余鴻鵬

【摘 要】三門(mén)核電某空氣處理機(jī)組多次出現(xiàn)風(fēng)量流量高跳閘。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集的數(shù)據(jù)，分析得出變頻器加速時(shí)間參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)工況不匹配導(dǎo)致這一故障的發(fā)生，最終通過(guò)調(diào)整變頻器合適的加速時(shí)間，驗(yàn)證分析，并解決故障。

【關(guān)鍵詞】變頻器;施耐德;加速時(shí)間;流量高

中圖分類(lèi)號(hào)： TG315;TM921.51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）10-0230-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.10.101

Analysis and Treatment of High Flow Trip of an Air Processing Unit in Sanmen Nuclear Power Plant

YU Hong-peng

（Sanmen Nuclear Power Co.，Ltd.，Sanmen Zhejiang 317112，China）

【Abstract】Several trips of high air volume and flow occurred in an air treatment unit of Sanmen Nuclear Power Plant.In this paper，according to the data collecting from the site，confirm that the setting of the acceleration time parameters of the frequency converter doesnt match with the condition of the system，and finally adjust the appropriate acceleration time to solve the fault.

【Key words】Frequency converter;Schneider;Acceleration time;High flow rate

1 故障現(xiàn)象

三門(mén)核電某空氣處理機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)流量持續(xù)增加，最大值達(dá)到8495m3/h后風(fēng)機(jī)跳閘（跳閘流量定值為8210m3/h），查閱歷史數(shù)據(jù)得知該風(fēng)機(jī)在歷次啟動(dòng)過(guò)程中多次由于風(fēng)量高跳閘，在正常啟動(dòng)中風(fēng)機(jī)流量均接近跳閘流量。

2 故障分析

查閱該空氣處理機(jī)組流程圖，對(duì)該通風(fēng)機(jī)組的流程圖簡(jiǎn)化如下：

其中：M為凈化機(jī)組風(fēng)機(jī)，V為出口風(fēng)閥，F(xiàn)T為風(fēng)量探頭。

根據(jù)空氣處理機(jī)組流程圖及查閱相關(guān)設(shè)計(jì)文件，可以得出該空氣處理機(jī)組通過(guò)風(fēng)量閉環(huán)控制，將其啟動(dòng)控制過(guò)程簡(jiǎn)化如下：風(fēng)機(jī)接收到啟動(dòng)命令后，電機(jī)變頻啟動(dòng)，然后出口風(fēng)閥打開(kāi)。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量傳至風(fēng)量探頭，風(fēng)量探頭將風(fēng)量反饋給變頻器閉環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小。

查閱該空氣處理機(jī)組此次空氣處理機(jī)組啟動(dòng)正常的風(fēng)量變化曲線，歷次啟動(dòng)風(fēng)量變化曲線類(lèi)似，其啟動(dòng)過(guò)程風(fēng)量變化曲線簡(jiǎn)化如下：

在歷次空氣處理機(jī)組啟動(dòng)中，選取其中一組曲線對(duì)重要參數(shù)整理數(shù)據(jù)表如下：

根據(jù)上述表格，我們可知：風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)后85s風(fēng)量到達(dá)最大值，隨后風(fēng)量下降至正常運(yùn)行風(fēng)量。由于正常運(yùn)行工況下風(fēng)機(jī)的風(fēng)量滿足需求，由此我們可以得出閥門(mén)開(kāi)度、風(fēng)機(jī)功率均滿足運(yùn)行要求。

結(jié)合圖1、圖2及表1，我們可以同時(shí)得出：風(fēng)機(jī)啟動(dòng)階段風(fēng)量超過(guò)需求是由于變頻電機(jī)超過(guò)需求頻率運(yùn)行引起。而變頻電機(jī)超過(guò)額定頻率運(yùn)行一般是由于兩個(gè)原因引起：1）變頻器參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)工況不匹配，導(dǎo)致變頻器輸出頻率升速過(guò)快;2）風(fēng)量閉環(huán)反饋滯后導(dǎo)致變頻器輸出頻率超過(guò)預(yù)計(jì)需求。

