核电自控仪表设备的安装与调试

核电自控仪表设备的安装与调试

黄华   梁耀

西安中核核仪器股份有限公司  陕西省西安市  710061

摘要：随着我国现代化建设及核电的不断发展，核电自控设备日趋现代化。核电热工装置中的各类参数都是通过安装在核电热工装置内的自控仪表来测量、显示并将测量值传送至控制室内的控制系统（DCS/SIS/PLC）实现报警、控制及联锁。如果自控仪表在现场安装过程中出现任何问题，那么核电热工装置在生产过程中就有可能存在安全隐患。因此，对自控仪表的安装调试进行分析与探讨具有重要意义和价值。

关键词：自控仪表设备；安装；调试

1仪表安装技术要求

1.1现场仪表安装

在使用仪表之前，应按照施工图纸检查仪表的相关参数是否与要求一致。这包括仪表的型号、规格、精度等。同时，其他附属资料应交由仪表资料管理人员存放，以便随时查询和使用。对于安装在工艺管线和工艺设备上的仪表，应考虑其安装、维护和检修的方便性。仪表的位置应容易接近，操作空间充足，以便进行安装、维护和检修工作。同时，要确保安装位置的安全性，以防止意外事故的发生。对于自控仪表而言，其法兰标准应与工艺管道及工艺设备所采用的法兰标准一致。这是为了避免在现场安装过程中因为不同标准的法兰而导致无法正确安装。需要注意的是，法兰的螺栓数量、螺栓孔直径等参数也要与管道和设备的要求相匹配，以确保安装的牢固性和密封性。

1.2仪表电缆敷设

一般情况下，仪表电缆采用架空敷设，但如果现场情况不允许，则可以选择埋地敷设。在埋地敷设时，应选择铠装电缆，以提供更好的保护。从电缆主桥架到现场仪表接线箱的仪表主电缆和现场仪表分支电缆，应采用槽盒进行敷设，使用保护管、金属挠性管和仪表接线箱的密封接头进行连接。对于位于防爆环境内的仪表和接线箱，金属挠性管应选择隔爆型。当被屏蔽层包围的成对导线经过接线板或接线盒时，应确保屏蔽的电气连续性。这些措施能够确保仪表电缆的安全敷设，提高其抗干扰能力，并满足防爆环境的要求。

1.3仪表气源管安装

在仪表的供气管道系统中，可以选择使用304不锈钢管和不锈钢气源球阀。主气源管线采用焊接方式连接，以确保连接的牢固性和密封性。每个分支都应配备阀门，以便对气源进行控制和调节。在管线的最低处应设置排污阀，以确保管道中的杂质和水分排出，保证气源的质量和稳定性。如果供气管道系统处于含酸碱等腐蚀性环境中，应选择防腐性能更好的316L不锈钢管，以提高管道的耐腐蚀性能。同时，连接件可以采用双卡套连接，以增加连接的稳定性和密封性。需要注意的是，在选择管道和连接件时，应根据具体环境和使用要求进行选择，并严格按照相关的设计和安装规范进行操作，以确保供气系统的安全可靠性。

1.4仪表导压管安装

通常，导压管选用不锈钢管，并采用对焊方式进行连接，以确保连接的牢固性和密封性。根据实际的温度和压力条件，选择合适的引压管，以保证导压管的安全运行。导压管应设置排污阀在最低点，以便及时排除管内的污物和积水。同时，在最高点设置放空阀，以防止导压管内的气体积聚。在安装导压管之前，应仔细检查导压管是否有变形或裂缝，并确保内部清洁，无毛刺。这些措施能够确保导压管的连接稳固、导压管内部畅通无阻，并提高压力变送器的测量准确性和可靠性。

1.5仪表伴热安装

为了降低长期能耗和减少现场仪表的维护工作量，设计时应尽量避免采用伴热保温的方式来解决工艺物料的结冻、冷凝等问题。而是应从仪表的选型上考虑解决这些问题。例如，对于旁通管液位计等仪表，如果无法避免伴热保温，可以采用蒸汽伴热的方式进行保温。在这种情况下，对于每一路伴管，应提供一个单独的疏水器和横冷凝液排出阀，以确保伴热系统的正常运行和排除冷凝液。对于伴热仪表集中的地方，可以设置蒸汽分配站和凝液回收站。这样既可以避免直接在工艺蒸汽管线上开孔和凝液就地排放，又可以解决现场仪表引入蒸汽的问题，减少伴热管线的数量和复杂度。

