田灣核電站電動(dòng)調節閥跳自動(dòng)故障分析
1、名詞解釋
(1)跳自動(dòng)：電動(dòng)調節閥在自動(dòng)運行時(shí)，如果出現報警，會(huì )直接跳到手動(dòng)操作的位置，需要消除報警或者操作員手動(dòng)恢復到自動(dòng)狀態(tài)。
(2)Protect./statusdisc.：狀態(tài)保護。
(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(chēng)為狀態(tài)偏差。
(5)力矩控制：又稱(chēng)03控制，是指關(guān)閉時(shí)關(guān)限位發(fā)送信號，關(guān)力矩觸發(fā)斷電信號;開(kāi)啟時(shí)，開(kāi)限位觸發(fā)斷電信號，開(kāi)力矩起保護作用。
(6)限位控制：又稱(chēng)02控制，是指關(guān)閉時(shí)關(guān)限位觸發(fā)斷電信號，關(guān)力矩起保護作用;開(kāi)啟時(shí)，開(kāi)限位觸發(fā)斷電信號，開(kāi)力矩起保護作用。
2、目前存在問(wèn)題
現以某電動(dòng)調節閥為例，討論跳自動(dòng)的表現形式和原因。該閥跳自動(dòng)主要分為四種方式。
閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，剛剛離開(kāi)關(guān)限位，閥門(mén)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。因為此時(shí)閥門(mén)正在開(kāi)啟，控制邏輯認為就地狀態(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)保護報警，調節閥退出自動(dòng)運行。
此類(lèi)報警屬于設備本身故障，可以通過(guò)調整或者更換關(guān)限位開(kāi)關(guān)來(lái)消除故障。
(1)閥門(mén)離開(kāi)關(guān)限位后，就地沒(méi)有發(fā)出任何報警，但是控制器發(fā)出狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護報警，調節閥退出自動(dòng)運行。
(2)閥門(mén)在中間位置自動(dòng)運行。
在這種狀態(tài)下，電動(dòng)調節閥自動(dòng)執行開(kāi)、關(guān)調節，控制器發(fā)出狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護報警，調節閥退出自動(dòng)運行。
(3)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，剛剛到達關(guān)限位。
在這種狀態(tài)下，電動(dòng)調節閥由開(kāi)向關(guān)自動(dòng)運行，當關(guān)限位剛剛到達，控制器發(fā)出狀態(tài)偏差、控制器故障和狀態(tài)保護報警，調節閥退出自動(dòng)運行。
上述三種方式中，除第一種為設備本身的故障外，其他3種就地都沒(méi)有發(fā)出任何報警，都可以排除閥門(mén)和電動(dòng)頭的故障。
根據統計，第二種類(lèi)型發(fā)生的概率最大，占到了總故障率的50%，而真正閥門(mén)電動(dòng)頭本體的故障率只有12.5%。
3、采取措施
目前現場(chǎng)跳自動(dòng)故障頻發(fā)的還有8個(gè)閥門(mén)。這些閥門(mén)有一個(gè)共同點(diǎn)：都是長(cháng)時(shí)間運行在關(guān)位附近，或者是調節時(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)調整閥門(mén)的限位開(kāi)關(guān)：對于日常出現的故障，閥門(mén)調自動(dòng)，只能對限位開(kāi)關(guān)和力矩開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查，緊固，并重新調整。這些工作并不能完全消除故障。
(2)修改閥門(mén)的控制方式：閥門(mén)有點(diǎn)為力矩控制(03)，有點(diǎn)為限位控制(02)。從現場(chǎng)統計來(lái)看，力矩控制的閥門(mén)跳自動(dòng)的故障率要遠遠大于限位控制的閥門(mén)，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(lèi)型。根據系統的重要性，首先對某閥門(mén)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(zhuān)業(yè)技改審查會(huì )上得到批準。上述改造執行后，該閥門(mén)的故障率有一定的降低，但是并未完全消除。
