【摘要】用于核電站設(shè)備冷卻水緩沖箱液位測(cè)量的羅斯蒙特變送器，在運(yùn)行期間多次出現(xiàn)交叉比較降級(jí)的現(xiàn)象，影響液位的監(jiān)視及異常響應(yīng)。論文從多個(gè)角度分析引起液位測(cè)量偏差的可能原因，并制定措施加以處理，有效解決了液位測(cè)量偏差的問(wèn)題，對(duì)CPR1000 機(jī)組具有廣泛的借鑒意義。
緩沖箱液位監(jiān)視使用羅斯蒙特電容式差壓變送器，所測(cè)差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)送往 DCS 顯示。取樣管所傳導(dǎo)的差壓作用于變送器 σ 室中心的兩側(cè)感壓膜片上，膜片產(chǎn)生微小位移的變化，改變了感壓膜片和兩側(cè)電容極板構(gòu)成的差動(dòng)電容值，σ 室的差動(dòng)電容值在設(shè)計(jì)時(shí)與差壓成線(xiàn)性關(guān)系，差動(dòng)電容經(jīng)過(guò)整流電路轉(zhuǎn)換為 4~20mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。1152 系列仍使用模擬電路板件，將差動(dòng)電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為4~20mA 信號(hào)輸出。而 3051 系列變送器，設(shè)計(jì)支持 Hart 協(xié)議，內(nèi)部設(shè)計(jì)有微控制器，可以對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括測(cè)量信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)顯示、自動(dòng)校正和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/div>
3.2 DCS 信號(hào)采集流程和組態(tài)
在某 CPR1000 機(jī)組，1E 級(jí)系統(tǒng)采用 AREVA TXS 平臺(tái)，SR 及 NC 級(jí)采用 TXP-T2000 DCS 平臺(tái)。窄量程液位經(jīng) TXS采集處理，通過(guò)網(wǎng)關(guān)送往操作員終端進(jìn)行顯示。寬量程液位送TXP-2000 系統(tǒng)進(jìn)行采集處理，然后送操作員終端進(jìn)行顯示。
在 TXP 中信號(hào)采集時(shí)產(chǎn)生帶有時(shí)間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)（TTD），當(dāng)液位變化量超過(guò)組態(tài)設(shè)置的 Delta 值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 TTD 數(shù)據(jù)。信號(hào)在服務(wù)器處理后送往畫(huà)面顯示時(shí)，同樣設(shè)有 Delta，液位變化超過(guò) Delta 時(shí)畫(huà)面指示才會(huì)刷新。
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根據(jù)以上情況分析，造成緩沖箱液位變送器指示存在偏差有多種原因。
4.1 變送器本身原因
①長(zhǎng)期運(yùn)行情況下，變送器出現(xiàn)零點(diǎn)漂移。②校驗(yàn)單數(shù)據(jù)不正確，取樣管實(shí)際安裝高度與安裝圖不一致。
4.2 取樣管線(xiàn)原因
①正壓側(cè)取樣管線(xiàn)缺水或存在氣體，此時(shí)會(huì)造成變送器指示偏低。
②負(fù)壓側(cè)取樣管線(xiàn)有水，此時(shí)會(huì)造成變送器指示偏低。
