汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥LVDT設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

劉 波

（中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司 浙江分公司 技術(shù)二部，浙江 嘉興 314300）

0 引言

某核電站為二代壓水堆核電機(jī)組，該機(jī)組反應(yīng)堆型號為CNP1000，額定功率2895MWth。汽輪機(jī)額定功率為1086.94MW、轉(zhuǎn)速為1500r/min，為單沖式、單軸、一次中間再熱、三缸四排汽的凝汽式核電汽輪機(jī)。汽輪機(jī)控制系統(tǒng)采用是ALSTOM公司P320 TGC-S V2+技術(shù)。P320系統(tǒng)主要由5個(gè)控制機(jī)柜和1個(gè)通訊機(jī)柜構(gòu)成。操縱員通過設(shè)定DCS畫面的相關(guān)參數(shù)并通訊到控制機(jī)柜控制器，控制器內(nèi)部經(jīng)過邏輯運(yùn)算處理后輸出指令到汽機(jī)閥門控制卡，從而實(shí)現(xiàn)對汽機(jī)進(jìn)汽閥門的控制。閥門根據(jù)指令來改變自身開度大小來調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸的進(jìn)汽量，進(jìn)而對機(jī)組實(shí)施轉(zhuǎn)速控制、功率控制、頻率控制和壓力控制，并對機(jī)組的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速實(shí)施超速限制、超加速限制、負(fù)荷速降限制和蒸汽需求限制，使機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行于各種工況，滿足供電的頻率和功率的要求[1]。

就目前技術(shù)現(xiàn)狀而言，多信息多傳感器融合的導(dǎo)航技術(shù)更有希望完美解決掘進(jìn)機(jī)的導(dǎo)航定位問題，如慣性導(dǎo)航技術(shù)與機(jī)器視覺技術(shù)組合或其他方式的多信息多傳感融合技術(shù)等[14,17-20]。

1 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥控制基本原理

圖2 調(diào)節(jié)閥控制邏輯原理圖Fig.2 Control logic schematic diagram of regulator valve

圖1 P320系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 P320 System architecture

汽機(jī)進(jìn)汽閥共有16個(gè)，包括4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥、4個(gè)高壓截止閥、4個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥和4個(gè)中壓截止閥。高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥可連續(xù)改變位置，參與調(diào)節(jié)。高壓截止閥和中壓截止閥只有開、關(guān)兩個(gè)位置，不參與調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)閥的控制過程是P320系統(tǒng)根據(jù)操縱員設(shè)置汽機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等參數(shù)計(jì)算出調(diào)閥的開度指令信號，該信號與現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥的閥位反饋進(jìn)行求差計(jì)算，對偏差進(jìn)行積分，然后與指令信號進(jìn)行疊加并進(jìn)行幅值限制，經(jīng)過限幅后的信號通過硬接線連接到閥門控制VICKERS卡，伺服卡指令信號與現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥的閥位反饋信號進(jìn)行求差后對信號進(jìn)行增益處理，然后減去現(xiàn)場比例閥上先導(dǎo)級閥位反饋信號與主級閥位反饋信號，最后信號作用在比例閥上來控制進(jìn)入油動機(jī)里調(diào)節(jié)油從而通過油動機(jī)來驅(qū)動閥門。

汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥控制過程如圖2所示。

馱子說，這一年嶺北鎮(zhèn)的生意就算做完了，自己已經(jīng)聯(lián)系了老家的一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，那里可以彈上好幾百床乃至上千床棉被。

2 缺陷分析

現(xiàn)場閥位反饋傳感器LVDT作為測量調(diào)閥閥位的重要設(shè)備在整個(gè)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制中起到非常重要的作用。現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥上LVDT總共有3支，分別送到P320系統(tǒng)（反饋電流信號：4.5mA～19.5mA，對應(yīng)閥門行程0～100%）、汽輪機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)（反饋電流信號：4mA～20mA，對應(yīng)閥門行程0～100%）和電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（反饋電流信號：4mA～20mA，對應(yīng)閥門行程0～100%）。送汽輪機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)和電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的反饋信號不參與系統(tǒng)邏輯控制，只作為畫面顯示。而P320系統(tǒng)直接參與汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制，如果設(shè)備故障將導(dǎo)致調(diào)閥失去調(diào)節(jié)功能，閥門處于偏安全考慮慢慢關(guān)閉，這將造成汽機(jī)負(fù)荷迅速波動甚至造成停機(jī)，對蒸汽發(fā)生器，反應(yīng)堆的安全造成影響[2]。

3 方案論證

對于位移傳感器LVDT故障的處理要基于在機(jī)組不同的運(yùn)行工況下進(jìn)行討論，主要有以下運(yùn)行工況：反應(yīng)堆功率運(yùn)行模式和反應(yīng)堆停堆模式。

