差,差壓式水位計的溫度壓力校正不準且易漂移等。這些問題解決不好,必然對監視儀表、自調、信號報警和保護產生一系列影響。
3、一次測量問題對汽包水位監控保安的影響
水位儀表不準,影響人員正確判斷處理水位事故
秦皇島熱電廠#4爐斷水事故后至鍋爐損壞前,汽包處于嚴重缺水狀態,而電接點水位表和CRT中差壓式水位計指示一直在缺水停爐定值以上,使運行人員猶豫不決,不能果斷手動緊急停爐,導致鍋爐設備嚴重損壞。可見,在水位事故狀態下,水位表誤顯示使人員正確處理事故的能力大打折扣。很多案例證明了這一點。
電接點水位表和就地云母水位表的嚴重負誤差,使汽包內實際運行水位長期偏高廠家設計值,影響鍋爐安全經濟運行
水位儀表正負偏差直接導致汽包長期低水位或高水位運行. 以運行人員這信賴的電接點水位表為例。理論計算和運行實驗表明,用于400t/h、670t/h鍋爐15.5 MPa 壓力時0水位取樣負誤差為100 115mm,1025t/h 亞臨界鍋爐0水位負誤差為140 155mm。那末,汽包內實際運行水位長期偏高廠家設計值分別為100 115mm,140 155mm。順便指出,此項負誤差不能靠改變測量筒、就地云母水位表的機械安裝0位辦法定點校正。若此,當水位低或壓力低時,將出現嚴重的正誤差,可能導致汽包缺水而損壞鍋爐。理論分析,高水位運行增加旋風分離器阻力,降低水循環速度,增加飽和汽濕度,導致鍋爐熱效率下降明顯[注2]。運行實踐證明,有的鍋爐以就地云母水位表為準控制水位,引起高水位運行,在大負荷時使飽和汽嚴重帶水,既限制鍋爐出力,又影響鍋爐安全。
測量不準對保護的影響
秦皇島熱電廠#4爐滿水停爐保護定值為:+300mm、-384mm,其開關量信號由差壓式水位計給出。由于廠家溫度補償設定值不當等原因造成偏差過大,可使指示水位虛高108mm,在斷水事故后,汽包內水位已低于廠家規定的停爐值,而水位計不發缺水停爐信號,使保護拒動。
配套普通測量筒的電接點水位表或液位報警器,高水位開關量定值誤差太大。例如用于670t/h 15.5 MPa鍋爐,則+300mm停爐定值取樣負誤差為195mm,即保護動作時汽包內運行水位已達到495mm,高于廠家規定值195mm,爐水已淹沒給水清洗孔板,飽和汽已嚴重帶水,實屬滿水停爐保護動作過于遲緩,亦可認為,汽包內水位已達到+300mm時保護拒動。
測量不準同樣會導致高低2值保護、水位報警信號拒動或誤動。
4、測點選位不當對水位監控保安系統的影響
《電鍋規》)9.3.3指出,“汽包上水位表的汽、水連接管接出位置不應影響水位的正確指示,能正確反映汽包的真實水位”。對此,《電鍋規說明》9.3.3解釋是,“一些超高壓、亞臨界參數汽包水位表由于內部汽水工況的影響,同一汽包上的就地水位表指示就有相差,有的還很大,無法判斷真實水位。現在很多大型鍋爐的汽水連接管已改從汽包封頭引出,以減少汽包汽水擾動對水位測量的影響”。顯然,測點選位應在汽包封頭。
目前,很多在役汽包的遠傳水位測點位于汽包中段,距旋風分離器、給水清洗孔板、下降管口很近,汽水流對取樣精度影響較大,特別在旋風分離器傾倒與頂帽脫開(此類故障率較高)或給水清洗孔板傾斜時,汽水流沖向測孔,使取樣誤差大大增加,使同一汽包上的水位表、水位變送器、水位開關的取樣相差很大,甚至達100~200mm。加之汽包中段各點實際水位隨燃燒工況、鍋爐負荷等因素變化,不同點的水位有時相差較多。這些取樣干擾變化,不僅使運行難于判斷真實水位,熱工維護人員不易哪個裝置準確,還會使水位自調穩定性差,甚至失控。正是由于這種“隱蔽的”取樣干擾變化,大幅度降低保護定值精度,使一些電廠發生了滿缺水停爐保護“不明不白”的誤動,以致不顧增加拒動概率而采用三信號串聯回路降低誤動率,甚至不敢投入滿缺水停爐保護。
5、測孔數量過少對監控保安的影響
使很多鍋爐滿缺水停爐保護的無法實現真正的“三選二”冗余邏輯設計。
“三選二”是“高保真”信號系統,屬于對稱表決判斷邏輯網絡,故障率遠低于單、雙信號回路。如果單信號的拒動與誤動概率相等,則該網絡拒動與誤動概率也相等,即具有均衡的抗拒動、抗誤動能力。因此,“三選二”是熱機主保護理想的信號網絡[注3]。真正的“三選二”信號邏輯要求三個信號從測量取樣端彼此獨立。
盡管《設規》《熱自規》規定,“重要熱工保護的輸入信號應多重化”,“對于直接作用停爐、停機保護信號,在可能時宜按“三取二”方式選取”,但由于缺乏測孔,即缺乏獨立水位信號,使設計師無法按規程要求設計“三選二”滿缺水停爐保護。
例如:秦皇島熱電廠#4爐、華能淮陰電廠670t/h超高壓鍋爐等,只好采用用單信號回路,可靠性過低,不能適應主保護的要求。例如,河北西北坡電廠等采用雙信號串聯回路,河南焦作電廠等采用三信號串聯回路以降低誤動概率。這是以增加拒動概率為代價的,有違于“保護主設備”的宗旨。
使一些大型鍋爐水位自調的水位信號系統仍然采用單信號設計。這與當今流行的“三選中”判斷網絡相比,可靠性、穩定性和準確性都差得多。
迫使 “三選二”停爐保護與“三取中” 水位自調系統設計 “合用”
測孔或“合用”二次水位信號。這在國內極為普遍。“合用”二次水位信號與現代分散控制系統(DCS)的“信息共享”不能混為一談。DCS對于信息的處理與應用,是分等級的。DCS的精髓在于“危險分散”。 “合用信號”卻將“危險集中”, 不符合我國《火力發電廠設計技術規程DL5000 94》、《火力發電廠熱工自動化設計技術規程DNGJ16 89》,關于“保護用的接點信號應取自專用的開關量儀表”,“強制性主燃料跳閘的檢查元件和線路,應與其他控制監視系統分開”的規定。汽包滿、缺水停爐保護屬保安系統,
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