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核电站电动调节阀常见故障以及设计改进
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核电站电动调节阀常见故障以及设计改进

* 来源 : http://www.zy139.com * 作者 : admin * 发表时间 : 2017-07-23 * 浏览 : 49

1:核电站电动调节阀不仅需要满足正常的调节功能要求,同时还要符合核电站耐辐射,抗地震,耐高温,耐高压的要求,因此目前在核电站中使用最多的控制阀还是进口调节阀,其中,口电动调节阀的应用十分广泛。国产电动调节阀在使用中,最常见的故障有如下四种:①阀杆泄漏②阀座泄漏③执行机构选配过大和关闭力矩过高引起的密封面损坏④外泄漏。现在我们选取其中一个问题来进行分析改进,以及说明为什么现在核电系统中使用的多数是进口电动调节阀。

2:国产电动调节阀目前存在问题

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,电动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2009422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,阀门己经关闭到位,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。

20091010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:结束语

从上面一系列对电动调节阀故障分析,我们可以看出,在材料,性能,制造工艺以及电动头的操作性能来看,国产电动调节阀仍然有很大的提高空间,这也是目前进口电动调节阀在核电系统中应用非常广泛的原因。

 

相关名词解释

1)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)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。

3)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。

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