田湾核电站电动调节阀跳自动故障分析

1、名词解释

　　(1)跳自动：电动调节阀在自动运行时，如果出现报警，会直接跳到手动操作的位置，需要消除报警或者操作员手动恢复到自动状态。

　　(2)Protect./statusdisc.：状态保护。

　　(3)Controllerfault：控制器故障。

　　(4)St.dsc.openafter.cls：关闭后开状态偏差，一般称为状态偏差。

　　(5)力矩控制：又称03控制，是指关闭时关限位发送信号，关力矩触发断电信号;开启时，开限位触发断电信号，开力矩起保护作用。

　　(6)限位控制：又称02控制，是指关闭时关限位触发断电信号，关力矩起保护作用;开启时，开限位触发断电信号，开力矩起保护作用。

2、目前存在问题

　　现以某电动调节阀为例，讨论跳自动的表现形式和原因。该阀跳自动主要分为四种方式。

　　阀门开启时，刚刚离开关限位，阀门离开关限位后，由于关限位开关抖动，触发关限位信号。因为此时阀门正在开启，控制逻辑认为就地状态与发出的命令不一致，所以同时触发状态偏差、控制器故障和状态保护报警，调节阀退出自动运行。

　　此类报警属于设备本身故障，可以通过调整或者更换关限位开关来消除故障。

　　(1)阀门离开关限位后，就地没有发出任何报警，但是控制器发出状态偏差、控制器故障和状态保护报警，调节阀退出自动运行。

　　(2)阀门在中间位置自动运行。

　　在这种状态下，电动调节阀自动执行开、关调节，控制器发出状态偏差、控制器故障和状态保护报警，调节阀退出自动运行。

　　(3)阀门关闭时，刚刚到达关限位。

　　在这种状态下，电动调节阀由开向关自动运行，当关限位刚刚到达，控制器发出状态偏差、控制器故障和状态保护报警，调节阀退出自动运行。

　　上述三种方式中，除第一种为设备本身的故障外，其他3种就地都没有发出任何报警，都可以排除阀门和电动头的故障。

　　根据统计，第二种类型发生的概率最大，占到了总故障率的50%，而真正阀门电动头本体的故障率只有12.5%。

3、采取措施

　　目前现场跳自动故障频发的还有8个阀门。这些阀门有一个共同点：都是长时间运行在关位附近，或者是调节时经过关闭位置。为此，维修以及仪控主要进行了以下工作。

　　(1)调整阀门的限位开关：对于日常出现的故障，阀门调自动，只能对限位开关和力矩开关进行检查，紧固，并重新调整。这些工作并不能完全消除故障。

　　(2)修改阀门的控制方式：阀门有点为力矩控制(03)，有点为限位控制(02)。从现场统计来看，力矩控制的阀门跳自动的故障率要远远大于限位控制的阀门，且跳自动全部发生在关闭位置附近，即属于上面提到的第二种类型。根据系统的重要性，首先对某阀门进行了技术改造，将控制方式由原来的力矩控制(03)修改为限位控制(02)。该改造在2009年4月22日的第五次工艺、仪控专业技改审查会上得到批准。上述改造执行后，该阀门的故障率有一定的降低，但是并未完全消除。

　　(3)优化阀门操作：还有部分阀门的跳自动，经与仪控和运行人员共同调查发现如下问题。

　　①系统调节阀自动运行时要求阀门关闭到5%开度，允许误差正负2.5%，目的是为了使阀门有一定得漏流，保持阀后管道温度。目前阀门均关闭在7%左右，而主控要求在自动关闭后保持没有流量，从原理上无法实现。

　　②操作员在阀门关闭到7%的时候，因为系统存在流量，所以会手动操作关闭阀门，直到没有流量显示，这就与自动运行时要求的5%开度相背离。

　　③为了保持阀门在主控显示在7%时，没有流量，我们将阀门的关闭位置(实际的零位)调整到4%左右，这样就可以保证阀门自动运行关闭到7%的开度时，阀门没有漏流。但是当操作员手动关闭阀门时，主控显示的开度不正确，可能显示为4%～6%之间。

　　④当操作员手动关闭阀门后，等到下一个循环周期，直接将阀门投入自动运行。这样因为手动操作时，阀门已经关闭到位，如果直接投入自动运行，会在小开度时出现状态偏差报警而跳出自动。

　　为了解决上述问题，经维修处组织仪控室和运行处讨论，形成了会议决定：维修处将阀门阀位开度在关位调整到4%，操作员维持阀门自动运行，不再手动操作关闭阀门。

　　2009年10月10日开始执行该决定，阀门的故障率大幅度降低，但是仍然会出现，故障类型为第二种。

　　优化阀门控制参数：针对阀门经常在关闭位置开启时出现状态偏差报警(第二种类型)，维修处、运行处和仪控室形成了技术决定，修改的控制偏差参数XDO。

　　该技术决定执行后，到目前为止在关位开启时的故障(第二种类型)已经消失，但是在中间位置(第三种)和关闭到位时(第四种)跳自动的故障依然存在，主要是第四种。仪控认为是执行上述变更造成的，实际上第四种故障在此前已经出现，所以可以排除这个原因。

　　仪控建议引入阀位开度作为XDO限值，但是因为在小开度时也需要自动调节，所以该方案实施有一定的难度。

　　(4)解体大修：在日常期间，解体了阀门和电动头。在大修期间，对阀门和电动头进行全面解体，全部更换了控制机构并重新润滑，以便彻底消除设备本体故障。

4、后记

　　目前电动调节阀跳出自动原因就是控制器出现状态偏差、控制器故障，但是大部分都不是电动头和阀门本身发出的故障，仪控专业人员的解释为：可能就地发出了报警，只是控制系统没有捕捉到。既然控制系统无法捕捉到的信号，为什么还要发出报警呢?田湾核电站使用的控制系统为西门子最先进的数字化控制，而使用的调节阀大部分为20世纪80年代的产品，其实根本原因在于控制设备与控制系统不匹配。今后的工作重点将是逐步对电动调节阀的电动头进行替代，使其与控制系统相匹配。