摘要：針對(duì)國內(nèi)某核電機(jī)組熱試期間發(fā)生的屏蔽主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)頻發(fā)高1報(bào)警事件，通過故障樹方法分析了報(bào)警原因，結(jié)合實(shí)際故障排查，確定了報(bào)警發(fā)生來由，并給其他項(xiàng)目該系統(tǒng)工作帶來了一定啟示。

關(guān)鍵詞：屏蔽主泵;報(bào)警;主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng);故障樹;故障排查分析

0? ? 引言

屏蔽泵是一種全密封泵，不需要任何型式的動(dòng)密封來防止被輸送介質(zhì)向外泄漏[1]。因其絕對(duì)無泄漏性，屏蔽泵在原子能、石油、化工、制冷、食品、國防等工業(yè)中廣泛應(yīng)用于輸送酸、堿、易燃、易爆、劇毒等液體[2]。由于核電機(jī)組主泵是最關(guān)鍵的動(dòng)設(shè)備之一，且屏蔽泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中獲取內(nèi)部狀態(tài)信息較難，往往設(shè)備損壞后不能運(yùn)轉(zhuǎn)才知曉故障的存在，因此核電機(jī)組針對(duì)屏蔽主泵設(shè)置有主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)跟蹤監(jiān)測，確保屏蔽主泵運(yùn)行異常情況早期預(yù)警。

國內(nèi)某核電機(jī)組熱試期間，其屏蔽主泵頻發(fā)閃發(fā)主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)高1報(bào)警。筆者有幸參與了首次熱試主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)報(bào)警原因分析、問題排查及二次熱試試驗(yàn)驗(yàn)證全過程。下文將從故障簡述、主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)故障樹分析、試驗(yàn)排查過程和啟示等方面對(duì)該核電機(jī)組屏蔽主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)高1報(bào)警事件進(jìn)行分析總結(jié)。

1? ? 背景及故障簡述

機(jī)械振動(dòng)的測量分為接觸式測量和非接觸式測量，測量用傳感器主要采用電渦流傳感器、速度傳感器和加速度傳感器3種[3]。但屏蔽泵結(jié)構(gòu)形式特殊，無法測量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)位移，只能在泵的外部實(shí)施振動(dòng)探測，通?？刹捎么烹娛剿俣葌鞲衅骰驂弘娛郊铀俣葌鞲衅?。該核電機(jī)組屏蔽主泵的主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)采用壓電式加速度傳感器。

該核電機(jī)組第一次熱試，當(dāng)主泵轉(zhuǎn)速提高至88%轉(zhuǎn)速時(shí)，主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)主泵1B通道頻發(fā)閃發(fā)高1報(bào)警;當(dāng)主泵轉(zhuǎn)速提高至100%時(shí)，該通道的報(bào)警依然存在。隨即暫緩熱試，排查具體問題原因。

2? ? 主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)故障樹分析

為排查該高1報(bào)警觸發(fā)原因，確定排查方向，筆者根據(jù)主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)際情況，并參考主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)報(bào)警原理，采用了故障樹的分析方法對(duì)本次報(bào)警問題進(jìn)行分析。建立的故障樹示意圖如圖1所示。

該故障樹得到業(yè)主的認(rèn)可，遂根據(jù)該故障樹所列事件，組織同步開展了一系列驗(yàn)證排查工作，以期獲得問題的根本原因。

3? ? 試驗(yàn)排查過程

（1）事件2 軟件故障：由于該機(jī)組所選用主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)軟件與國內(nèi)其他同型號(hào)機(jī)組的主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)軟件一致，軟件系統(tǒng)的成熟性及正確性已得到驗(yàn)證，且該機(jī)組主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)軟件自檢無異常，基本可排除該事件發(fā)生的可能性。

（2）事件3 機(jī)柜未通過EMC試驗(yàn)且受EMC影響、事件7 傳感器受EMC影響及事件11 接線盒未通過EMC試驗(yàn)且受EMC影響：本系統(tǒng)各設(shè)備均已通過電磁兼容性試驗(yàn)，且有相關(guān)鑒定報(bào)告。該鑒定報(bào)告顯示，本系統(tǒng)各設(shè)備的EMC試驗(yàn)方法、驗(yàn)收準(zhǔn)則符合EMC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，基本可排除這些事件發(fā)生的可能性。

