蔡戌廣 李鳳山 梁 瑞 孫幸光 莊慶當(dāng)（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽314300）

0 引言

硼回收系統(tǒng)TEP除氣塔啟動(dòng)過程中經(jīng)常需要手動(dòng)啟動(dòng)，以避免設(shè)備過度的瞬態(tài)變化，因此有必要對(duì)手動(dòng)控制過程進(jìn)行分析和總結(jié)。

1 設(shè)備，功能及其重要性

除氣裝置用以去除溶解在排出液中的氫、裂變氣體及其它氣體，能使除氣器入口放射性為1×1013Bq/m3（約250 ci/m3）的氣體的除氣因子達(dá)到106，除氣塔用熱力除氣法，流程為：進(jìn)料經(jīng)再生熱交換器加熱至70～95℃后進(jìn)入除氣器。為了增加氣體的擴(kuò)散面積，進(jìn)料從除氣器上部噴入，在下部由輔助蒸汽分配系統(tǒng)的蒸汽加熱，使料液處于飽和狀態(tài)，正常加熱蒸汽流量小于2.5t/h，由除氣器頂部壓力控制調(diào)節(jié)蒸汽進(jìn)口閥。不凝結(jié)氣體如氫、氮、氪、氙等和蒸汽從頂部進(jìn)入排氣冷凝器中，冷凝器由設(shè)備冷卻水冷卻，維持0.135MPa.a。凝結(jié)水靠重力流回除氣器，而不凝結(jié)氣體排往含氫廢氣處理系統(tǒng)。除氣后的液體由泵以27.2 m3/h的流量，經(jīng)再生式熱交換器冷卻至50～75℃，再經(jīng)非再生式熱交換器降溫至50℃以下，送至中間貯存箱。在啟動(dòng)加熱階段，或去污因子不滿足時(shí)，可以進(jìn)行再循環(huán)。除氣器也可用以在反應(yīng)堆開蓋前進(jìn)行一回路冷卻劑的除氣，然后再返回容積控制箱。

該設(shè)備的重要性在于《運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書》中對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定：

如果機(jī)組處于功率運(yùn)行或熱備用的初始狀態(tài)下，前貯槽存在高液位信號(hào)同時(shí)除氣系列不可運(yùn)行，需立即執(zhí)行向RRA投入的雙相中間停堆過渡，將排出流排向可用的除氣塔系列，退防時(shí)限為7h。

如果在熱停堆或余熱排出系統(tǒng)退出的正常中間停堆狀態(tài)下，前貯槽存在高液位信號(hào)同時(shí)除氣系列不可運(yùn)行，需停止啟動(dòng)操作。

2 手動(dòng)控制的重要性及其特點(diǎn)

在設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中會(huì)由于各種預(yù)期和非預(yù)期的運(yùn)行狀態(tài)改變而是系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)歷各種瞬態(tài)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了各種自動(dòng)控制系統(tǒng)以盡量使系統(tǒng)設(shè)備保持在設(shè)計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)下，然而有些干擾會(huì)使系統(tǒng)狀態(tài)改變超出自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍，或自動(dòng)調(diào)節(jié)的過程中會(huì)使系統(tǒng)設(shè)備的溫度，壓力，流量等進(jìn)入不可接受的范圍而是設(shè)備從生產(chǎn)狀態(tài)返回，切換自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)控制模式，減少非預(yù)期瞬態(tài)，不僅可以保證生產(chǎn)的進(jìn)行，而且可以減少設(shè)備損耗，延長設(shè)備壽命。然而手動(dòng)控制的特點(diǎn)是對(duì)人的素質(zhì)要求較高，具有各種不確定性。因此借助自動(dòng)控制的理論，形成手動(dòng)控制的策略，對(duì)于切換手動(dòng)控制，成功控制設(shè)備狀態(tài)顯得重要。

3 手動(dòng)控制過程的策略

3.1 切換到自動(dòng)及切回自動(dòng)的過程

設(shè)備切換至手動(dòng)控制，相當(dāng)于在自動(dòng)控制系統(tǒng)中加入了死區(qū)可調(diào)的繼電裝置，通過把握切換至手動(dòng)和切回自動(dòng)的時(shí)機(jī)，形成模糊的也是可調(diào)節(jié)的死區(qū)范圍，可以避免設(shè)備參數(shù)不必要的波動(dòng)，防止振蕩過程對(duì)其他參數(shù)造成影響，引起耦合調(diào)節(jié)，有很大作用。

