关于锅炉汽包水位监控保护安全问题及对策
仪器信息网 · 2007-08-10 21:40 · 29985 次点击
分析汽包水位测孔与一次测量装置问题对监控保安系统的影响,已成为系统完善与提高可靠性的主要障碍,在实施DCS改造时应同步解决之。提出针对性技改目标与要求。华能淮阴电厂应用‘水位多测孔接管’技术,解决了测孔过少、取位不当问题,以及使用‘电接点水位计高精度取样测量筒’解决汽包水位准确可靠测量的问题。
1、汽包水位监控保护系统的安全分析
汽包水位是锅炉最重要的安全参数。监控保安系统由水位仪表、自动调节、信号报警和停炉保护等几个子系统组成,保障锅炉设备及水位运行的安全。只要处于可靠的工作状态,汽包水位自动调节系统就可每分每秒、忠实地将水位准确地钳制在允许的范围内。水位参数正常就意味着安全。因此,水位自动调节也是一个安全系统。水位高2值联锁保护即:当水位升高至“高2值”时自动打开事故放水门,向排污扩容器放水,使水位降低至“高1值”以下时自动关闭事故放水门。水位低2值联锁保护即:当水位降低至“低2值”时自动关闭连续排污总门,当水位高于“低1值”时自动打开连续排污总门。这两种水位工况自动控制实际上是“二位式”自动调节保安系统。
事故放水管口的口径较大,又是向排污扩容器放水,故放水流量很大。当水位升高至定值时,只要能可靠地自动打开事故放水门,就能使水位快速回降,避免汽包满水。由于放水管口位于“0水位”高度,水位只能回降至“0水位”,如放水门拒关,仅继续对排污扩容器放汽,不会造成缺水事故。因此该保护能较可靠地将水位钳制在“0水位”与“高2值”之间。可见,该保护的拒动概率应不大于误动概率,在系统可靠性设计时必须予以注意。
因为连续排污管口的口径较小、实际运行中的连续排污量与给水流量相比很小,所以低2值保护防止汽包缺水的能力有限。由于某种原因,水位高过“高2值”,且自动打开事故放水门保护拒动,水位将高至厂家认为可能危及锅炉安全的“高3值”时自动停炉,称“高
水位停炉保护”,又称“满水停炉保护”。由于某种原因,水位降低至“低3值”时,为防止降水管严重带汽或水循环中断而锅炉烧坏时,自动停炉,称为“缺水停炉保护”。这两种保护属于“设备危机保护”,是电力锅炉最重要的主保护,运行中必不可少。其可靠性之高应居电站设备保护可靠性水平之最,既不能误动,更不能拒动。
在锅炉水位事故统计中,缺水事故比率远比满水事故率多。其原因是,导致缺水事故的因素比满水事故多得多,例如:由众多设备串联而成的给水系统中,任何一个故障都可能中断锅炉给水;锅炉水冷壁、省煤器等炉水系统设备大面积爆管泄漏而不能维持汽包水位;高低2值工况保护效力的差异大等等。因此预防缺水事故又是重中之重。
在锅炉运行中,运行人员看不见水位比看不见压力温度流量,危险得多。汽包水位表的安全地位不亚于安全门。它既是运行人员手动控制汽包水位的眼睛,又是赖以判断给水、自调与保护系统工作是否正常,不可缺少的最重要表计。在锅炉给水与炉水系统故障时,水位表是否正常,往往决定了运行人员紧急事故处理的正误。如果两个主要表计显示不一致,人员很难果断处理事故。
近些年来,由于水位测量变送单元准确性和可靠性的提高,特别是DCS系统控制的成功应用,人们认为,常规汽包水位表不那么重要了,似乎可以减少,例如在一些设计中,未按规程规定的数量设置水位表。加之,汽包水位表和满缺水停炉保护等系列问题长期未能解决,致使少数火电站付出了沉重的代价。
2、问题的提出
秦皇岛热电厂#4炉为1025t/h亚临界锅炉,采用现代化的DCS(MAX-1000)控制系统。1997.12.16的给水断水事故,扩大为锅炉严重损坏重大事故,直接经济损失三百多万元。人们不禁要问,采用现代化先进控制系统,何以不能保证锅炉设备的安全?这个问题已引起了一些专家的关注,并进行更深层次的思考。
此次重大事故报告指出,事故的直接原因是,汽包水位计测量误差致使汽包低水位停炉保护拒动,水位表和给水流量表误显示误导了运行人员误判断、误处理。从事故报告中还可以看出,汽包水位监控保护系统设计不符合《蒸汽锅炉安全技术检察规程》、《电力工业锅炉压力容器检察规程DL6121996》(简称《电锅规》)、《火力发电厂设计技术规程DL500094》(简称《设规》)、《火力发电厂热工自动化设计技术规程(简称《热自规》)DNGJ1689》等有关规