廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)電力行業(yè)熱工自動化標(biāo)準(zhǔn)化技.doc

火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)2 汽包水位測量系統(tǒng)的配置2.1 鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)的配置必須采用兩種或以上工作原理共存的配置方式。鍋爐汽包至少應(yīng)配置1套就地水位計、3套差壓式水位測量裝置和2套電極式水位測量裝置。 新建鍋爐汽包應(yīng)配置1套就地水位計、3套差壓式水位測量裝置和3套電極式水位測量裝置或1套就地水位計、1套電極式水位測量裝置和6套差壓式水位測量裝置。2.2 鍋爐汽包水位控制和保護應(yīng)分別設(shè)置獨立的控制器。在控制室，除借助DCS監(jiān)視汽包水位外，至少還應(yīng)設(shè)置一個獨立于DCS及其電源的汽包水位后備顯示儀表(或裝置)。2.3 鍋爐汽包水位控制應(yīng)分別取自3個獨立的差壓變送器進行邏輯判斷后的信號。3個獨立的差壓變送器信號應(yīng)分別通過3個獨立的輸入/輸出(I/O)模件或3條獨立的現(xiàn)場總線，引入分散控制系統(tǒng)(DCS)的冗余控制器。2.4 鍋爐汽包水位保護應(yīng)分別取自3個獨立的電極式測量裝置或差壓式水位測量裝置(當(dāng)采用6套配置時)進行邏輯判斷后的信號。當(dāng)鍋爐只配置2個電極式測量裝置時，汽包水位保護應(yīng)取自2個獨立的電極式測量裝置以及差壓式水位測量裝置進行邏輯判斷后的信號。3個獨立的測量裝置輸出的信號應(yīng)分別通過3個獨立的I/O模件引入DCS的冗余控制器。2.5 每個汽包水位信號補償用的汽包壓力變送器應(yīng)分別獨立配置。2.6水位測量的差壓變送器信號間、電極式測量裝置信號間，以及差壓變送器和電極式測量裝置的信號間應(yīng)在DCS中設(shè)置偏差報警。2.7 對于進入DCS的汽包水位測量信號應(yīng)設(shè)置包括量程范圍、變化速率等壞信號檢查手段。2.8 本標(biāo)準(zhǔn)要求配置的電極式水位測量裝置應(yīng)是經(jīng)實踐證明安全可靠，能消除汽包壓力影響，全程測量水位精確度高，能確保從鍋爐點火起就能投入保護的產(chǎn)品，不允許將達不到上述要求或沒有成功應(yīng)用業(yè)績的不成熟產(chǎn)品在鍋爐上應(yīng)用。 汽包水位測量系統(tǒng)的其它產(chǎn)品和技術(shù)也應(yīng)是先進的、且有成功應(yīng)用業(yè)績和成熟的。3 汽包水位測量信號的補償3 .1 差壓式水位測量系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計汽包壓力對水位差壓轉(zhuǎn)換關(guān)系影響的補償。應(yīng)精心配置補償函數(shù)以確保在盡可能大的范圍內(nèi)均能保證補償精度。3.2 差壓式水位表應(yīng)充分考慮平衡容器下取樣管參比水柱溫度對水位測量的影響。應(yīng)采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設(shè)定溫度的平衡容器，或采用經(jīng)實踐證明有成功應(yīng)用經(jīng)驗的參比水柱溫度接近飽和溫度的平衡容器。必要時也可裝設(shè)能反映參比水柱溫度的溫度計，監(jiān)視與設(shè)計修正溫度的偏差，及由此產(chǎn)生的水位測量的附加誤差。4 汽包水位測量裝置的安裝4.1 每個水位測量裝置都應(yīng)具有獨立的取樣孔。不得在同一取樣孔上并聯(lián)多個水位測量裝置，以避免相互影響，降低水位測量的可靠性。 當(dāng)汽包上水位測量取樣孔不夠時，可采用在汽包上已提供的大口徑取樣管中插入12個取樣管的技術(shù)增多取樣點。當(dāng)采用此方法時，應(yīng)采取適當(dāng)措施防止各個取樣系統(tǒng)互相干擾。不宜采用加連通管的方法增加取樣點。4.2 水位測量裝置安裝時，均應(yīng)以汽包同一端的幾何中心線為基準(zhǔn)線，采用水準(zhǔn)儀精確確定各水位測量裝置的安裝位置，不應(yīng)以鍋爐平臺等物作為參比標(biāo)準(zhǔn)。4.3 安裝水位測量裝置取樣閥門時，應(yīng)使閥門閥桿處于水平位置。4.4 水位測量裝置在汽包上的開孔位置應(yīng)根據(jù)鍋爐汽包內(nèi)部結(jié)構(gòu)、布置和鍋爐運行方式，由鍋爐制造廠負(fù)責(zé)確定和提供。取樣孔應(yīng)盡量避開汽包內(nèi)水汽工況不穩(wěn)定區(qū)(如安全閥排氣口、汽包進水口、下降管口、汽水分離器水槽處等)，若不能避開時，應(yīng)在汽包內(nèi)取樣管口加裝穩(wěn)流裝置。