【摘要】用于核電站設(shè)備冷卻水緩沖箱液位測量的羅斯蒙特變送器，在運行期間多次出現(xiàn)交叉比較降級的現(xiàn)象，影響液位的監(jiān)視及異常響應(yīng)。論文從多個角度分析引起液位測量偏差的可能原因，并制定措施加以處理，有效解決了液位測量偏差的問題，對CPR1000 機(jī)組具有廣泛的借鑒意義。nwS壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
緩沖箱液位監(jiān)視使用羅斯蒙特電容式差壓變送器，所測差壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號送往 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)成的差動電容值，σ 室的差動電容值在設(shè)計時與差壓成線性關(guān)系，差動電容經(jīng)過整流電路轉(zhuǎn)換為 4~20mA 標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。1152 系列仍使用模擬電路板件，將差動電容信號轉(zhuǎn)換為4~20mA 信號輸出。而 3051 系列變送器，設(shè)計支持 Hart 協(xié)議，內(nèi)部設(shè)計有微控制器，可以對傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括測量信號調(diào)理、數(shù)據(jù)顯示、自動校正和自動補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/div>
3.2 DCS 信號采集流程和組態(tài)
在某 CPR1000 機(jī)組，1E 級系統(tǒng)采用 AREVA TXS 平臺，SR 及 NC 級采用 TXP-T2000 DCS 平臺。窄量程液位經(jīng) TXS采集處理，通過網(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 中信號采集時產(chǎn)生帶有時間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)（TTD），當(dāng)液位變化量超過組態(tài)設(shè)置的 Delta 值時，會產(chǎn)生 TTD 數(shù)據(jù)。信號在服務(wù)器處理后送往畫面顯示時，同樣設(shè)有 Delta，液位變化超過 Delta 時畫面指示才會刷新。
4 異常可能原因分析
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長期運行情況下，變送器出現(xiàn)零點漂移。②校驗單數(shù)據(jù)不正確，取樣管實際安裝高度與安裝圖不一致。
4.2 取樣管線原因
①正壓側(cè)取樣管線缺水或存在氣體，此時會造成變送器指示偏低。
②負(fù)壓側(cè)取樣管線有水，此時會造成變送器指示偏低。
③取樣管線布置不合理，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，在泵啟動瞬間以及兩列泵切換期間，容易出現(xiàn)液位波動，影響變送器的測量結(jié)果，由于寬窄量程液位變送器的量程不同、型號不同，對于單個變送器的影響存在不一致的可能。
4.4 檢修期間對變送器校驗不恰當(dāng)
①打壓計量程選擇不當(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校驗時，由于打壓計精度不足引入誤差。
②正反行程各校驗點穩(wěn)壓不當(dāng)引入人為誤差。
③打壓計使用前未清零，打壓計零點的微小的差別會引入較大誤差，使用大量程的打壓計時影響更大。
4.5 DCS 采集及顯示帶來的誤差
①變送器輸出的 4~20mA 信號需經(jīng)模擬量采集卡采集處理，采集卡自身有設(shè)計精度，DCS 組態(tài)設(shè)置有 Delta 值，變化量小于 Delta 值時不會再次產(chǎn)生 TTD。②TXP 采集的信號經(jīng)過服務(wù)器處理，TXS 采集的信號通過網(wǎng)關(guān)在操作員終端進(jìn)行顯示時，由于畫面刷新設(shè)置有 Delta，存在一定的顯示誤差。
5 對超差變送器的檢查處理
在 2016 年shou次出現(xiàn) A/B 列交叉比較結(jié)果降級現(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，要點簡述如下。①調(diào)查歷史校驗報告，分析寬量程液位變送器本身異常的可能性。②在檢修窗口對寬量程液位變送器按現(xiàn)有校驗單進(jìn)行校驗，檢查確認(rèn)校驗結(jié)果。③如變送器校驗結(jié)果存在漂移情況，調(diào)整變送器至合格。④如變送器本身校驗合格，則檢查寬、窄量程變送器的標(biāo)高，檢查校驗單輸入差壓，核實校驗單是否存在偏差，如有偏差，則進(jìn)行修正后再校驗。⑤檢查變送器的取樣管線實際安裝情況，檢查管線布置、坡度等是否存在不利于壓力傳導(dǎo)的地方。⑥同時對變送器進(jìn)行充水排氣，負(fù)壓側(cè)管線進(jìn)行吹掃，檢查有無殘水。⑦對 DCS 組態(tài)設(shè)置對變送器顯示的影響進(jìn)行分析。
5.1 2016 年交叉比較降級的調(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)閱歷史校驗單，發(fā)現(xiàn) A 列寬量程變送器在 2012 年校驗時存在漂移，零點指示偏低約 1.238cm，已調(diào)整合格。2015年的交叉比較結(jié)果表明 A 列寬量程液位計指示偏低、處于降級的邊緣，在檢修窗口，對 A 列寬量程變送器校驗再次發(fā)現(xiàn)存在漂移；且變送器實際安裝高度較設(shè)計值偏低，對校驗單進(jìn)行了升版并校驗調(diào)整變送器合格。
②2016 年，在檢修窗口對 A/B列變送器進(jìn)行了校驗。為防止打壓計量程過大引入校驗誤差，校驗選取了小量程打壓計，精度等級 0.025，滿足變送器校驗要求（變送器等級 0.5）。每一列變送器打壓時統(tǒng)一清零打壓計零點，發(fā)現(xiàn) A/B 列寬量程變送器均發(fā)現(xiàn)零點偏低，同時 B 列寬量程校驗單標(biāo)高偏低，且變送器無法調(diào)整合格，通過修改校驗單更換合格變送器加以解決。
③檢查取樣管線，寬量程變送器與一窄量程變送器公用負(fù)壓側(cè)管線，窄量程負(fù)壓側(cè)有排水罐，而寬量程變送器未設(shè)計，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)在線后對變送器負(fù)壓側(cè)管線用壓縮空氣吹掃，未發(fā)現(xiàn)大量的水跡，只有少量水滴，排水罐中也無殘水排出。⑤DCS 組態(tài)對于寬窄量程變送器均有影響，微小的液位變化難以在畫面刷新，在進(jìn)行交叉比較工作時選取了工況穩(wěn)定窗口，調(diào)取歷史曲線，盡量排除了畫面顯示不刷新的偏差。根據(jù)上述檢查過程，可以確認(rèn) 2016 年交叉比較降級，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，對此進(jìn)行調(diào)查和分析見下。
對 2016 年檢修后歷史曲線進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計，選取多個時間段的數(shù)據(jù)做比較，發(fā)現(xiàn)隨時間推移 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
液位變送器確實存在漂移且無法調(diào)整合格，更換新備件并校驗合格后，對負(fù)壓側(cè)管線進(jìn)行吹掃，重新在線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現(xiàn)象。分析可能原因為負(fù)壓側(cè)取樣管線有水封造成壓力傳導(dǎo)不暢。在檢修窗口進(jìn)行了校驗，變送器校驗合格，執(zhí)行完充水排氣和管線吹掃后，寬窄量程液位指示一致。此外，已經(jīng)發(fā)起管線改造申請，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
本文通過對某 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原因分析，指出可能造成指示偏差的變送器異常、取樣管線布置異常、系統(tǒng)擾動、校驗引入偏差、DCS組態(tài)等各項因素，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)查分析的時間，優(yōu)化工期。
