何小龙1 李宗宝2 杨默1
1.海南核电有限公司 海南昌江 572733；2.中核检修有限公司 广东深圳 518124
摘要：核电厂应急干燥机的功能是对核岛用户的气源进行干燥，干燥机换塔故障的潜在后果是核岛用气中止，影响核岛气动设备的安全状态。本文通过近五年的检修实践总结能够快速有效地诊断和处理应急干燥机的换塔故障的方法，有利于技术人员快速掌握检修技能。
关键词：核电厂；干燥机故障；
1．引言
核电厂应急干燥机的功能是对核岛用户的气源进行干燥，干燥机换塔故障的潜在后果是核岛用气中止，而应急干燥机在核岛供气主管线上，因此它运行的可靠性直接影响核岛用气设备的安全，若核岛失去气源，核岛内的气动设备会无法动作，影响电厂设备安全。本文通过近五年的检修实践总结了干燥机换塔故障的常见情形，通过故障提示能够快速有效地诊断和处理换塔故障。
2.应急干燥机结构原理
2.1 应急干燥机结构原理
核电厂应急干燥机采用双塔吸附式无热再生干燥机，在干燥机前设置有预过滤器，在干燥器后设置有粉尘过滤器和精过滤器，过滤器差压0.05Mpa会立即报警需更换滤芯。干燥机的原理是采用活性氧化铝作为吸附式干燥剂颗粒，压缩气体流经干燥塔内的干燥剂颗粒时水分被吸附在颗粒上，使气体干燥，露点低于-40℃。干燥剂一般是直径为3.2mm的活性氧化铝颗粒，可以循环再生干燥，处理气量大于14m³/min。
图1应急干燥机结构图
每台核电机组有2台应急干燥机，对核岛气源进行干燥，采用PLC控制，并且每个阀门都有阀位反馈装置。左/右干燥塔的运行周期都是10分钟，即左塔5分钟干燥→4分钟再生→1分钟升压，当左塔再升完毕切换至干燥状态，此时同步将正在干燥状态的右塔转入干燥状态。干燥塔内气体压力小于1Mpa，控制气源最低压力0.5Mpa，露点设定值为-40℃，露点-25℃时高报警，露点仪前置硅胶-23.5℃会变粉红或无色，露点正常时是蓝色。应急干燥机的换塔故障是多方面的原因，例如阀位故障、低压故障、逻辑缺陷等，我按故障报警现象分类逐一分析换塔故障原因及解决措施，并提供故障处理后调试验证方法，供技术人员参考。
3.硬件故障及处理
3.1 阀位故障导致换塔故障
阀位故障的直接原因是阀位装置的触点信号没有传输到PLC，但根本原因可能有很多。我们排查的思路是检查限位装置是否转动到位→触点是否接触到位→信号通道是否正常，这样就检查了整个信号通道的传输。
如果信号通道正常，限位装置实际未转动到位，这时有可能是阀门自身卡涩或者限位装置转轴卡涩。根据现场实践，限位装置转抽卡涩情况较多，因为阀门转动并非精密的同心运动，而限位装置的转轴与轴套精密配合，稍有沙尘进入配合间隙，就会卡死，后期我们对限位轴套直径进行扩孔3mm，顺利解决了限位装置卡死导致阀位故障的问题。
若是限位装置正常，阀位真实卡涩，这种情况不能直接判定阀门损坏，有可能是气动压力不足，需要检查供气压力和气源漏气点，常见的是电磁阀卡涩或漏气导致。
3.2 低压故障导致换塔故障
低压故障的触发往往导致干燥机停运，此时阀门很可能因为动力不足，停运在不可控的阀门状态。若是阀门在关闭状态，因低压无法打开，很可能导致失去核岛供气能力。对于低压故障，首先观察减压阀压力表是否真实低压。若是供气压力正常在0.5Mpa以上，那么肯定是下游不能保压，可能是管线漏气或者气动阀气缸串气导致。若是压力供气就在0.5Mpa以下，可能是压力设定太低，可能是定期试验时排气导致气压低，也可能是上游阀门关闭导致气源不畅。
