TEP除气装置液位控制及故障分析

樊鹏飞+吴林飞

摘 要：简要介绍了秦山第二核电厂3/4#机组TEP系统除气装置的作用，描述了目前除气装置存在的与3TEP 101MN（除气塔液位计）液位波动相关的故障。在结合试验和现场运行实践的基础上，对这些故障的现象和产生原因进行了详细的分析，并有针对性地制定和实施了相应的解决方案，较好地解决了除气塔因液位波动而引起的相关故障，为当前机组运行和以后同类型机组的调试提供了参考。

关键词：3TEP 101MN；除气装置；液位控制；故障类型

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.080

自秦山二期3/4#机组调试启动以来，多次出现因除气装置启动受阻或除气效率不稳定等问题而产生的不可用事件。其中，3TEP 101MN相关的故障在除气塔的故障分析和处理中具有典型性和代表性。

3TEP 101MN作为控制除气塔液位的主要仪表，操作人员通过监测和控制101MN，可以有效控制除气塔运行的稳定性，并提高其运行指标。本文在理论分析的基础上结合现场实践，对3TEP 101MN各项故障的原因进行了分析，并找出了解决方案和应对措施。

1 除气装置液位控制原则

3TEP 101MN用于测量除气塔和平衡槽的液位，设置高液位和低液位报警定值，分别为+238 mm和-130 mm，均会触发除气塔跳闸保护并闭锁其再启动。同时，3TEP 101MN参与控制除气塔进料阀3TEP 027VP的开度，调节和控制除气塔的液位。

除气塔液位过高或过低，均会影响其除气效果，甚至触发保护，使除气塔跳闸。

2 除气装置液位异常的原因和处理措施

除气塔液位（3TEP 101MN）异常按起因可划分为因设备结构特性导致的虚假液位和因除气装置运行特性导致的液位异常。

2.1 因设备结构特性导致的虚假液位故障

2.1.1 漂表

上文已经介绍，3TEP 101MN的负压侧设置了平衡罐并通过仪表迁移补偿了平衡罐液柱所产生的压差。除气塔长期运行和备用期间，平衡罐内充注的水可能逐渐蒸发，如果未得到及时补充，其形成的液柱高度会逐渐下降，那么相对于3TEP 101MN来说，正负压腔的压差变大，导致液位计显示升高。对于这种现象，我们采用定期通过REA水泵充水的方法来维持罐液位的平衡，保证参考液柱的高度。

2.1.2 液位振荡

导致虚假液位的第二个重要因素是由于仪表正负压腔感应除气塔压力变化的速度不一致而导致的液位振荡。除气塔顶部压力的变化通过上部气相空间传递到负压腔，这个变化传递到正压腔需要整个压力波动穿过全部气相区域和部分液相区域。也就是说，压力波传递到正压腔和负压腔并不是同时的，那么相对3TEP 101MN来说，在整个过程中，其两端的压差是在变化的，其显示的液位也会随之波动。这个压差变化能引起足够大的液位变化，从而导致除气塔的高低液位保护。

根据现场试验我们发现，液位振荡的周期一般都小于2 s。以2 s为周期的大幅液位振荡，我们不认为是真实液位变化所致。为了避免以上故障的发生，我们给3TEP 101MN设置了滤波参数，滤波延时参数设置为5 s，振荡周期小于5 s的波动均不被接受，从而滤除了因压力变化而导致该液位计的高频振荡，提高了液位计的稳定性，使液位计显示与当前实际液位保持一致。该方案在现场实施以后，液位计波动趋于稳定，不再出现因瞬间的压力变化而发生液位振荡的现象。

2.2 液位异常

2.2.1 液位下降

目前，秦山二期3/4#机组的大部分自动调节阀均采用了PID控制器（比例积分微分调节器）。其中，微分环节能够提高了阀门动作的灵敏度，通过探测液位变化率给出一个前馈控制量，从而达到提前自动干预的效果。然而，增加微分环节以后，调节阀的动作将变得频繁，不利于液位的稳定。因此，我厂采用的PID控制器一般不设置微分环节，很多情况下，前馈控制均需由操作人员手动干预来实现。

通常情况下，除气塔向状态5切换时，我们建议将进料阀3TEP 027VP手动设定30%的初始开度，然后将其置于自动位置，这个30%开度的提前量有效补偿了排料三通阀3TEP 033VP转向生产时除气塔向中间贮槽排放的料液体积，相当于对3TEP 027VP人为设置了一个前馈控制环节，使除气塔状态转换时的液位变化趋于平缓，甚至不会出现波动。

2.2.2 液位变化滞后

因除气塔上部塔板引起的缓冲效应，导致进料阀开度过大也是造成除气塔液位异常的重要人为原因。

这三层塔板具有一定的载水能力，进料液进入后在塔板上会有一定时间的停留。因此，当除气塔进料调节阀开度3TEP 027VP变大，进料流量增加时，除气塔的液位变化会滞后于阀门开度的变化。操作人员如果试图要提高3TEP 101MN液位，当一次性给予3TEP 027VP的开度太大，或者开度较小，未观察到液位变化时而继续加大开度，那么当观察到3TEP 101MN开始快速上涨时，往往已有足量的水补入除气塔塔板上，即使立即关小3TEP 027VP，仍然有可能引起除气塔液位高报，从而导致除气塔跳闸。这个滞缓效应迫使我们在控制除气塔液位时，应逐步增大或减小进料阀开度，遵循“每10 s一步，每步不应超过5%，最大开度一般不超过50%”的原则，稳步提高除气塔液位。

3 结束语

本文通过对影响TEP除气装置液位的各种因素进行分析，确认了造成除气装置液位异常的根本原因，并通过分析和验证，找出了有针对性的解决方案，解决了除气装置运行中发生的由液位引起的故障，保证了可复用废水的处理功能，避免因除气塔液位故障产生I0.相关故障处理方案在现场得到了充分应用，目前TEP系统运行良好，对提高三废系统设备的可靠性起到了积极作用。

〔编辑：王霞〕