應(yīng)優(yōu)先選用汽、水流穩(wěn)定的汽包端頭的測孔或?qū)⑷涌趶钠鼉?nèi)部引至汽包端頭。電極式水位測量裝置的取樣孔應(yīng)避開爐內(nèi)加藥影響較大的區(qū)域。作為鍋爐運行中監(jiān)視、控制和保護的水位測量裝置的汽側(cè)取樣點不應(yīng)在汽包蒸汽導(dǎo)管上設(shè)置。4.5 汽包水位計的取樣管孔位置,汽側(cè)應(yīng)高于鍋爐汽包水位停爐保護動作值，水側(cè)應(yīng)低于鍋爐汽包水位停爐保護動作值，并有足夠的裕量。4.6 三取二或三取中的三個汽包水位測量裝置的取樣孔不應(yīng)設(shè)置在汽包的同一端頭，同一端頭的兩個取樣口應(yīng)保持400mm以上距離。三個變送器安裝時應(yīng)保持適當(dāng)距離。4.7 差壓式水位測量裝置的單室平衡容器應(yīng)采用容積為300800ml的直徑為約100mm 的球體或球頭圓柱體。4.8 差壓式水位表安裝汽水側(cè)取樣管時，應(yīng)保證管道的傾斜度不小于1：100，對于汽側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)低，對于水側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)高。4.9 汽水側(cè)取樣管和取樣閥門均應(yīng)良好保溫。平衡容器及容器下部形成參比水柱的管道不得保溫。引到差壓變送器的兩根管道應(yīng)平行敷設(shè)共同保溫，并根據(jù)需要采取防凍措施，但任何情況下，拌熱措施不應(yīng)引起正負(fù)壓側(cè)取樣管介質(zhì)產(chǎn)生溫差。三取二或三取中的三個汽包水位測量裝置的取樣管間應(yīng)保持一定距離，且不應(yīng)將它們保溫在一起。電極式汽包水位測量裝置的排水管不應(yīng)與取樣管緊挨并排布置。4.10 就地水位計的安裝。4.10.1 就地水位計的零水位線應(yīng)比汽包內(nèi)的零水位線低，降低的值取決于汽包工作壓力。若現(xiàn)役鍋爐就地水位計的零水位線與鍋爐汽包內(nèi)的零水位線相一致，應(yīng)根據(jù)鍋爐汽包內(nèi)工作壓力重新標(biāo)定就地水位表的零水位線，具體降低值應(yīng)由鍋爐制造廠負(fù)責(zé)提供。 當(dāng)采用的就地水位計內(nèi)部水柱溫度能始終保持飽和水溫時，表計的零水位線應(yīng)與汽包內(nèi)的零水位一致。4.10.2 安裝汽水側(cè)取樣管時，應(yīng)保證管道的傾斜度不小于1：100，對于汽側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)高，對于水側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)低。4.10.3 汽水側(cè)取樣管和取樣閥門應(yīng)良好保溫。 火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定編 制 說 明國家電力公司防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求(簡稱要求)和國家電力公司電站鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)配置、安裝和使用若干規(guī)定(試行)(簡稱規(guī)定(試行)頒發(fā)以來，對提高鍋爐運行安全性，防止鍋爐汽包滿缺水事故發(fā)揮了重要作用。但是，根據(jù)近年來實踐，要求和規(guī)定(試行)中的某些條款在實施過程中較難操作。此外，隨著汽包水位測量技術(shù)的發(fā)展，也需要對規(guī)定(試行)進行重新修訂，以形成正式規(guī)定。由于國家電力公司已經(jīng)解散，經(jīng)與華能國際電力公司、大唐國際電力公司、中國電力投資集團公司、中國華電集團公司、國電電力集團公司和北京國華電力公司協(xié)商，決定由電力行業(yè)熱工自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負(fù)責(zé)編制火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定（簡稱技術(shù)規(guī)定）。技術(shù)規(guī)定（送審稿）于2004年9月11日完成，隨后，電力行業(yè)熱工自動化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2004年9月15日在京主持召開了技術(shù)規(guī)定（送審稿）審查會，參加會議的有華能國際電力公司、中國電力投資集團公司、中國華電集團公司、北京國華電力公司、北京聯(lián)合電力投資公司、河北省和河南省電力公司、東北電科院、華北電科院和河南電力試驗研究所、華北電力設(shè)計院以及九個發(fā)電廠和二個汽包水位測量裝置的制造廠，共計23個單位的23名專家，會議經(jīng)認(rèn)真審議，原則同意送審稿，也提出了一些修改意見，根據(jù)會議意見，對送審稿進行修改后，完成了報批稿。