汽包水位測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)合理配置

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1、發(fā)表于《中國(guó)電力》2004第4期，本文由熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)主任侯子良教授審稿汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的合理配置收稿日期：2003-09-19；修回日期：2004-02-05作者簡(jiǎn)介：高維信（1942－），男，江蘇睢寧人，高級(jí)工程師（教授級(jí)），從事火電廠熱工自動(dòng)化工作。E-mail:webmaster@hawx.com高維信1，荊予華2(1.淮安維信儀器儀表有限公司，江蘇淮安223001；2.焦作電廠，河南焦作454001)摘要：分析汽包水位監(jiān)控保護(hù)測(cè)量系統(tǒng)按2套就地水位表、3套差壓水位計(jì)配置（簡(jiǎn)稱“5套配置”）的缺

2、陷及采用“5套配置”的客觀原因。介紹“多測(cè)孔接管”技術(shù)不需在汽包上開(kāi)孔而增加獨(dú)立取樣測(cè)孔，解決了汽包原有水位測(cè)孔過(guò)少影響合理配置的難題，以及新型電接點(diǎn)水位測(cè)量筒高精度取樣、高可靠性傳感，使電接點(diǎn)水位計(jì)可靠地用于監(jiān)視主表和保護(hù)。簡(jiǎn)介汽包水位測(cè)量系統(tǒng)優(yōu)化配置原則與效果，建議盡早修訂有關(guān)“5套配置”的規(guī)定。關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；汽包水位；監(jiān)控保護(hù)；測(cè)量系統(tǒng)；優(yōu)化配置中圖分類號(hào)：TK316文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1004-9649（2004）04-0000-000引言大型鍋爐汽包內(nèi)各局部汽流、水流及汽水混合物的流速分布往往

3、不均勻，導(dǎo)致水位高低不平，水位測(cè)量易受各種干擾。這是準(zhǔn)確、穩(wěn)定測(cè)量水位的困難之處及要實(shí)施多點(diǎn)測(cè)量的原因所在。汽包水位監(jiān)控的任務(wù)是：將水位準(zhǔn)確控制在0線附近，使飽和蒸汽品質(zhì)最佳；事故水位時(shí)手動(dòng)或自動(dòng)停爐；特殊操作監(jiān)控，如停爐后汽包滿水快冷的上水操作和滿水狀態(tài)的監(jiān)視，缺水停爐后及時(shí)判斷可否補(bǔ)水，盡快恢復(fù)運(yùn)行等。滿足汽包水位安全監(jiān)控和事故處理的需求是水位測(cè)量技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力。儀表行業(yè)采取化難為易的策略，針對(duì)監(jiān)視、自動(dòng)調(diào)節(jié)、保護(hù)的不同功能系統(tǒng)要求，研制了各種水位計(jì)，其性能又各有長(zhǎng)短，形成在用水位計(jì)多樣化。顯然，監(jiān)控保護(hù)系

4、統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)水位計(jì)的現(xiàn)狀，揚(yáng)長(zhǎng)避短，按不同功能需求優(yōu)選、冗余配置水位計(jì)［1］。長(zhǎng)期以來(lái)，水位計(jì)測(cè)量與配置問(wèn)題導(dǎo)致運(yùn)行人員誤判斷、誤操作，水位預(yù)警失靈，停爐保護(hù)拒動(dòng)，造成鍋爐多起重大水位事故，而保護(hù)誤動(dòng)事故更多。因此要求盡快解決水位測(cè)量問(wèn)題的呼聲很高。借助于分散控制系統(tǒng)（DCS）技術(shù)，差壓水位計(jì)在一定程度上提高了性能，所以2001年《國(guó)家電力公司電站鍋爐汽包水位測(cè)量系統(tǒng)配置、安裝和使用若干規(guī)定（試行）》正式出臺(tái)。盡管這一規(guī)定中的“安裝和使用”等條款對(duì)防止重大水位事故有重要作用，但由于受到汽包水位測(cè)孔少、普通電接點(diǎn)