根據(jù)上述分析：我們可以進(jìn)一步假設(shè)此次故障是由于下述三個(gè)原因因子的一個(gè)或多個(gè)引起：

1）變頻器加速時(shí)間設(shè)置過(guò)短，導(dǎo)致變頻器實(shí)際輸出功率比需求功率大，導(dǎo)致空氣處理機(jī)組送風(fēng)量大。

2）風(fēng)量探頭離風(fēng)機(jī)電機(jī)距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致風(fēng)量需要一段時(shí)間才能到達(dá)風(fēng)量探頭，從而導(dǎo)致風(fēng)量反饋存在一定滯后，進(jìn)而導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)風(fēng)量超過(guò)需求風(fēng)量。

3）閥門(mén)開(kāi)啟速度較慢，導(dǎo)致風(fēng)量沒(méi)有及時(shí)傳遞至風(fēng)量探頭。

對(duì)上述分析出的三個(gè)假設(shè)的原因因子進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，通過(guò)查閱資料和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，分析如下：

1）變頻器加速時(shí)間實(shí)際設(shè)置為15s，遠(yuǎn)小于風(fēng)機(jī)啟動(dòng)至風(fēng)量到達(dá)峰值時(shí)間78s。由此可以得出，第一個(gè)假設(shè)的原因因子成立。

2）風(fēng)量探頭與空氣處理機(jī)組安裝在同一房間內(nèi)，風(fēng)量探頭與風(fēng)機(jī)電機(jī)存在一定距離，但此距離還不會(huì)造成風(fēng)量反饋存在較大的滯后。由此可以得出，第二個(gè)假設(shè)的原因因子不成立。

3）查閱此閥門(mén)的調(diào)試記錄，此閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)間為60s，開(kāi)啟速度較慢。由此可以得出，第三個(gè)假設(shè)的原因因子成立。

由此可以得出兩個(gè)驗(yàn)證后的原因因子：

1）變頻器加速時(shí)間設(shè)置過(guò)短。

2）閥門(mén)開(kāi)啟速度較慢。

根據(jù)上述分析，對(duì)此風(fēng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析如下：

通風(fēng)機(jī)組接收到啟動(dòng)信號(hào)后，電機(jī)啟動(dòng)同時(shí)風(fēng)閥打開(kāi)，電機(jī)在15s內(nèi)升至額定頻率，而此時(shí)閥門(mén)開(kāi)度較小，風(fēng)量探頭接收到的風(fēng)量較小。閥門(mén)繼續(xù)打開(kāi)，風(fēng)量探頭接收的風(fēng)量逐漸增大。當(dāng)閥門(mén)開(kāi)到一定程度時(shí)，風(fēng)量探頭接收到了滿足需求的風(fēng)量，此時(shí)反饋給風(fēng)機(jī)減小風(fēng)量，而此時(shí)風(fēng)壓較大且電機(jī)減速需要一定時(shí)間，此時(shí)風(fēng)量繼續(xù)增大，導(dǎo)致風(fēng)量超過(guò)需求風(fēng)量。此時(shí)電機(jī)繼續(xù)降低頻率至需求頻率，此時(shí)風(fēng)量將至需求風(fēng)量，空氣處理機(jī)組轉(zhuǎn)至正常運(yùn)行工況。

3 應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)上述分析結(jié)果，在不改變空氣處理機(jī)組所設(shè)置的保護(hù)定值前提下，可以制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，如下：