本標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定（試行）主要差異如下：1本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建火力發(fā)電廠的汽包鍋爐，也適用于已投運鍋爐，對于某些要求僅適用于新建汽包鍋爐時，將在條文中特別明確說明。規(guī)定（試行）僅適用于超高壓和亞臨界汽包鍋爐，本標(biāo)準(zhǔn)擴大到高壓汽包鍋爐，主要考慮高壓鍋爐滿缺水事故造成的危害也是十分嚴(yán)重的緣故。2規(guī)定（試行）提出5套配置方案。本標(biāo)準(zhǔn)配置數(shù)量有所增加，主要考慮有四方面：1） 國內(nèi)外許多規(guī)程，特別是安全準(zhǔn)則均要求重要保護和控制功能分開；2) 電極式水位測量裝置技術(shù)有較大突破，有些產(chǎn)品已經(jīng)歷較長時間和較多應(yīng)用證明安全可靠，能消除汽包壓力影響，全程測量水位精確度高，能確保從鍋爐點火起就可以投入水位保護；3）平衡容器技術(shù)也有較大突破，有些產(chǎn)品也能保證差壓式水位測量裝置的測量精確性、穩(wěn)定性，并確保啟動時投入水位保護；4）多測孔接管技術(shù)取得經(jīng)驗，當(dāng)鍋爐汽包上水位測孔不夠時，可用多測孔接管技術(shù)解決。3本標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)“汽包水位控制和保護應(yīng)分別設(shè)置獨立的控制器”，以符合重要保護和控制功能獨立性原則。根據(jù)三冗余信號獨立性原則，為確保冗余功能真正發(fā)揮作用，標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)三冗余測量系統(tǒng)應(yīng)從測孔、取樣管、水位測量表計（或變送器）、補償用汽包壓力變送器、輸入/輸出通道均應(yīng)滿足獨立性原則。4為確保DCS及其供電UPS故障時確保值班人員在控制室仍能監(jiān)視水位，本標(biāo)準(zhǔn)增加了“在控制室，除借助DCS監(jiān)視汽包水位外，至少還應(yīng)設(shè)置一個獨立于DCS及其電源的汽包水位后備顯示儀表（或裝置）”。5明確要求所有電極式測量裝置、差壓式變送器的信號間應(yīng)設(shè)置水位偏差報警，當(dāng)任意二個水位信號偏差超過30mm時應(yīng)立即判別發(fā)生故障的測量裝置，或者確定是否是運行不當(dāng)造成的，以便盡快消除。6為了及時排除不正確測量信號導(dǎo)致控制和保護誤動，DCS設(shè)計時應(yīng)精心配置量程范圍、變化速率等壞信號檢查手段。7關(guān)于差壓水位表的平衡容器，“應(yīng)充分考慮平衡容器下取樣管參比水柱溫度對水位測量的影響”。標(biāo)準(zhǔn)提出了兩個方案：“采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設(shè)定溫度的平衡容器”，例如，將單室平衡容器正壓側(cè)取樣管水平延長一段后再向下，以消除參比水柱出現(xiàn)不可控的溫度梯度?！安捎媒?jīng)實踐證明有成功應(yīng)用經(jīng)驗的參比水柱溫度接近飽和溫度的平衡容器”。8本標(biāo)準(zhǔn)中除堅持規(guī)定（試行）中要求“每個水位測量裝置應(yīng)具有獨立的取樣孔”外，根據(jù)最新技術(shù)發(fā)展，明確提出“當(dāng)汽包上水位測量取樣孔不夠時可采用在汽包上已提供的大口徑取樣管中插入12個取樣管的方法增多取樣點”，但“不宜采用聯(lián)通管的方法增多取樣點”，因為，后者違反了取樣孔獨立性原則，而且對取樣測量準(zhǔn)確性有影響。9規(guī)定（試行）中規(guī)定“就地水位計的零水位線應(yīng)比汽包內(nèi)的零水位線低，降低值取決于汽包壓力”，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)就地水位計技術(shù)發(fā)展，補充“當(dāng)采用的就地水位計內(nèi)部水柱溫度能始終保持飽和水溫時，表計的零水位線應(yīng)與汽包內(nèi)的零水位線一致”。10本標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中認(rèn)為基準(zhǔn)水位表的提法不夠科學(xué)。此外，由于采用當(dāng)今最新測量技術(shù)后，無論差壓式測量裝置和電極式測量裝置均能做到準(zhǔn)確、全程測量汽包水位，因此