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關(guān)于田灣核電站電動(dòng)調(diào)節(jié)閥跳自動(dòng)故障分析

發(fā)布于:2019/9/6 10:05:17 點(diǎn)擊量:211

    1 名詞解釋

    (1)跳自動(dòng):電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在自動(dòng)運(yùn)行時(shí),如果出現(xiàn)報(bào)警,會(huì)直接跳到手動(dòng)操作的位置,需要消除報(bào)警或者操作員手動(dòng)恢復(fù)到自動(dòng)狀態(tài)。

    (2)Protect./statusdisc.:狀態(tài)保護(hù)。

    (3)Controllerfault:控制器故障。

    (4)St.dsc.openafter.cls:關(guān)閉后開(kāi)狀態(tài)偏差,一般稱為狀態(tài)偏差。

    (5)力矩控制:又稱03控制,是指關(guān)閉時(shí)關(guān)限位發(fā)送信號(hào),關(guān)力矩觸發(fā)斷電信號(hào);開(kāi)啟時(shí),開(kāi)限位觸發(fā)斷電信號(hào),開(kāi)力矩起保護(hù)作用。

    (6)限位控制:又稱02控制,是指關(guān)閉時(shí)關(guān)限位觸發(fā)斷電信號(hào),關(guān)力矩起保護(hù)作用;開(kāi)啟時(shí),開(kāi)限位觸發(fā)斷電信號(hào),開(kāi)力矩起保護(hù)作用。

    2 目前存在問(wèn)題

    現(xiàn)以某電動(dòng)調(diào)節(jié)閥為例,討論跳自動(dòng)的表現(xiàn)形式和原因。該閥跳自動(dòng)主要分為四種方式。

    閥門開(kāi)啟時(shí),剛剛離開(kāi)關(guān)限位,閥門離開(kāi)關(guān)限位后,由于關(guān)限位開(kāi)關(guān)抖動(dòng),觸發(fā)關(guān)限位信號(hào)。因?yàn)榇藭r(shí)閥門正在開(kāi)啟,控制邏輯認(rèn)為就地狀態(tài)與發(fā)出的命令不一致,所以同時(shí)觸發(fā)狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護(hù)報(bào)警,調(diào)節(jié)閥退出自動(dòng)運(yùn)行。

    此類報(bào)警屬于設(shè)備本身故障,可以通過(guò)調(diào)整或者更換關(guān)限位開(kāi)關(guān)來(lái)消除故障。

    (1)閥門離開(kāi)關(guān)限位后,就地沒(méi)有發(fā)出任何報(bào)警,但是控制器發(fā)出狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護(hù)報(bào)警,調(diào)節(jié)閥退出自動(dòng)運(yùn)行。

    (2)閥門在中間位置自動(dòng)運(yùn)行。

    在這種狀態(tài)下,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)執(zhí)行開(kāi)、關(guān)調(diào)節(jié),控制器發(fā)出狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護(hù)報(bào)警,調(diào)節(jié)閥退出自動(dòng)運(yùn)行。

    (3)閥門關(guān)閉時(shí),剛剛到達(dá)關(guān)限位。

    在這種狀態(tài)下,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由開(kāi)向關(guān)自動(dòng)運(yùn)行,當(dāng)關(guān)限位剛剛到達(dá),控制器發(fā)出狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護(hù)報(bào)警,調(diào)節(jié)閥退出自動(dòng)運(yùn)行。

    上述三種方式中,除第一種為設(shè)備本身的故障外,其他3種就地都沒(méi)有發(fā)出任何報(bào)警,都可以排除閥門和電動(dòng)頭的故障。

    根據(jù)統(tǒng)計(jì),第二種類型發(fā)生的概率最大,占到了總故障率的50%,而真正閥門電動(dòng)頭本體的故障率只有12.5%。

    3 采取措施

    目前現(xiàn)場(chǎng)跳自動(dòng)故障頻發(fā)的還有8個(gè)閥門。這些閥門有一個(gè)共同點(diǎn):都是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在關(guān)位附近,或者是調(diào)節(jié)時(shí)經(jīng)過(guò)關(guān)閉位置。為此,維修以及儀控主要進(jìn)行了以下工作。

    (1)調(diào)整閥門的限位開(kāi)關(guān):對(duì)于日常出現(xiàn)的故障,閥門調(diào)自動(dòng),只能對(duì)限位開(kāi)關(guān)和力矩開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查,緊固,并重新調(diào)整。這些工作并不能完全消除故障。

    (2)修改閥門的控制方式:閥門有點(diǎn)為力矩控制(03),有點(diǎn)為限位控制(02)。從現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)來(lái)看,力矩控制的閥門跳自動(dòng)的故障率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于限位控制的閥門,且跳自動(dòng)全部發(fā)生在關(guān)閉位置附近,即屬于上面提到的第二種類型。根據(jù)系統(tǒng)的重要性,首先對(duì)某閥門進(jìn)行了技術(shù)改造,將控制方式由原來(lái)的力矩控制(03)修改為限位控制(02)。該改造在2009年4月22日的第五次工藝、儀控專業(yè)技改審查會(huì)上得到批準(zhǔn)。上述改造執(zhí)行后,該閥門的故障率有一定的降低,但是并未完全消除。