③取樣管線(xiàn)布置不合理，負(fù)壓側(cè)容易進(jìn)水，水在細(xì)小的取樣管內(nèi)形成水封或水膜，造成壓力傳導(dǎo)不暢，導(dǎo)致寬、窄量程液位變送器的負(fù)壓側(cè)壓力不完全一致。
4.3 系統(tǒng)原因
設(shè)備冷卻水緩沖箱為水泵提供吸入壓頭，在泵啟動(dòng)瞬間以及兩列泵切換期間，容易出現(xiàn)液位波動(dòng)，影響變送器的測(cè)量結(jié)果，由于寬窄量程液位變送器的量程不同、型號(hào)不同，對(duì)于單個(gè)變送器的影響存在不一致的可能。
4.4 檢修期間對(duì)變送器校驗(yàn)不恰當(dāng)
①打壓計(jì)量程選擇不當(dāng)，緩沖箱液位變送器均是小量程液位變送器，使用選用大量程打壓計(jì)校驗(yàn)時(shí)，由于打壓計(jì)精度不足引入誤差。
②正反行程各校驗(yàn)點(diǎn)穩(wěn)壓不當(dāng)引入人為誤差。
③打壓計(jì)使用前未清零，打壓計(jì)零點(diǎn)的微小的差別會(huì)引入較大誤差，使用大量程的打壓計(jì)時(shí)影響更大。
4.5 DCS 采集及顯示帶來(lái)的誤差
①變送器輸出的 4~20mA 信號(hào)需經(jīng)模擬量采集卡采集處理，采集卡自身有設(shè)計(jì)精度，DCS 組態(tài)設(shè)置有 Delta 值，變化量小于 Delta 值時(shí)不會(huì)再次產(chǎn)生 TTD。②TXP 采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)服務(wù)器處理，TXS 采集的信號(hào)通過(guò)網(wǎng)關(guān)在操作員終端進(jìn)行顯示時(shí)，由于畫(huà)面刷新設(shè)置有 Delta，存在一定的顯示誤差。
5 對(duì)超差變送器的檢查處理
在 2016 年首次出現(xiàn) A/B 列交叉比較結(jié)果降級(jí)現(xiàn)象，根據(jù)上文分析的變送器超差的可能原因，制定了檢查方案，要點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。①調(diào)查歷史校驗(yàn)報(bào)告，分析寬量程液位變送器本身異常的可能性。②在檢修窗口對(duì)寬量程液位變送器按現(xiàn)有校驗(yàn)單進(jìn)行校驗(yàn)，檢查確認(rèn)校驗(yàn)結(jié)果。③如變送器校驗(yàn)結(jié)果存在漂移情況，調(diào)整變送器至合格。④如變送器本身校驗(yàn)合格，則檢查寬、窄量程變送器的標(biāo)高，檢查校驗(yàn)單輸入差壓，核實(shí)校驗(yàn)單是否存在偏差，如有偏差，則進(jìn)行修正后再校驗(yàn)。⑤檢查變送器的取樣管線(xiàn)實(shí)際安裝情況，檢查管線(xiàn)布置、坡度等是否存在不利于壓力傳導(dǎo)的地方。⑥同時(shí)對(duì)變送器進(jìn)行充水排氣，負(fù)壓側(cè)管線(xiàn)進(jìn)行吹掃，檢查有無(wú)殘水。⑦對(duì) DCS 組態(tài)設(shè)置對(duì)變送器顯示的影響進(jìn)行分析。
5.1 2016 年交叉比較降級(jí)的調(diào)查及原因分析
根據(jù)上述檢查方案，在 2016 年檢修結(jié)果如下：
①調(diào)閱歷史校驗(yàn)單，發(fā)現(xiàn) A 列寬量程變送器在 2012 年校驗(yàn)時(shí)存在漂移，零點(diǎn)指示偏低約 1.238cm，已調(diào)整合格。2015年的交叉比較結(jié)果表明 A 列寬量程液位計(jì)指示偏低、處于降級(jí)的邊緣，在檢修窗口，對(duì) A 列寬量程變送器校驗(yàn)再次發(fā)現(xiàn)存在漂移；且變送器實(shí)際安裝高度較設(shè)計(jì)值偏低，對(duì)校驗(yàn)單進(jìn)行了升版并校驗(yàn)調(diào)整變送器合格。