不管什么原因导致低压停运，我们必须保证核岛供气的安全。即使低压不可抗拒，维修和运行人员应保证设备在安全状态。因气动阀门动作压力需0.25Mpa以上，我们将低压报警值设定在0.45Mpa，这样在远大于0.25Mpa时就通过低压报警将阀门停运在全开位置，虽然干燥机不能干燥气体，但优先保障了核岛用气安全。
4.逻辑缺陷及处理
4.1 PLC控制逻辑诊断和处理
有一次紧急处理干燥机时，换塔故障对核岛供气产生了极大威胁。因为当时干燥机的出口阀门全部关闭，现场检查发现该干燥机左塔在再生状态，右塔从再生切换至干燥的过程因出现阀位故障未成功换塔，即左右两塔都在再生位置，出口阀门处于关闭，不能向核岛供气，此时运行人员紧急启动了备用干燥机。
我们检查应急干燥机的原始PLC程序发现双塔延迟2秒切换，延时15秒阀位报警，延时10秒低压报警。阀位故障会停止在当前状态，那么当前状态必须是安全状态，保障核岛供气不能停，也就是说双塔切换时必须先确认阀门状态正常。双塔切换延迟2秒，而阀位故障判断是延时15秒，正常阀门实际5秒就能动作到位，因此征得厂家同意，我们将阀位故障延时改为6秒，双塔切换延迟8秒，这样就在阀门位置判断正常后2秒才开始换塔。若阀位状态异常，延迟6秒就阀位故障停在当前状态，此时至少有一个干燥塔还在干燥状态，能向下游供气，保证核岛用气安全。我们对PLC程序修改两个点：原M8.0和M8.1应改为常开的Q0.0和Q0.1。干燥机进气阀是反逻辑，例如停运或失电时，Q0.0为0但进出气阀均敞开。所以再生进气阀要求开的时候，Q0.0和Q0.1均等于1，此时干燥进出气阀都关、再生进气阀开。即要求再生进气阀开的时候才判断是否未开故障。
5.故障处理后的调试验证
应急干燥机每次故障处理后，我们应启动干燥机验证故障消失。首先报警复位：低压报警、阀位报警、露点高、差压高、进气温度高等故障消失即自行消报，必须复位才会继续干燥机运行。双塔切换时阀位故障6S延时停运的验证：
（1）模拟右塔切换故障：左塔干燥右塔再生时，右塔再生切换至干燥时，即右塔出气阀打开时拔掉EM221模块I6.6信号线。停在当前就合格。
（2）模拟左塔切换故障：左塔再生右塔干燥时，左塔再生切换至干燥时，即左塔出气阀打开时拔掉EM221模块I6.4信号线。停在当前就合格。
（3）低压报警验证：缓慢调节减压阀使气压降低，验证低压开关动作触发报警，并设定低压开关定值为0.5Mpa再验证一次。
6 结束语
通过以上分析，我们可以归纳出一个有章可循的思路，用以快速定位干燥机换塔故障点，保障核岛供气安全。通过对阀位装置轴套的扩孔改进，电厂再未出现阀位故障。程序逻辑上的缺陷修正，使干燥机的可靠性大大提高，即使干燥机出现故障，也能保障核岛供气正常。
参考文献
[1] 朱明刚.无热再生吸附式干燥机的优[J].《广东化工》：广东省石油化工研究院，2014年第6期.
[2] 唐旭.可编程控制器应用于空气干燥器[J].《设备管理与维修》：中国机械工程学会，2000年第5期.
论文作者:何小龙1,李宗宝2,杨默1
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/17
标签：干燥机论文; 故障论文; 干燥论文; 低压论文; 阀门论文; 状态论文; 气阀论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;