine interne Leckage an der Ventilschaftdichtung führt zu einem Verlust des Luftversorgungsdrucks und einer unzureichenden Ausgangskraft, wodurch es unmöglich wird, die gewünschte Ventilposition beizubehalten. Dies führt zu einer Reihe von Problemen, wie z. B. eingeschränkter Öffnung, Drift der Ventilposition und erheblichen Diskrepanzen zwischen Befehl und Rückmeldung.
3. Sehr trügerische Natur des Fehlers: Da das Leck im Inneren des Zylinders auftritt, gibt es keine äußeren Anzeichen einer Luftleckage. Herkömmliche externe Leckerkennungs- und Sichtprüfungen können das Problem nicht erkennen, sodass das Problem leicht als Fehler am Stellungsregler oder Ventilkörper fehldiagnostiziert wird, was zu ineffektiven Reparaturen und wiederholten Nacharbeiten führt.

04 O&M-Lessons Learned und vorbeugende Maßnahmen

Dieser Vorfall dient als klassische Fallstudie für den Betrieb und die Wartung von pneumatischen Steuerventilen in Kraftwerken und zeigt blinde Flecken bei der routinemäßigen Wartung auf. Zu den wichtigsten praktischen Erkenntnissen gehören:

1. Verabschieden Sie sich von herkömmlichen Wartungsmentalitäten: Gehen Sie nicht blindlings zur Kalibrierung oder zum Austausch des Stellungsreglers, wenn Sie mit einer Abweichung der Ventilposition, einer unzureichenden Öffnung oder großen Rückmeldungsabweichungen konfrontiert werden! Normale Testergebnisse im Leerlauf garantieren keine zufriedenstellende Betriebsleistung; Priorisieren Sie die Inspektion verdeckter Komponenten wie interne Zylinderdichtungen und Ventilschaftdichtungen.
2. Fügen Sie einen speziellen Test zum Halten der Ventilposition hinzu:Nach der Wartung von pneumatischen Steuerventilen muss ein Positionshaltetest durchgeführt werden. Dazu gehört das Einstellen des Ventils auf eine bestimmte Öffnung, das Unterbrechen der Luftzufuhr und die Überwachung auf Abweichungen oder Abfälle der Ventilposition, um interne Mikrolecks präzise zu erkennen.
3. Probeläufe unter realen Betriebsbedingungen strikt durchsetzen:Nach der Wartung und Kalibrierung müssen Regelventile einem Probelauf unter Last und fließendem Prozessmedium unterzogen werden. Das Bestehen eines Leerlauftests ist lediglich eine Grundvoraussetzung; Der normale Betrieb unter Last ist der entscheidende Standard für die Inbetriebnahme der Ausrüstung.
4. Konzentrieren Sie sich auf versteckte Komponenten, die anfällig für Alterung sind:Zylinder- und Ventilschaftdichtungen unterliegen aufgrund der ständigen Hin- und Herbewegung und Temperaturschwankungen einer hohen Alterungs- und Ausfallanfälligkeit. Solche Fehler bleiben jedoch häufig verborgen. Diese Komponenten müssen bei der routinemäßigen Wartung in die Liste der vorrangigen Inspektionen aufgenommen und regelmäßig ausgetauscht werden, um Risiken proaktiv zu mindern.

Fehlfunktionen von pneumatischen Steuerventilen in Kraftwerken sind nie einfache Probleme, die lediglich durch den Austausch von Teilen und eine Neukalibrierung behoben werden können. Viele versteckte Mängel liegen im toten Winkel routinemäßiger Inspektionen und stellen das logische Denken und die Fehlerbehebungskompetenz des Betriebs- und Wartungspersonals auf die Probe.

Diese Überprüfung des Ausfalls des Entgaser-Steuerventils soll Ihnen dabei helfen, ähnliche Wartungsfallen zu vermeiden, Erfahrungen bei der Fehlerbehebung bei versteckten Fehlern zu sammeln und die Schutzmaßnahmen für den sicheren und stabilen Betrieb der Erzeugungseinheit zu stärken.