提高鍋爐裝置保護聯鎖投用率的方法

孫 慧

(中國石油大連石化分公司儀表車間,遼寧 大連 116032)

熱電聯合車間鍋爐裝置保護聯鎖對石油化工企業的安全運行起著保駕護航的作用[1]。隨著中國石油大連石化分公司對企業安全生產的日益重視，儀表自控聯鎖與報警、指示信號的投用率也越來越得到重視，該公司的熱電聯合車間熱機聯鎖回路共有76個，主要包括鍋爐MFT跳閘保護聯鎖和汽輪機機組停機保護聯鎖。其中聯鎖投用問題較大的主要是鍋爐裝置保護聯鎖，如鍋爐燃油壓力高低保護、瓦斯壓力高低保護、爐膛壓力高低保護及爐膛熄火保護等，該部分聯鎖長期以來投用效果不好，甚至部分聯鎖自裝置開工以來從未投用過。為此，筆者根據熱電聯合車間機組、鍋爐裝置的聯鎖現狀，從取壓和安裝方式、火檢設備可靠性和DCS聯鎖保護邏輯3個方面分別給出提高鍋爐裝置聯鎖保護投用率的方法。

熱電聯合車間熱機裝置有1#～6#共6臺鍋爐，有4臺機組，分別為1#機、新2#機、3#機、4#機，每臺鍋爐和機組都設有聯鎖保護，當設備出現故障時，安全停運鍋爐和機組，保護鍋爐和機組設備，防止發生次生事故。熱電聯合車間水處理裝置有化學水裝置、中水處理裝置、海水淡化處理裝置和三水站，水處理裝置聯鎖保護主要為分布在供水母線上的壓力聯鎖保護，防止水處理裝置供水壓力過低出現供水中斷現象。

目前，熱電聯合車間的機組和水處理裝置的聯鎖保護投用狀態良好，投用率能夠保證100%，但鍋爐裝置聯鎖保護投用率較低，在整改前其投用率一直在70%左右，是中國石油大連石化分公司所有裝置中投用率最低的一個，因此提高鍋爐裝置的聯鎖保護投用率迫在眉睫。

2 提高聯鎖保護投用率的方法

2.1 改善聯鎖儀表取壓和安裝方式

熱電聯合車間鍋爐裝置聯鎖保護存在用于聯鎖的儀表一次件的取壓和安裝方式不合理的問題[2]。

鍋爐裝置的聯鎖保護回路主要有燃油壓力低停爐聯鎖、瓦斯壓力低停爐聯鎖及爐膛壓力高高及低低聯鎖停爐等，要求該部分聯鎖保護回路具有較高的可靠性，而常規連接可靠性是有限的，且聯鎖的一次儀表(各類開關)大都是機械部件，導壓管的堵、漏及結晶等極易引起聯鎖保護誤動作，因此只有解決上述問題，才能大幅提高可靠性，保證聯鎖保護的投用率。

經巡檢發現，目前取壓方式不合理的聯鎖回路有：1#、2#爐燃油壓力低聯鎖保護，三選二邏輯，但用于聯鎖的3個壓力開關均取自一點，不可靠；3#、4#爐燃油壓力低聯鎖保護現場無一次取壓設備；1#、2#爐瓦斯壓力低聯鎖保護，三選二邏輯，但用于聯鎖的3個壓力開/關也是均取自一點，不可靠；3#、4#爐瓦斯壓力低聯鎖保護現場也沒有用于聯鎖保護的一次取壓設備；1#～4#爐汽包水位聯鎖保護原則上是三選二邏輯，選用不同的信號取點和3個獨立的聯鎖保護設備，但現場用于水位顯示的差壓變送器不足3個且兼作聯鎖保護之用，不合理；1#～4#鍋爐爐膛壓力聯鎖保護取壓點與用于爐膛負壓顯示的儀表共用一個取壓點，且取壓管路長，無伴熱措施，有低點，爐膛煙氣溫度高，冬天管路易存聚凝結水發生凍凝現象，不合理。