5、水位計(jì)不足以用于監(jiān)視主表（基準(zhǔn)表）和保護(hù)儀表等客觀技術(shù)條件的限制，對(duì)于至關(guān)重要的測(cè)量系統(tǒng)配置問(wèn)題，采取了簡(jiǎn)化處理（按“5套配置”），遺留問(wèn)題較多，難以收到預(yù)期效果。汽包水位測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步必然促進(jìn)監(jiān)控保護(hù)測(cè)量系統(tǒng)配置的更新。先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)與裝置如多測(cè)孔接管技術(shù)和新一代電接點(diǎn)水位計(jì)的成功應(yīng)用，使得原本認(rèn)為相對(duì)合理的配置有了新的認(rèn)識(shí)。目前來(lái)看，“5套配置”及相應(yīng)的原則性條款已限制了汽包水位測(cè)量系統(tǒng)更合理的配置改進(jìn)，影響監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步滿足運(yùn)行需求，這一問(wèn)題已引起電廠和熱控專家的密切關(guān)注。61“5套配置”的缺陷“

6、5套配置”的主要內(nèi)容是：監(jiān)視輔表有2套(老式)就地水位表，其中1套可用電極式水位測(cè)量裝置替代；3套差壓水位計(jì)用于監(jiān)視主表（基準(zhǔn)表）、“三取二”保護(hù)（含報(bào)警）、“三選中”自動(dòng)調(diào)節(jié)。1.1監(jiān)視系統(tǒng)缺陷1.1.1指示偏差大與經(jīng)過(guò)壓力溫度理想化修正的差壓水位計(jì)相比，電接點(diǎn)水位計(jì)、云母水位計(jì)在超高壓、亞臨界壓力下0水位顯示分別偏低80、140mm。使各水位計(jì)0位一致的2種做法：（1）進(jìn)行電接點(diǎn)、云母水位計(jì)0位定點(diǎn)修正，則低壓運(yùn)行時(shí)或滿水、缺水時(shí)仍會(huì)有較大的顯示偏差。（2）2套就地水位計(jì)不進(jìn)行定點(diǎn)修正，下調(diào)差壓水位計(jì)實(shí)測(cè)值

7、，將使汽包嚴(yán)重高水位運(yùn)行。1.1.2監(jiān)視基準(zhǔn)問(wèn)題“5套配置”“以差壓水位計(jì)為準(zhǔn)”的規(guī)定依據(jù)不充分，可操作性較差，有風(fēng)險(xiǎn)：（1）參比水柱溫度準(zhǔn)確修正難度大，不易消除正負(fù)壓管傳輸附加差壓，使實(shí)測(cè)值易隨機(jī)性大幅度漂移，誤差模糊、可信度低，在點(diǎn)火升負(fù)荷階段尤為明顯［2］。這些缺陷降低了基準(zhǔn)認(rèn)定的合理性。（2）規(guī)定中的“應(yīng)定期根據(jù)環(huán)境溫度變化對(duì)修正回路進(jìn)行設(shè)定”，“以（老式）就地水位表為準(zhǔn)，每班校正0水位”，是對(duì)基準(zhǔn)認(rèn)定的自行否定。（3）運(yùn)行人員難以掌握就地式和差壓式2個(gè)“基準(zhǔn)”的應(yīng)用尺度，易導(dǎo)致事故判斷猶豫和處理混亂。

8、（4）低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)須升壓至額定壓力才能校正，故0位監(jiān)督易流于形式。不能有效核對(duì)全量程線性誤差。1.1.3未滿足特殊監(jiān)控需求為防止汽包壁上下溫差超限，停爐后采用汽包滿水快冷。在給水系統(tǒng)臨時(shí)故障導(dǎo)致缺水保護(hù)停爐后，若汽包內(nèi)還有水，可及時(shí)補(bǔ)水恢復(fù)運(yùn)行。其安全措施要求有能監(jiān)視滿、缺水的水位計(jì)，而“5套配置”未能滿足這一特殊監(jiān)控需求。1.2危險(xiǎn)集中“三取二”保護(hù)和“三選中”自動(dòng)調(diào)節(jié)合用3套差壓水