提高鍋爐裝置保護聯(lián)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(lián)合車間鍋爐裝置保護聯(lián)鎖對石油化工企業(yè)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(yè)安全生產(chǎn)的日益重視，儀表自控聯(lián)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(lián)合車間熱機聯(lián)鎖回路共有76個，主要包括鍋爐MFT跳閘保護聯(lián)鎖和汽輪機機組停機保護聯(lián)鎖。其中聯(lián)鎖投用問題較大的主要是鍋爐裝置保護聯(lián)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(lián)鎖長期以來投用效果不好，甚至部分聯(lián)鎖自裝置開工以來從未投用過。為此，筆者根據(jù)熱電聯(lián)合車間機組、鍋爐裝置的聯(lián)鎖現(xiàn)狀，從取壓和安裝方式、火檢設(shè)備可靠性和DCS聯(lián)鎖保護邏輯3個方面分別給出提高鍋爐裝置聯(lián)鎖保護投用率的方法。

熱電聯(lián)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(shè)有聯(lián)鎖保護，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，安全停運鍋爐和機組，保護鍋爐和機組設(shè)備，防止發(fā)生次生事故。熱電聯(lián)合車間水處理裝置有化學(xué)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(lián)鎖保護主要為分布在供水母線上的壓力聯(lián)鎖保護，防止水處理裝置供水壓力過低出現(xiàn)供水中斷現(xiàn)象。

目前，熱電聯(lián)合車間的機組和水處理裝置的聯(lián)鎖保護投用狀態(tài)良好，投用率能夠保證100%，但鍋爐裝置聯(lián)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(lián)鎖保護投用率迫在眉睫。

2 提高聯(lián)鎖保護投用率的方法

2.1 改善聯(lián)鎖儀表取壓和安裝方式

熱電聯(lián)合車間鍋爐裝置聯(lián)鎖保護存在用于聯(lián)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(lián)鎖保護回路主要有燃油壓力低停爐聯(lián)鎖、瓦斯壓力低停爐聯(lián)鎖及爐膛壓力高高及低低聯(lián)鎖停爐等，要求該部分聯(lián)鎖保護回路具有較高的可靠性，而常規(guī)連接可靠性是有限的，且聯(lián)鎖的一次儀表(各類開關(guān))大都是機械部件，導(dǎo)壓管的堵、漏及結(jié)晶等極易引起聯(lián)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(lián)鎖保護的投用率。

經(jīng)巡檢發(fā)現(xiàn)，目前取壓方式不合理的聯(lián)鎖回路有：1#、2#爐燃油壓力低聯(lián)鎖保護，三選二邏輯，但用于聯(lián)鎖的3個壓力開關(guān)均取自一點，不可靠；3#、4#爐燃油壓力低聯(lián)鎖保護現(xiàn)場無一次取壓設(shè)備；1#、2#爐瓦斯壓力低聯(lián)鎖保護，三選二邏輯，但用于聯(lián)鎖的3個壓力開/關(guān)也是均取自一點，不可靠；3#、4#爐瓦斯壓力低聯(lián)鎖保護現(xiàn)場也沒有用于聯(lián)鎖保護的一次取壓設(shè)備；1#～4#爐汽包水位聯(lián)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(lián)鎖保護設(shè)備，但現(xiàn)場用于水位顯示的差壓變送器不足3個且兼作聯(lián)鎖保護之用，不合理；1#～4#鍋爐爐膛壓力聯(lián)鎖保護取壓點與用于爐膛負(fù)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(jié)水發(fā)生凍凝現(xiàn)象，不合理。

針對上述不合理現(xiàn)象，為改善鍋爐裝置聯(lián)鎖保護現(xiàn)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(lián)鎖取壓介質(zhì)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(lián)鎖保護取壓點就近取壓，壓力開關(guān)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(lián)鎖設(shè)備的可靠性