（3）事件4 卡件或上位機(jī)故障：由于主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)軟件自檢包括卡件及上位機(jī)的自檢，當(dāng)前主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)軟件自檢無異常，則基本可排除該類事件發(fā)生的可能性。

（4）事件5 未按照要求連線及接地、事件9 電纜未使用指定的橋架和路徑、事件10 電纜橋架未按照要求妥善接地：筆者要求業(yè)主對(duì)主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)機(jī)柜、橋架、穿管等接地、屏蔽進(jìn)行全面檢查。經(jīng)全面排查，所有接地和屏蔽均符合要求。機(jī)柜內(nèi)部接線與國內(nèi)其他同型號(hào)機(jī)組同系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)部接線一致，均符合制造要求。因此，基本可排除這些事件發(fā)生的可能性。

（5）事件6 傳感器損壞：筆者要求業(yè)主將振動(dòng)報(bào)警傳感器與同一主泵上的非報(bào)警傳感器進(jìn)行互換。經(jīng)互換后，報(bào)警序列未改變。故可以排除該事件發(fā)生的可能性。

（6）事件8 未使用屏蔽電纜：筆者排查了主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中全程線纜選型，所有電纜均為屏蔽電纜;同時(shí)要求業(yè)主排查使用電纜是否與設(shè)計(jì)一致，經(jīng)排查，現(xiàn)場所使用電纜均與設(shè)計(jì)一致，為屏蔽電纜。因此，可排除該事件發(fā)生的可能性。

因此，通過該故障樹的事件排查，基本可推斷主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)高1報(bào)警是由事件1主泵振動(dòng)達(dá)到高1報(bào)警值引起的。隨即將問題分析焦點(diǎn)從主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)問題排查移至屏蔽泵主泵本身振動(dòng)情況。

后經(jīng)進(jìn)一步的分析和研究確認(rèn)，該核電機(jī)組屏蔽主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)本身不存在問題，實(shí)際反映了屏蔽主泵當(dāng)前振動(dòng)情況，觸發(fā)高1振動(dòng)報(bào)警的原因是振動(dòng)水平較高，兩臺(tái)主泵安裝較近，振動(dòng)相互影響，且有較大低頻濾波殘留。經(jīng)過討論，通過提高主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)高通濾波值解決該系統(tǒng)頻發(fā)高1報(bào)警問題。

4? ? 結(jié)論與啟示

通過前文的分析，得到以下結(jié)論與啟示：（1）國內(nèi)某核電機(jī)組主泵振動(dòng)報(bào)警的根本原因?yàn)橹鞅米陨碚駝?dòng)水平較高，加之安裝方式導(dǎo)致兩臺(tái)主泵振動(dòng)相互影響，且有較大低頻濾波殘留。（2）通過故障樹分析的方式可以有效指導(dǎo)主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的故障原因排查工作。（3）從設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來看，其他項(xiàng)目如出現(xiàn)該類問題，更合理的方式是參考主泵出廠試驗(yàn)時(shí)的情況合理設(shè)置主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)報(bào)警設(shè)定值。

5? ? 結(jié)語

本次國內(nèi)某核電機(jī)組主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)高1報(bào)警事件的分析過程與處理結(jié)果表明，應(yīng)用故障樹分析法可以找出引起故障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并結(jié)合實(shí)際情況來排查確定事件的主要原因。由于筆者能力有限，建立的主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)故障樹可能存在遺漏或不足，后續(xù)將繼續(xù)完善主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)故障樹，并進(jìn)一步開展基于主泵振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)故障樹的可靠性分析方法研究。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 季建剛，孔繁余，孔祥花.屏蔽泵發(fā)展綜述[J].水泵技術(shù)，2006（1）：15-17.

[2] 梁超國.屏蔽泵的結(jié)構(gòu)、原理及其應(yīng)用[J].化工設(shè)備設(shè)計(jì)，1998（35）：44-49.

[3] 陸建湖，黃文，毛漢領(lǐng).機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測與故障診斷的發(fā)展與展望[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998（4）：69-73.

收稿日期：2020-05-26

作者簡介：金博（1987—），男，江蘇無錫人，工程師，主要從事振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)及非標(biāo)機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)工作。