    (3)優(yōu)化閥門操作:還有部分閥門的跳自動(dòng),經(jīng)與儀控和運(yùn)行人員共同調(diào)查發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題。

    ①系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)運(yùn)行時(shí)要求閥門關(guān)閉到5%開(kāi)度,允許誤差正負(fù)2.5%,目的是為了使閥門有一定得漏流,保持閥后管道溫度。目前閥門均關(guān)閉在7%左右,而主控要求在自動(dòng)關(guān)閉后保持沒(méi)有流量,從原理上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

    ②操作員在閥門關(guān)閉到7%的時(shí)候,因?yàn)橄到y(tǒng)存在流量,所以會(huì)手動(dòng)操作關(guān)閉閥門,直到?jīng)]有流量顯示,這就與自動(dòng)運(yùn)行時(shí)要求的5%開(kāi)度相背離。

    ③為了保持閥門在主控顯示在7%時(shí),沒(méi)有流量,我們將閥門的關(guān)閉位置(實(shí)際的零位)調(diào)整到4%左右,這樣就可以保證閥門自動(dòng)運(yùn)行關(guān)閉到7%的開(kāi)度時(shí),閥門沒(méi)有漏流。但是當(dāng)操作員手動(dòng)關(guān)閉閥門時(shí),主控顯示的開(kāi)度不正確,可能顯示為4%~6%之間。

    ④當(dāng)操作員手動(dòng)關(guān)閉閥門后,等到下一個(gè)循環(huán)周期,直接將閥門投入自動(dòng)運(yùn)行。這樣因?yàn)槭謩?dòng)操作時(shí),閥門已經(jīng)關(guān)閉到位,如果直接投入自動(dòng)運(yùn)行,會(huì)在小開(kāi)度時(shí)出現(xiàn)狀態(tài)偏差報(bào)警而跳出自動(dòng)。

    為了解決上述問(wèn)題,經(jīng)維修處組織儀控室和運(yùn)行處討論,形成了會(huì)議決定:維修處將閥門閥位開(kāi)度在關(guān)位調(diào)整到4%,操作員維持閥門自動(dòng)運(yùn)行,不再手動(dòng)操作關(guān)閉閥門。

    2009年10月10日開(kāi)始執(zhí)行該決定,閥門的故障率大幅度降低,但是仍然會(huì)出現(xiàn),故障類型為第二種。

    優(yōu)化閥門控制參數(shù):針對(duì)閥門經(jīng)常在關(guān)閉位置開(kāi)啟時(shí)出現(xiàn)狀態(tài)偏差報(bào)警(第二種類型),維修處、運(yùn)行處和儀控室形成了技術(shù)決定,修改的控制偏差參數(shù)XDO。

    該技術(shù)決定執(zhí)行后,到目前為止在關(guān)位開(kāi)啟時(shí)的故障(第二種類型)已經(jīng)消失,但是在中間位置(第三種)和關(guān)閉到位時(shí)(第四種)跳自動(dòng)的故障依然存在,主要是第四種。儀控認(rèn)為是執(zhí)行上述變更造成的,實(shí)際上第四種故障在此前已經(jīng)出現(xiàn),所以可以排除這個(gè)原因。

    儀控建議引入閥位開(kāi)度作為XDO限值,但是因?yàn)樵谛¢_(kāi)度時(shí)也需要自動(dòng)調(diào)節(jié),所以該方案實(shí)施有一定的難度。

    (4)解體大修:在日常期間,解體了閥門和電動(dòng)頭。在大修期間,對(duì)閥門和電動(dòng)頭進(jìn)行全面解體,全部更換了控制機(jī)構(gòu)并重新潤(rùn)滑,以便徹底消除設(shè)備本體故障。

    4 后記

    目前電動(dòng)調(diào)節(jié)閥跳出自動(dòng)原因就是控制器出現(xiàn)狀態(tài)偏差、控制器故障,但是大部分都不是電動(dòng)頭和閥門本身發(fā)出的故障,儀控專業(yè)人員的解釋為:可能就地發(fā)出了報(bào)警,只是控制系統(tǒng)沒(méi)有捕捉到。既然控制系統(tǒng)無(wú)法捕捉到的信號(hào),為什么還要發(fā)出報(bào)警呢?田灣核電站使用的控制系統(tǒng)為西門子最先進(jìn)的數(shù)字化控制,而使用的調(diào)節(jié)閥大部分為20世紀(jì)80年代的產(chǎn)品,其實(shí)根本原因在于控制設(shè)備與控制系統(tǒng)不匹配。今后的工作重點(diǎn)將是逐步對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)頭進(jìn)行替代,使其與控制系統(tǒng)相匹配。

 


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