2）就地和機(jī)柜接線端子松動。

圖8所示為鈦渣原料、直接酸浸鈦渣和經(jīng)蘇打焙燒—酸浸后的鈦渣中各雜質(zhì)含量的對比。對比分析表1和表3中數(shù)據(jù)可知, 直接酸浸鈦渣僅能除去近50%的雜質(zhì)，得到的產(chǎn)品雜質(zhì)含量還很高，無法用于氯化法鈦白和海綿鈦的生產(chǎn)。鈦渣經(jīng)蘇打焙燒后，酸浸產(chǎn)物的TiO2含量比鈦渣直接酸浸時(shí)又提高了近12%, Ca、Mg、Fe、Al、Si、Mn等雜質(zhì)的浸出都有大幅度的提高,其中Fe、Mg的浸出效果最為明顯。這說明蘇打焙燒能有效解決黑鈦石型富鈦料雜質(zhì)難除的重大難題。

綜合上述情況得出的最終方案是：在機(jī)組大修期間對送KDO系統(tǒng)的LVDT的量程修改為4.5mA～19.5mA，在機(jī)組功率運(yùn)行工況下出現(xiàn)送P320系統(tǒng)的傳感器出現(xiàn)故障時(shí)直接將其與送KDO系統(tǒng)的LVDT進(jìn)行調(diào)換，在下一次大修期間進(jìn)行整體更換，這樣就避免了停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，為機(jī)組持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供可行性的保障。

汽輪機(jī)所有的高、中壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥上都設(shè)計(jì)有3支測量閥門位置的位移傳感器LVDT。其中送KDO系統(tǒng)一支由于不參與控制，只用于采集記錄數(shù)據(jù)。因此，在經(jīng)過討論后在反應(yīng)堆停堆機(jī)組檢修期間將傳感器的量程更改為4.5mA～19.5mA。在反應(yīng)堆功率運(yùn)行模式下即使送P320系統(tǒng)LVDT出現(xiàn)故障，也可以在線進(jìn)行更換。這樣就可以避免為校準(zhǔn)傳感器精度而多次動作閥門，進(jìn)而影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 更換后閥位趨勢圖Fig.3 Trend chart of valve position after replacement

在反應(yīng)堆功率運(yùn)行模式下，由于機(jī)組帶功率運(yùn)行，在更換LVDT傳感器后無法對傳感器進(jìn)行在線校準(zhǔn)，因?yàn)槎啻伍_閉閥門會造成機(jī)組負(fù)荷波動，而且在校準(zhǔn)過程中從零位到滿位過程需要時(shí)間不能過長，避免給機(jī)組帶來大得擾動，需要每次修改閥門開度指令時(shí)參數(shù)不宜設(shè)置過大，這勢必造成閥門開關(guān)所需時(shí)間過長[3]。這與LVDT傳感器正常校準(zhǔn)的要求產(chǎn)生矛盾，所以在反應(yīng)堆功率運(yùn)行模式下更換LVDT傳感器的方案就無法實(shí)現(xiàn)。

婦產(chǎn)科急腹癥常見于宮外孕、黃體破裂以及卵巢囊腫蒂扭轉(zhuǎn)等。具體的診斷要結(jié)合其病史以及尿妊娠試驗(yàn)進(jìn)行鑒別。

4 實(shí)施過程

在大修期間將8個(gè)調(diào)節(jié)閥所有送KDO系統(tǒng)的LVDT的量程進(jìn)行修改，將原來4mA～20mA的反饋電流信號修改成4.5mA～19.5mA的電流信號，送入到KDO系統(tǒng)采集記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

5 實(shí)際運(yùn)行情況

① 在 現(xiàn) 場 將 送K D O 和P 3 2 0 的2 G R E 0 4 6 M M、2GRE047MM信號在LVDT處互換。

2GRE080SY信號由2GRE004VV送P320的閥位反饋信號2GRE047MM 5%低限域值產(chǎn)生，而2GRE047MM由現(xiàn)場LVDT采樣閥門實(shí)際位置信號產(chǎn)生，該LVDT同時(shí)產(chǎn)生三路同樣的位置信號，分別送P320（2GRE047MM）、KDO（2GRE046MM）和GME（2GRE048MM）系統(tǒng)。隨后維修人員在KDO上查看歷史趨勢后發(fā)現(xiàn)，2GRE047MM在8.19～8.21號間有多次瞬間升、降變化，且隨時(shí)間逐步增加，但送KDO的2GRE046MM信號穩(wěn)定。

原因分析：

3）閥門控制卡（Vickers卡）性能下降。

在反應(yīng)堆停堆模式下，可以對故障的LVDT傳感器進(jìn)行更換，現(xiàn)有3支LVDT傳感器是封裝成一體的，所以每次更換需要3支傳感器整體一起更換掉，更換后的3支LVDT需要在汽輪機(jī)掛閘的情況下控制閥門多次全開全關(guān)來對傳感器零位和滿位進(jìn)行校準(zhǔn)，直到反饋信號的精度滿足設(shè)計(jì)要求（絕對誤差：±0.01mA，精度：0.06%）。