例如在除氣塔運(yùn)行過程當(dāng)中，由于液位計(jì)設(shè)計(jì)的原因會(huì)偶發(fā)液位計(jì)顯示突降至零然后恢復(fù)的瞬態(tài)。冷水突然噴淋入除氣塔，引入一個(gè)沖擊干擾，會(huì)使除氣塔汽相壓力迅速變化進(jìn)而導(dǎo)致除氣塔和冷凝器壓差劇烈變化，這個(gè)變化會(huì)使蒸汽調(diào)節(jié)閥迅速開大。但是由于除氣塔水空間的熱慣性很大，這種調(diào)節(jié)是不必要的。自動(dòng)控制系統(tǒng)迅速開大調(diào)節(jié)閥，會(huì)使水空間急劇升溫，最終導(dǎo)致壓差超過最大限定值而使除氣塔返回，因?yàn)樗臻g一旦被加熱，即便關(guān)閉蒸汽閥，水空間的熱慣性仍然會(huì)使差壓繼續(xù)保持高位一段時(shí)間引起保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作。在瞬態(tài)過程初期，迅速切換自動(dòng)控制進(jìn)入手動(dòng)控制，調(diào)節(jié)回原來的閥門開度，應(yīng)用此一死區(qū)的作用，待沖擊干擾的響應(yīng)衰減以后再切回自動(dòng)，可以避免瞬態(tài)過程參數(shù)惡化。

3.2 可定制可調(diào)節(jié)的前饋通道

在手動(dòng)控制過程中，基于對(duì)設(shè)備原理的認(rèn)識(shí)，基于對(duì)設(shè)備狀態(tài)變化序列的了解，可以形成各種前饋通道，提高響應(yīng)的快速性，抑制瞬態(tài)過程的參數(shù)變化，保證設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。例如在除氣塔啟動(dòng)過程中，蒸汽可能由于冷凝水的積存而不能順暢的加熱除氣塔盤管，冷凝成水，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)一直開大蒸汽供應(yīng)閥，直到靠蒸汽的壓力將水強(qiáng)制排出除氣塔，排出冷凝液槽，但是自動(dòng)控制系統(tǒng)卻只能在蒸汽已經(jīng)將除氣塔中的料液加熱到相當(dāng)程度造成除氣塔和冷凝器壓差過高后才開始關(guān)閉蒸汽供應(yīng)閥，而此時(shí)積存在除氣塔中的蒸汽將繼續(xù)加熱料液，是差壓保持，從而使除氣塔返回。在手動(dòng)控制過程中則可以在此過程中形成前饋通道，避免自動(dòng)控制系統(tǒng)的過調(diào)節(jié)。

3.3 附加的邏輯控制回路

在手動(dòng)控制過程中，可以借助人的邏輯判斷能力對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)做出判斷，從而有意識(shí)的臨時(shí)增加輸出跟蹤判斷，儀表故障判斷等等邏輯回路，從而使系統(tǒng)避免不必要的瞬態(tài)，改善設(shè)備的運(yùn)行狀況，例如在設(shè)備運(yùn)行過程中到達(dá)前儲(chǔ)槽低液位前手動(dòng)返回備用狀態(tài)，可以避免自動(dòng)控制運(yùn)行返回時(shí)出現(xiàn)報(bào)警，影響主控判斷，避免進(jìn)入吹掃狀態(tài)，產(chǎn)生不必要的放射性廢氣。還有在運(yùn)行過程中可能由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣導(dǎo)致閥門限位卡澀，而無法使自動(dòng)運(yùn)行序列進(jìn)行，必要時(shí)可以手動(dòng)干預(yù)或強(qiáng)制，使自動(dòng)運(yùn)行序列可以進(jìn)行，保證設(shè)備的可用性，為處理設(shè)備故障創(chuàng)造條件。

4 應(yīng)用效果

在班組中經(jīng)過多次應(yīng)用，使用這些策略進(jìn)行指導(dǎo)可以避免操作過程中的盲目性，使手動(dòng)控制從自發(fā)的經(jīng)驗(yàn)向自覺的應(yīng)用控制理論轉(zhuǎn)變，提高了手動(dòng)控制的成功率，并且可以隨運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)積累對(duì)個(gè)人的手動(dòng)控制能力進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

［1］硼回收系統(tǒng)（TEP）系統(tǒng)手冊(cè)[Z].核電秦山聯(lián)營有限公司,2005,5.

［2］自動(dòng)控制原理[M].5版.科學(xué)出版社.2007,6.