汽包水位保護邏輯的改進

◎唐堂

依據(jù)《二十五項反措》的要求，對火電廠的汽包水位常用的保護邏輯進行分析，設計了滿足現(xiàn)今運行要求的汽包水位保護邏輯。結(jié)合電廠典型水位保護案例，對設計邏輯進行改進優(yōu)化，引入了測點品質(zhì)判斷與測量器件判斷，加強了汽包水位保護邏輯的安全性、準確性。

《二十五項反措》中提出：鍋爐汽包水位高、低保護應采用獨立測量的三取二的邏輯判斷方式。當有1點因某種原因須退出運行時，應自動轉(zhuǎn)為二取一的邏輯判斷方式，并辦理審批手續(xù)，限期（不宜超過8 h）恢復；當有2點因某種原因須退出運行時，應自動轉(zhuǎn)為一取一的邏輯判斷方式，應制定相應的安全運行措施，經(jīng)總工程師批準，限期（8 h以內(nèi)）恢復，如逾期不能恢復，應立即停止鍋爐運行。本文對現(xiàn)今電廠常用的汽包水位保護邏輯進行分析，找出常用汽包水位保護邏輯的不足之處。

一、電廠汽包水位常用保護邏輯分析

汽包水位保護即當鍋爐缺水或汽包水位過低時發(fā)出報警且保護系統(tǒng)動作，打開備用給水門，必要時采取緊急停爐。當水位過高而造成"滿水"時，保護系統(tǒng)及時打開事故放水門，必要時也采取緊急停爐，以免事故發(fā)生或防止事故擴大[3]。如今DCS廠家提供的汽包水位保護邏輯常見的為2種。

圖1為，某電廠汽包水位保護拒動引起跳機。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析，確認導致本次機組跳閘事故的原因是：1號爐汽包水位1測點正壓側(cè)二次門閥芯泄漏，導致整個保溫柜內(nèi)充滿水汽，由于正壓側(cè)泄漏，差值變小造成汽包水位1升高，顯示為1981mm。30分鐘后在同一個保溫柜內(nèi)的汽包水位測點2變送器進水發(fā)生故障，汽包水位2顯示1985mm，汽包水位1、2同時達到水位高高（三取二保護），觸發(fā)汽包水位高高跳閘MFT、汽包水位高高跳閘汽輪機。從圖中可知，首先保護邏輯不滿足《二十五項反措》要求，即兩個壞點之后，未實現(xiàn)一取一轉(zhuǎn)換。其次保護邏輯設計不完善，未考慮到設備事故等因素，不能自動切除。

圖1 某電廠水位保護歷史曲線

二、汽包水位保護邏輯改進

提高汽包水位保護邏輯的安全性、準確性的首要任務就是如何確定測量信號的好壞，如何確定測量信號是否投入還是退出運行。然而，確定汽包水位信號的投退主要有以下因素影響：1，變送器信號，即品質(zhì)判斷。如變送器部件損壞，信號線斷線，通道損壞，這些因素DCS的質(zhì)量校驗模塊能判斷該測點質(zhì)量好壞。2，測量數(shù)值超限，即高低限報警，當水位信號超過規(guī)定量程時，就會產(chǎn)生高低限報警以此判斷是否選用該信號。3，測量系統(tǒng)泄漏，如事故中的測量系統(tǒng)泄漏，邏輯設計沒有自動切除，造成了后期的誤動。

因此，結(jié)合《二十五項反措》及其上述電廠事故原因。設計自動排查品質(zhì)壞點及設備泄漏因素的保護邏輯如圖2所示

圖2 汽包水位保護優(yōu)化邏輯圖

汽包水位測量值信號由汽包水位差壓變送器，經(jīng)過壓力、溫度補償后產(chǎn)生。測量信號經(jīng)高/低限值報警模塊同汽包水位故障信號的非相與，產(chǎn)生三個含有故障判斷的高/低限值報警信號，再同三個故障信號的或進行一個四取二判斷，作為MFT跳閘條件。

其中，故障信號引入品質(zhì)判斷，水位差壓值超量程，水位偏差計算等信號，其中水位偏差計算能很好地排除汽包水位跳變點。汽包水位偏差計算，對三個汽包水信號進行兩兩做差，產(chǎn)生三個差值信號，進行偏差報警設置，根據(jù)三取中偏差理念設置，通過偏差存在問題，自動切除引起偏差的信號。邏輯圖如3所示偏差信號設置，圖4所示一個偏差信號的計算邏輯。

圖3 偏差信號設置邏輯圖

圖4 一個偏差信號的計算邏輯圖

通過試驗進行檢測，試驗方式如下：1，汽包水位信號均正常，將任意2個汽包水位信號調(diào)整到保護動作值，檢查汽包水位保護是否動作而觸發(fā)鍋爐MFT，是否實現(xiàn)三取二。2，汽包水位信號中任意一個設置為壞點，對剩余兩個進行測試，檢查汽包水位保護是否動作而觸發(fā)鍋爐MFT，是否實現(xiàn)二取一。3，汽包水位信號中任意兩個設置為壞點，對剩下一個進行測試，檢查汽包水位保護是否動作而觸發(fā)鍋爐MFT，是否實現(xiàn)一取一。4，分別將一個信號，兩個信號進行模擬設備泄漏跳變測試，檢查汽包水位保護是否動作而觸發(fā)鍋爐MFT。經(jīng)檢驗，試驗結(jié)果滿足要求。

三、結(jié)論

優(yōu)化后的邏輯不僅滿足《二十五項反措》中的三取二、二取一、一取一。又加入了水位偏差相互判斷篩選，有效的杜絕了由于設備原因，引起的水位跳變而產(chǎn)生的保護拒動，提高了汽包水位保護的安全性、準確性。