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关于锅炉汽包水位监控保护安全问题及对策

2003-11-03   来源:本站原创    热度:   收藏   发表评论 0

差,差压式水位计的温度压力校正不准且易漂移等。这些问题解决不好,必然对监视仪表、自调、信号报警和保护产生一系列影响。

     3、一次测量问题对汽包水位监控保安的影响

     水位仪表不准,影响人员正确判断处理水位事故

     秦皇岛热电厂#4炉断水事故后至锅炉损坏前,汽包处于严重缺水状态,而电接点水位表和CRT中差压式水位计指示一直在缺水停炉定值以上,使运行人员犹豫不决,不能果断手动紧急停炉,导致锅炉设备严重损坏。可见,在水位事故状态下,水位表误显示使人员正确处理事故的能力大打折扣。很多案例证明了这一点。

     电接点水位表和就地云母水位表的严重负误差,使汽包内实际运行水位长期偏高厂家设计值,影响锅炉安全经济运行

     水位仪表正负偏差直接导致汽包长期低水位或高水位运行. 以运行人员这信赖的电接点水位表为例。理论计算和运行实验表明,用于400t/h、670t/h锅炉15.5 MPa 压力时0水位取样负误差为100 115mm,1025t/h 亚临界锅炉0水位负误差为140 155mm。那末,汽包内实际运行水位长期偏高厂家设计值分别为100 115mm,140 155mm。顺便指出,此项负误差不能靠改变测量筒、就地云母水位表的机械安装0位办法定点校正。若此,当水位低或压力低时,将出现严重的正误差,可能导致汽包缺水而损坏锅炉。理论分析,高水位运行增加旋风分离器阻力,降低水循环速度,增加饱和汽湿度,导致锅炉热效率下降明显[注2]。运行实践证明,有的锅炉以就地云母水位表为准控制水位,引起高水位运行,在大负荷时使饱和汽严重带水,既限制锅炉出力,又影响锅炉安全。

     测量不准对保护的影响

     秦皇岛热电厂#4炉满水停炉保护定值为:+300mm、-384mm,其开关量信号由差压式水位计给出。由于厂家温度补偿设定值不当等原因造成偏差过大,可使指示水位虚高108mm,在断水事故后,汽包内水位已低于厂家规定的停炉值,而水位计不发缺水停炉信号,使保护拒动。

     配套普通测量筒的电接点水位表或液位报警器,高水位开关量定值误差太大。例如用于670t/h 15.5 MPa锅炉,则+300mm停炉定值取样负误差为195mm,即保护动作时汽包内运行水位已达到495mm,高于厂家规定值195mm,炉水已淹没给水清洗孔板,饱和汽已严重带水,实属满水停炉保护动作过于迟缓,亦可认为,汽包内水位已达到+300mm时保护拒动。

     测量不准同样会导致高低2值保护、水位报警信号拒动或误动。

     4、测点选位不当对水位监控保安系统的影响

     《电锅规》)9.3.3指出,“汽包上水位表的汽、水连接管接出位置不应影响水位的正确指示,能正确反映汽包的真实水位”。对此,《电锅规说明》9.3.3解释是,“一些超高压、亚临界参数汽包水位表由于内部汽水工况的影响,同一汽包上的就地水位表指示就有相差,有的还很大,无法判断真实水位。现在很多大型锅炉的汽水连接管已改从汽包封头引出,以减少汽包汽水扰动对水位测量的影响”。显然,测点选位应在汽包封头。

     目前,很多在役汽包的远传水位测点位于汽包中段,距旋风分离器、给水清洗孔板、下降管口很近,汽水流对取样精度影响较大,特别在旋风分离器倾倒与顶帽脱开(此类故障率较高)或给水清洗孔板倾斜时,汽水流冲向测孔,使取样误差大大增加,使同一汽包上的水位表、水位变送器、水位开关的取样相差很大,甚至达100~200mm。加之汽包中段各点实际水位随燃烧工况、锅炉负荷等因素变化,不同点的水位有时相差较多。这些取样干扰变化,不仅使运行难于判断真实水位,热工维护人员不易哪个装置准确,还会使水位自调稳定性差,甚至失控。正是由于这种“隐蔽的”取样干扰变化,大幅度降低保护定值精度,使一些电厂发生了满缺水停炉保护“不明不白”的误动,以致不顾增加拒动概率而采用三信号串联回路降低误动率,甚至不敢投入满缺水停炉保护。

     5、测孔数量过少对监控保安的影响

     使很多锅炉满缺水停炉保护的无法实现真正的“三选二”冗余逻辑设计。

     “三选二”是“高保真”信号系统,属于对称表决判断逻辑网络,故障率远低于单、双信号回路。如果单信号的拒动与误动概率相等,则该网络拒动与误动概率也相等,即具有均衡的抗拒动、抗误动能力。因此,“三选二”是热机主保护理想的信号网络[注3]。真正的“三选二”信号逻辑要求三个信号从测量取样端彼此独立。

     尽管《设规》《热自规》规定,“重要热工保护的输入信号应多重化”,“对于直接作用停炉、停机保护信号,在可能时宜按“三取二”方式选取”,但由于缺乏测孔,即缺乏独立水位信号,使设计师无法按规程要求设计“三选二”满缺水停炉保护。

     例如:秦皇岛热电厂#4炉、华能淮阴电厂670t/h超高压锅炉等,只好采用用单信号回路,可靠性过低,不能适应主保护的要求。例如,河北西北坡电厂等采用双信号串联回路,河南焦作电厂等采用三信号串联回路以降低误动概率。这是以增加拒动概率为代价的,有违于“保护主设备”的宗旨。

     使一些大型锅炉水位自调的水位信号系统仍然采用单信号设计。这与当今流行的“三选中”判断网络相比,可靠性、稳定性和准确性都差得多。

     迫使 “三选二”停炉保护与“三取中” 水位自调系统设计 “合用”

    测孔或“合用”二次水位信号。这在国内极为普遍。“合用”二次水位信号与现代分散控制系统(DCS)的“信息共享”不能混为一谈。DCS对于信息的处理与应用,是分等级的。DCS的精髓在于“危险分散”。 “合用信号”却将“危险集中”, 不符合我国《火力发电厂设计技术规程DL5000 94》、《火力发电厂热工自动化设计技术规程DNGJ16 89》,关于“保护用的接点信号应取自专用的开关量仪表”,“强制性主燃料跳闸的检查元件和线路,应与其他控制监视系统分开”的规定。汽包满、缺水停炉保护属保安系统,