1）變頻器加速時(shí)間設(shè)置過(guò)短

措施一：延長(zhǎng)變頻器加速時(shí)間，使變頻器加速時(shí)間匹配空氣處理機(jī)組運(yùn)行工況。

措施二：縮短變頻器減速時(shí)間，使變頻器加速時(shí)間匹配空氣處理機(jī)組運(yùn)行工況。

2）閥門(mén)開(kāi)啟速度較慢

措施三：加快閥門(mén)開(kāi)啟速度。

對(duì)上述制定的三個(gè)措施進(jìn)行進(jìn)一步分析可執(zhí)行性：

措施一：延長(zhǎng)變頻器加速時(shí)間

經(jīng)咨詢廠家，該變頻器加減速時(shí)間是根據(jù)風(fēng)機(jī)的慣性特性設(shè)置。但該加速時(shí)間不匹配整個(gè)工藝系統(tǒng)的運(yùn)行工況。延長(zhǎng)變頻器加速時(shí)間至85s（到達(dá)風(fēng)量峰值）以上，可以實(shí)現(xiàn)在風(fēng)量達(dá)到額定風(fēng)量時(shí)，風(fēng)機(jī)的頻率還未升至50Hz，從而降低風(fēng)量峰值。根據(jù)上述分析，本次可以嘗試調(diào)整變頻器加速時(shí)間。

措施二：縮短變頻器減速時(shí)間

由于當(dāng)前變頻器減速時(shí)間是根據(jù)風(fēng)機(jī)的慣性特性設(shè)置，進(jìn)一步縮短該江蘇時(shí)間可能造成變頻器過(guò)電壓跳閘。故此次暫不調(diào)整變頻器減速時(shí)間。

措施三：加快閥門(mén)開(kāi)啟速度

現(xiàn)場(chǎng)查閱該閥門(mén)開(kāi)啟速度不可調(diào)整，如需調(diào)整則需更換電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行此項(xiàng)措施需要產(chǎn)生更換電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的費(fèi)用及變更相應(yīng)的文件。此項(xiàng)措施在執(zhí)行上存在一定難度，如果前述措施沒(méi)有效果，則此項(xiàng)措施可以作為備選措施來(lái)執(zhí)行。

4 實(shí)施及驗(yàn)證

根據(jù)上述分析，對(duì)變頻器加速時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)歷次啟動(dòng)過(guò)程的風(fēng)量變化曲線分析，風(fēng)量在85s能達(dá)到最大，風(fēng)量在穩(wěn)定后變頻器運(yùn)行在30Hz左右，可以初步得出變頻器加速時(shí)間應(yīng)設(shè)置的值t=85/（30/50）=142s。如果不考慮風(fēng)閥影響，電機(jī)運(yùn)行頻率在142s時(shí)能升至30Hz，此時(shí)剛好提供滿足需求的風(fēng)量?？紤]到風(fēng)閥的影響，實(shí)際加速時(shí)間應(yīng)更長(zhǎng)。

本次按照加速時(shí)間為90s、142s、180s、210s對(duì)變頻器加速時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，驗(yàn)證風(fēng)量峰值是否會(huì)降低，得出如下數(shù)據(jù)：

根據(jù)上述分析可以得出：隨著變頻器加速時(shí)間增加，風(fēng)量峰值存在明顯降低。但加速時(shí)間增加到一定時(shí)間時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)電流過(guò)小，電流互感器無(wú)法監(jiān)測(cè)到啟動(dòng)電流報(bào)缺相故障。

本次將變頻器減速時(shí)間由15s修改為180s后，多次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，流量均穩(wěn)定在7800m3/h以下，未再報(bào)出風(fēng)量高故障。

5 結(jié)論

在新電廠調(diào)試過(guò)程中，大量變頻設(shè)備由廠家調(diào)試。廠家在調(diào)試變頻設(shè)備時(shí)只關(guān)注到變頻器與所帶的變頻設(shè)備性能匹配，但未關(guān)注到變頻器與整體工藝系統(tǒng)的匹配情況。變頻器加減速時(shí)間設(shè)置對(duì)變頻設(shè)備很重要，加減速時(shí)間不正確可能造成各種故障。加減速時(shí)間的設(shè)定必須與所帶負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、整個(gè)工藝系統(tǒng)運(yùn)行工況、電氣配置的保護(hù)所匹配，保障變頻設(shè)備的可靠運(yùn)行。