②2016 年，在檢修窗口對(duì) A/B列變送器進(jìn)行了校驗(yàn)。為防止打壓計(jì)量程過(guò)大引入校驗(yàn)誤差，校驗(yàn)選取了小量程打壓計(jì)，精度等級(jí) 0.025，滿(mǎn)足變送器校驗(yàn)要求（變送器等級(jí) 0.5）。每一列變送器打壓時(shí)統(tǒng)一清零打壓計(jì)零點(diǎn)，發(fā)現(xiàn) A/B 列寬量程變送器均發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)偏低，同時(shí) B 列寬量程校驗(yàn)單標(biāo)高偏低，且變送器無(wú)法調(diào)整合格，通過(guò)修改校驗(yàn)單更換合格變送器加以解決。
③檢查取樣管線(xiàn)，寬量程變送器與一窄量程變送器公用負(fù)壓側(cè)管線(xiàn)，窄量程負(fù)壓側(cè)有排水罐，而寬量程變送器未設(shè)計(jì)，造成寬量程負(fù)壓側(cè)容易積水使變送器指示偏低。
④緩沖箱系統(tǒng)在線(xiàn)后對(duì)變送器負(fù)壓側(cè)管線(xiàn)用壓縮空氣吹掃，未發(fā)現(xiàn)大量的水跡，只有少量水滴，排水罐中也無(wú)殘水排出。⑤DCS 組態(tài)對(duì)于寬窄量程變送器均有影響，微小的液位變化難以在畫(huà)面刷新，在進(jìn)行交叉比較工作時(shí)選取了工況穩(wěn)定窗口，調(diào)取歷史曲線(xiàn)，盡量排除了畫(huà)面顯示不刷新的偏差。根據(jù)上述檢查過(guò)程，可以確認(rèn) 2016 年交叉比較降級(jí)，是因 A 列緩沖箱的寬量程液位變送器發(fā)生漂移；而 B 列寬量程液位變送器也有漂移且變送器標(biāo)高不正確。
5.2 2017 年交叉比較降級(jí)的調(diào)查及原因分析
在 2017 年日常執(zhí)行交叉比較，再次發(fā)現(xiàn) A/B 列緩沖箱液位變送器交叉比較降級(jí)，對(duì)此進(jìn)行調(diào)查和分析見(jiàn)下。
對(duì) 2016 年檢修后歷史曲線(xiàn)進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，選取多個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)做比較，發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間推移 A 列寬量程與窄量程液位指示平均值偏差逐漸變大，分析認(rèn)為 A 列寬量程變送器發(fā)生漂移的可能性大。檢修結(jié)果表明，A 寬量程
液位變送器確實(shí)存在漂移且無(wú)法調(diào)整合格，更換新備件并校驗(yàn)合格后，對(duì)負(fù)壓側(cè)管線(xiàn)進(jìn)行吹掃，重新在線(xiàn)后寬量程與窄量程液位指示一致。B 列寬量程與窄量程液位變送器平均值偏差存在周期性波動(dòng)現(xiàn)象。分析可能原因?yàn)樨?fù)壓側(cè)取樣管線(xiàn)有水封造成壓力傳導(dǎo)不暢。在檢修窗口進(jìn)行了校驗(yàn)，變送器校驗(yàn)合格，執(zhí)行完充水排氣和管線(xiàn)吹掃后，寬窄量程液位指示一致。此外，已經(jīng)發(fā)起管線(xiàn)改造申請(qǐng)，在寬量程變送器負(fù)壓側(cè)同樣增加排水罐，消除積水導(dǎo)致液位指示異常的可能。
6 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)某 CPR1000 機(jī)組設(shè)備冷卻水系統(tǒng)緩沖箱液位變送器交叉比較降級(jí)原因分析，指出可能造成指示偏差的變送器異常、取樣管線(xiàn)布置異常、系統(tǒng)擾動(dòng)、校驗(yàn)引入偏差、DCS組態(tài)等各項(xiàng)因素，并在檢修期間進(jìn)行了一一檢查和排除。其他CPR1000 機(jī)組可參考借鑒處理方法，節(jié)約調(diào)查分析的時(shí)間，優(yōu)化工期。