(3)優(yōu)化閥門(mén)操作：還有部分閥門(mén)的跳自動(dòng)，經(jīng)與儀控和運行人員共同調查發(fā)現如下問(wèn)題。
�、傧到y調節閥自動(dòng)運行時(shí)要求閥門(mén)關(guān)閉到5%開(kāi)度，允許誤差正負2.5%，目的是為了使閥門(mén)有一定得漏流，保持閥后管道溫度。目前閥門(mén)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。
�、诓僮鲉T在閥門(mén)關(guān)閉到7%的時(shí)候，因為系統存在流量，所以會(huì )手動(dòng)操作關(guān)閉閥門(mén)，直到?jīng)]有流量顯示，這就與自動(dòng)運行時(shí)要求的5%開(kāi)度相背離。
�、蹫榱吮３珠y門(mén)在主控顯示在7%時(shí)，沒(méi)有流量，我們將閥門(mén)的關(guān)閉位置(實(shí)際的零位)調整到4%左右，這樣就可以保證閥門(mén)自動(dòng)運行關(guān)閉到7%的開(kāi)度時(shí)，閥門(mén)沒(méi)有漏流。但是當操作員手動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，主控顯示的開(kāi)度不正確，可能顯示為4%～6%之間。
�、墚敳僮鲉T手動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)后，等到下一個(gè)循環(huán)周期，直接將閥門(mén)投入自動(dòng)運行。這樣因為手動(dòng)操作時(shí)，閥門(mén)已經(jīng)關(guān)閉到位，如果直接投入自動(dòng)運行，會(huì )在小開(kāi)度時(shí)出現狀態(tài)偏差報警而跳出自動(dòng)。
為了解決上述問(wèn)題，經(jīng)維修處組織儀控室和運行處討論，形成了會(huì )議決定：維修處將閥門(mén)閥位開(kāi)度在關(guān)位調整到4%，操作員維持閥門(mén)自動(dòng)運行，不再手動(dòng)操作關(guān)閉閥門(mén)。
2009年10月10日開(kāi)始執行該決定，閥門(mén)的故障率大幅度降低，但是仍然會(huì )出現，故障類(lèi)型為第二種。
優(yōu)化閥門(mén)控制參數：針對閥門(mén)經(jīng)常在關(guān)閉位置開(kāi)啟時(shí)出現狀態(tài)偏差報警(第二種類(lèi)型)，維修處、運行處和儀控室形成了技術(shù)決定，修改的控制偏差參數XDO。
該技術(shù)決定執行后，到目前為止在關(guān)位開(kāi)啟時(shí)的故障(第二種類(lèi)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。儀控認為是執行上述變更造成的，實(shí)際上第四種故障在此前已經(jīng)出現，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，但是因為在小開(kāi)度時(shí)也需要自動(dòng)調節，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(mén)和電動(dòng)頭。在大修期間，對閥門(mén)和電動(dòng)頭進(jìn)行全面解體，全部更換了控制機構并重新潤滑，以便徹底消除設備本體故障。
4、后記
目前電動(dòng)調節閥跳出自動(dòng)原因就是控制器出現狀態(tài)偏差、控制器故障，但是大部分都不是電動(dòng)頭和閥門(mén)本身發(fā)出的故障，儀控專(zhuān)業(yè)人員的解釋為：可能就地發(fā)出了報警，只是控制系統沒(méi)有捕捉到。既然控制系統無(wú)法捕捉到的信號，為什么還要發(fā)出報警呢?田灣核電站使用的控制系統為西門(mén)子最先進(jìn)的數字化控制，而使用的調節閥大部分為20世紀80年代的產(chǎn)品，其實(shí)根本原因在于控制設備與控制系統不匹配。今后的工作重點(diǎn)將是逐步對電動(dòng)調節閥的電動(dòng)頭進(jìn)行替代，使其與控制系統相匹配。