針對上述不合理現象，為改善鍋爐裝置聯鎖保護現狀，首先需要提高一次儀表的可靠性[3]，壓力必須分別取自不同的一次儀表，三選二邏輯，且取壓點和管路連接方式選擇為最佳方式，尤其鍋爐油聯鎖取壓介質為重油，易凝固，需采取加隔離液和伴熱的措施以防止凍凝。爐膛壓力聯鎖保護取壓點就近取壓，壓力開關安裝位置高于取壓點，且采取給取壓管加伴熱的措施。

2.2 提高聯鎖設備的可靠性

聯鎖設備的可靠性影響聯鎖保護回路的可靠性[2]，如鍋爐熄火聯鎖保護長期以來無法投用的原因就是參與聯鎖保護的火檢設備運行不穩定。按規范要求，燃油燃氣鍋爐必須要有熄火聯鎖保護。在電廠項目新建時，5#、6#鍋爐設計有爐膛滅火停爐聯鎖保護，投用一段時間后，兩鍋爐的其陸續出現故障，且容易發生“偷窺”現象，導致誤停燃燒器、誤停爐。因此為保證鍋爐的正常運行，對5#、6#鍋爐所有火檢信號采取強制為假信號“1”的措施。熱機老廠鍋爐裝置都建于20世紀，當時的2#～4#鍋爐沒有熄火聯鎖保護；雖然1#鍋爐改造后按規范設有熄火聯鎖保護，但由于熄火聯鎖保護運行不穩定，容易發生“偷窺”、誤停燃燒器、誤停爐的現象，因此鍋爐熄火聯鎖保護回路從未投用過。

鍋爐裝置的每個燃燒器都有主火檢和副火檢，且兩者安裝位置距離較近，性能差、運行不穩定的火檢設備很容易發生“偷窺”現象。因此在火檢設備選型時需要充分考慮現場檢測環境，選擇適合的技術參數，只有提高火檢設備的可靠性，保證火檢設備可靠且無故障地運行才能避免誤停燃燒器、誤停爐的現象，才能保障熄火聯鎖保護的順利投用。

2.3 完善DCS聯鎖保護邏輯

由于部分鍋爐保護聯鎖不具備條件因而從未投用過，使該部分保護聯鎖在DCS改造調試時被遺漏，或為防止其誤動作而將該部分保護聯鎖屏蔽，因此當現場具備條件時，需完善相應的DCS聯鎖保護邏輯[4]。

另一方面，保護聯鎖回路可以投用后，當外網負荷波動時還容易造成停爐。如5#、6#鍋爐水位高低聯鎖保護可以投用，但是多次發生在外網負荷波動時鍋爐水位聯鎖保護誤動作導致停爐的現象。鍋爐負荷根據生產情況有時波動較大，其燃料成分也跟隨發生變化，尤其是瓦斯帶液會對鍋爐的運行參數產生比較大的影響，而鍋爐的汽包水位保持主要是通過主給水調節閥自動跟蹤鍋爐的水位，其在鍋爐運行參數發生較大變化時，會導致液位發生比較大的波動，此時主給水調節閥瞬間開到最大，如果大于流量上限，則認為是壞點，主給水調節閥“自動”切到“手動”，如果操作員不能及時發現此情況，水位會在1min左右達到停爐保護值，造成停爐。

為防止鍋爐意外停爐現象，必須修改水位調節回路DCS聯鎖保護邏輯，設定調節閥開度極限值，使主給水調節閥無法瞬間開到最大。

3 結束語

按照筆者提出的提高鍋爐裝置聯鎖保護投用率的方法，對鍋爐裝置聯鎖保護進行改進，經過整改，鍋爐聯鎖保護回路陸續得以投用。后續還需要做很多整改工作，使鍋爐聯鎖保護全部投用，提高熱電聯合車間裝置整體保護聯鎖投用率。在遇到類似情況時，上述整改方法能給同行提供一定的參考。

[1] 張立志.關于石化裝置安全聯鎖設計的探討[J].低碳世界,2013,(10):247～249.

[2] 董偉成.提高儀表聯鎖可靠性的探討[J].煉油化工自動化,1991,(6):16～17.

[3] 邵建設.安全聯鎖系統的可靠性及可用性分析[J].化工自動化及儀表,2003,30(2):34～37.

[4] 孟憲明.提高鍋爐聯鎖裝置可靠性的一種方法[J].中國鍋爐壓力容器安全，2003，19(1)：46～49.