1）2GRE047MM閥位傳感器性能下降。

一九八八年七月，《上海文論》第四期明確提出了“重寫文學(xué)史”的論題?！爸貙懳膶W(xué)史”重點(diǎn)便在于“重寫”二字，它的意義在于重新審視原有的文學(xué)史結(jié)論，更在于將文學(xué)史研究推向多元化。筆者認(rèn)為，“重寫文學(xué)史”口號的提出與國內(nèi)外政治、思想、文化、文學(xué)等因素息息相關(guān)，是它們的合力影響使得“重寫文學(xué)史”得以進(jìn)行。

針對以上3個(gè)可能的故障原因，有以下維修方式，但均需將閥門全關(guān)后實(shí)施：

2018年8月20日上午，2號機(jī)組運(yùn)行人員反饋高壓缸進(jìn)氣閥疏水閥2GPV101VL自動開啟后關(guān)閉。維修人員查詢相關(guān)日志記錄和邏輯后發(fā)現(xiàn)該閥由2GRE004VV全關(guān)信號2GRE080SY聯(lián)鎖，儀控人員在DCS二層畫面KIC和P320史站上均確認(rèn)當(dāng)時(shí)2GRE004VV全關(guān)信號2GRE080SY短時(shí)觸發(fā)（約300ms）才造成2GPV101VL自動開啟后關(guān)閉。

② 檢查2GRE047MM信號通道端接及LVDT的航空插頭，并做緊固處理。

③ 更換Vickers卡件，需在線對閥門進(jìn)行行程調(diào)試（可能性較小，如有需要，另行編制方案處理）。

首先將新發(fā)現(xiàn)的軟件缺陷錄入到系統(tǒng)中，然后利用該系統(tǒng)對軟件缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，一方面可以利用建立的缺陷統(tǒng)計(jì)模型和缺陷分析模型對軟件缺陷進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，如軟件問題按嚴(yán)重性等級統(tǒng)計(jì)等。同時(shí)，也可以利用基于ODC的分析統(tǒng)計(jì)模型對軟件缺陷進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，如軟件問題按缺陷目標(biāo)統(tǒng)計(jì)、按缺陷影響統(tǒng)計(jì)等。

實(shí)施過程中將機(jī)組功率維持在960MW平臺下，維修人員通過人為給調(diào)節(jié)閥開度指令將2GRE004VVQ全關(guān)，并強(qiáng)制對應(yīng)主汽閥2GSE004VV全關(guān)指令信號使主汽閥全關(guān)，這樣就可以將2GRE004VV隔離出來。將信號回路上所有的端子進(jìn)行緊固，最后將2GRE047MM傳感器的航空插頭與2GRE046MM傳感器的航空插頭對調(diào)。重新解除2GSE004VV的快關(guān)指令確認(rèn)主汽閥開啟后，緩慢增加2GRE004VV的開度指令，恢復(fù)閥門之前的開度，確認(rèn)機(jī)組參數(shù)穩(wěn)定后運(yùn)行人員升到滿功率，整個(gè)檢修工作結(jié)束。

The effects of STAT3 and VEGF on gastric cancer have been reported. The present study showed that STAT3 activation plays an important role in the changes in gastric mucosa from chronic gastritis to gastric tumor via the STAT/VEGF pathway.

在整個(gè)處理過程中機(jī)組各系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定，未給機(jī)組帶來新的擾動。后期通過長期觀察并記錄該調(diào)節(jié)閥所有反饋信號發(fā)現(xiàn)更換后的2GRE047MM運(yùn)行趨勢穩(wěn)定，未出現(xiàn)多次瞬間升、降變化。而更換后的2GRE046MM則出現(xiàn)多次瞬間突降，最大降幅有31%。后期將在大修期間對整個(gè)位移傳感器進(jìn)行更換。

從后期監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢來分析更換后的送P320系統(tǒng)的閥位信號2GRE047MM工作穩(wěn)定，而送KDO系統(tǒng)的閥位信號2GRE046MM多次出現(xiàn)瞬間大幅下降,最大降幅為40.692%，相比正常2GRE047MM閥位偏差16.368%。具體趨勢見圖3。由此可以斷定此LVDT閥位傳感器性能下降，無法正常參與控制，建議在大修期間進(jìn)行更換。

6 總結(jié)分析

通過此次對故障LVDT檢修的處理進(jìn)一步對前期送KDO系統(tǒng)LVDT傳感器行程調(diào)整這一方案可行性作進(jìn)一步詮釋。成功、有效地避免了因LVDT故障而引起汽輪機(jī)停機(jī)，實(shí)踐證明此此方案的可行性，為后續(xù)同類電廠在預(yù)防和處理汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥位移傳感器LVDT類故障提供了寶貴的借鑒。本文給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及列出的LVDT可能出現(xiàn)的故障情況對同類型裝設(shè)有雙LVDT的機(jī)組有很大的借鑒作用。在閥位采用雙通道，可避免一個(gè)通道故障導(dǎo)致閥門事故的可能性，建議用雙支的LVDT，這樣可以減小風(fēng)險(xiǎn)，增加設(shè)備的可靠性。另外，應(yīng)從日常巡檢維上防止以上類似的情況發(fā)生，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對閥位反饋信號的監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)異常并定期進(jìn)行閥門試驗(yàn)。