1.6仪表接地安装

在等电位接地方面，控制机柜分别设有工作接地和保护接地汇流排，这些接地汇流排分别连接至机柜间的防静电地板下的工作接地和保护接地的汇总板。然后通过仪表总接地板接入电气接地网，确保连接牢固可靠，不串联接地。现场仪表信号电缆的屏蔽层应接在控制机柜、仪表盘等的工作接地汇流排处，同一回路的屏蔽层应具有可靠的电气连续性，避免悬空或重复接地。工作接地电缆宜采用绿色多股绞合铜芯绝缘电线，保护接地电缆宜采用黄绿色多股绞合铜芯绝缘电线。这些措施能够确保仪表的接地系统安全可靠，提供良好的电气连续性和保护性能。

2仪表系统调试

2.1调试前检查

仪表控制系统（DCS/SIS/PLC等）在开机调试之前必须要经过检查，检查主要包括：（1）控制室温度、湿度是否达到要求。（2）控制室空调、照明系统是否正常运行。（3）控制系统供电检查，包括UPS供电和市电供电是否正常。（4）现场仪表与控制系统之间的连接电缆是否正常。现场仪表至控制系统的电缆有两种方式：第一种是现场仪表电缆单拉进控制系统的；第二种是现场仪表经过现场仪表接线箱由多芯电缆接至控制系统。这部分工作量大，大型热工装置仪表点数可达几万点，检查必须保证每个仪表回路的接线准确，牢固可靠，并且排列整齐美观。以上检查如果有一项不符合，就不具备开机条件。如上述条件均满足后可以进行仪表系统调试，仪表控制系统（DCS/SIS/PLC等）厂家在控制系统出厂之前已经工厂测试、工厂验收和现场验收，现场调试主要是对控制系统的功能系统进行测试。根据设计的仪表流程图（PID）、仪表索引、仪表监控数据表、I/O表、联锁逻辑图、复杂控制回路图及联锁报警值表对程序和模块的组态数据进行核对、修改完善。

2.2检测回路调试

检测回路由现场远传仪表和仪表控制系统（DCS/SIS/PLC等）组成。检测回路调试的首要目的就是检测现场远传仪表的信号是否能够输送至DCS控制系统。即在现场远传仪表发出一个信号至DCS控制系统，然后在控制室DCS操作站上检查是否有显示。第二个任务就是检查系统误差是否满足设计要求。

2.3调节回路调试

在调节回路中，现场仪表控制系统的执行单元（如调节阀、变频电机等）起着关键的作用。为了确保系统正常运行，需要进行以下检查和测试：（1）信号传输和指示检查。现场仪表发送信号后，观察控制室的DCS操作站上是否能够正确显示调节器的指示。同时，检查现场直线单元（如调节阀、变频电机）是否有相应的动作，确保信号传输和指示的准确性。（2）调节阀动作检查。观察现场调节阀的动作是否连续流畅，即是否能够根据控制信号实现平稳的开关动作。检查阀门的开度是否与信号输出一致，确保调节阀能够按照设计要求进行准确的调节。（3）开度指示检查。按照最大、中间和最小三个信号输出，观察调节阀的开度指示是否满足设计要求。即在不同的控制信号下，调节阀的开度是否能够按照预期进行调节，以确保系统的稳定性和精度。

2.4报警、联锁调试

报警单元由现场报警仪表、控制系统、报警灯和蜂鸣器组成。在调试过程中，需要将报警仪表的输入值调到设计的报警值位置，并观察控制室中相应的报警指示灯和蜂鸣器是否能够报警。根据设计院提供的联锁逻辑图、顺序控制逻辑图框和联锁报警值表，对仪表联锁系统进行功能调试。在调试时，需要按照顺序对每一个联锁回路进行标记，以确保不遗漏任何逻辑功能，同时又不能多出逻辑功能。对于有顺序控制要求的情况，需要对每一步的顺控条件、控制单元状态和延时时间进行全面的检查和调试。这些步骤能够确保报警单元的正常运行和准确报警，保障系统的安全性和可靠性。

3结语

综上所述，仪表安装与调试工作对核电工程项目的顺利开车有着特别重要的作用。在仪表安装与调试阶段，任何粗心、大意可能导致核电热工装置开车失败，甚至发生爆炸。因此，需要总结国内外仪表安装与调试工作的经验，不断创新和改革，以保障我国核电安全、平稳、高效运行。

参考文献

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