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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：241
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)；開啟時(shí)，開限位觸發(fā)斷電信號(hào)，開力矩起保護(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；開啟時(shí)，開限位觸發(fā)斷電信號(hào)，開力矩起保護(hù)作用。
2 目前存在問題
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。
閥門開啟時(shí)，剛剛離開關(guān)限位，閥門離開關(guān)限位后，由于關(guān)限位開關(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，可以通過調(diào)整或者更換關(guān)限位開關(guān)來消除故障。
（1）閥門離開關(guān)限位后，就地沒有發(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、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)限位開關(guān)和力矩開關(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)閉后保持沒有流量，從原理上無法實(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%開度相背離。
③為了保持閥門在主控顯示在7%時(shí)，沒有流量，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%的開度時(shí)，閥門沒有漏流。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度作為XDO限值，但是因?yàn)樵谛￠_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)沒有捕捉到。既然控制系統(tǒng)無法捕捉到的信號(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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