聯(lián)鎖設(shè)備的可靠性影響聯(lián)鎖保護回路的可靠性[2]，如鍋爐熄火聯(lián)鎖保護長期以來無法投用的原因就是參與聯(lián)鎖保護的火檢設(shè)備運行不穩(wěn)定。按規(guī)范要求，燃油燃?xì)忮仩t必須要有熄火聯(lián)鎖保護。在電廠項目新建時，5#、6#鍋爐設(shè)計有爐膛滅火停爐聯(lián)鎖保護，投用一段時間后，兩鍋爐的其陸續(xù)出現(xiàn)故障，且容易發(fā)生“偷窺”現(xiàn)象，導(dǎo)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(jì)，當(dāng)時的2#～4#鍋爐沒有熄火聯(lián)鎖保護；雖然1#鍋爐改造后按規(guī)范設(shè)有熄火聯(lián)鎖保護，但由于熄火聯(lián)鎖保護運行不穩(wěn)定，容易發(fā)生“偷窺”、誤停燃燒器、誤停爐的現(xiàn)象，因此鍋爐熄火聯(lián)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(wěn)定的火檢設(shè)備很容易發(fā)生“偷窺”現(xiàn)象。因此在火檢設(shè)備選型時需要充分考慮現(xiàn)場檢測環(huán)境，選擇適合的技術(shù)參數(shù)，只有提高火檢設(shè)備的可靠性，保證火檢設(shè)備可靠且無故障地運行才能避免誤停燃燒器、誤停爐的現(xiàn)象，才能保障熄火聯(lián)鎖保護的順利投用。

2.3 完善DCS聯(lián)鎖保護邏輯

由于部分鍋爐保護聯(lián)鎖不具備條件因而從未投用過，使該部分保護聯(lián)鎖在DCS改造調(diào)試時被遺漏，或為防止其誤動作而將該部分保護聯(lián)鎖屏蔽，因此當(dāng)現(xiàn)場具備條件時，需完善相應(yīng)的DCS聯(lián)鎖保護邏輯[4]。

另一方面，保護聯(lián)鎖回路可以投用后，當(dāng)外網(wǎng)負(fù)荷波動時還容易造成停爐。如5#、6#鍋爐水位高低聯(lián)鎖保護可以投用，但是多次發(fā)生在外網(wǎng)負(fù)荷波動時鍋爐水位聯(lián)鎖保護誤動作導(dǎo)致停爐的現(xiàn)象。鍋爐負(fù)荷根據(jù)生產(chǎn)情況有時波動較大，其燃料成分也跟隨發(fā)生變化，尤其是瓦斯帶液會對鍋爐的運行參數(shù)產(chǎn)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(diào)節(jié)閥自動跟蹤鍋爐的水位，其在鍋爐運行參數(shù)發(fā)生較大變化時，會導(dǎo)致液位發(fā)生比較大的波動，此時主給水調(diào)節(jié)閥瞬間開到最大，如果大于流量上限，則認(rèn)為是壞點，主給水調(diào)節(jié)閥“自動”切到“手動”，如果操作員不能及時發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象，必須修改水位調(diào)節(jié)回路DCS聯(lián)鎖保護邏輯，設(shè)定調(diào)節(jié)閥開度極限值，使主給水調(diào)節(jié)閥無法瞬間開到最大。

3 結(jié)束語

按照筆者提出的提高鍋爐裝置聯(lián)鎖保護投用率的方法，對鍋爐裝置聯(lián)鎖保護進行改進，經(jīng)過整改，鍋爐聯(lián)鎖保護回路陸續(xù)得以投用。后續(xù)還需要做很多整改工作，使鍋爐聯(lián)鎖保護全部投用，提高熱電聯(lián)合車間裝置整體保護聯(lián)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(guān)于石化裝置安全聯(lián)鎖設(shè)計的探討[J].低碳世界,2013,(10):247～249.

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

[3] 邵建設(shè).安全聯(lián)鎖系統(tǒng)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(lián)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.