二期高加水位保護(hù)和測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)方案

陳　曉

（秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司自控部， 河北　秦皇島　066000）

引言

秦皇島發(fā)電有限公司二期高加系統(tǒng)設(shè)計(jì)有四個(gè)液位開關(guān)（低一值、高一值、高二值、高三值）和一個(gè)差壓水位變送器，液位開關(guān)帶高加系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)，差壓水位變送器帶自動(dòng)調(diào)節(jié)。高加保護(hù)是汽輪機(jī)重要的局部保護(hù)。

1　目前二期高加系統(tǒng)水位保護(hù)和測(cè)量設(shè)計(jì)

1.1　二期高加系統(tǒng)水位保護(hù)設(shè)計(jì)

二期三臺(tái)高加系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)有四個(gè)液位開關(guān)（低一值、高一值、高二值、高三值）。高加水位低一值報(bào)警；高加水位高一值報(bào)警，聯(lián)開高加危急疏水調(diào)整門；高加水位高二值報(bào)警，聯(lián)開高加危急疏水調(diào)整門，聯(lián)開高加危急疏水調(diào)整門前電動(dòng)門，聯(lián)鎖投入，聯(lián)開高加危急疏擴(kuò)減溫水門；高加水位高三值報(bào)警；高加解列條件為任一高加高一值或高二值與上高三值。

二期高加系統(tǒng)四個(gè)液位開關(guān)安裝在高加罐體旁，四個(gè)液位開關(guān)共用一根取樣管。高加液位開關(guān)以高加加熱器殼體中心線為零點(diǎn)。

1.2　二期高加系統(tǒng)水位測(cè)量設(shè)計(jì)

二期三臺(tái)高加系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)有一個(gè)差壓水位變送器。用于DCS畫面液位監(jiān)視和高加水位自動(dòng)調(diào)節(jié)。

二期高加液位變送器以加熱器底部為零點(diǎn)。

2　二期高加系統(tǒng)水位保護(hù)和測(cè)量存在問(wèn)題

1）二期三臺(tái)高加的高一值、高二值、高三值液位開關(guān)信號(hào)在同一塊板卡上。高一值、高二值液位開關(guān)信號(hào)在同一接線端子板上。保護(hù)可靠性低，存在拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

2）二期高加液位罐距離高加加熱器距離近，液位罐長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)下，液位開關(guān)信號(hào)線觸點(diǎn)與壓線鼻處氧化嚴(yán)重。造成節(jié)點(diǎn)不動(dòng)作，保護(hù)拒動(dòng)[1]。

3）差壓水位變送器在拆校后，汽側(cè)存水基本排空，只有在高加系統(tǒng)投運(yùn)后，汽側(cè)凝結(jié)滿水后，運(yùn)行人員才可正常監(jiān)視高加水位。

4）高加差壓變送器的安裝方式存在較多接口處，運(yùn)行中由變送器安裝問(wèn)題導(dǎo)致出現(xiàn)漏點(diǎn)將直接影響水位信號(hào)的測(cè)量，進(jìn)而干擾水位自動(dòng)。

5）二期高加液位變送器與就地磁翻板液位計(jì)存在偏差，并且高加液位開關(guān)與液位變送器和就地液位計(jì)零點(diǎn)不一致（如圖1所示）。對(duì)運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)和判斷造成一定影響，同時(shí)也不方便熱工人員對(duì)定值進(jìn)行管理。以3號(hào)機(jī)1號(hào)機(jī)為例：當(dāng)差壓液位變送器測(cè)量為287 mm時(shí)，對(duì)應(yīng)水位高三值。

圖1　高加水位測(cè)量示意圖（單位：mm）

3　二期高加系統(tǒng)水位保護(hù)和測(cè)量?jī)?yōu)化方案

3.1　方案1

就地設(shè)備保持不變，將二期高加系統(tǒng)液位開關(guān)的高一值、高二值、高三值分別布置在不同板卡上，實(shí)現(xiàn)保護(hù)測(cè)點(diǎn)分散布置。同時(shí)增加高三值水位變送器的信號(hào)判斷，修改邏輯，或上液位開關(guān)高三值，消除高三值液位信號(hào)單一判斷。

該方案可提高保護(hù)可靠性。雖然實(shí)現(xiàn)液位開關(guān)信號(hào)在DCS板卡上的獨(dú)立，但仍然不符合設(shè)計(jì)規(guī)程的要求。由于液位開關(guān)和差壓變送器測(cè)量原理不同，還會(huì)造成開關(guān)和變送器信號(hào)判斷值不一致。

3.2　方案2

重新安裝液位開關(guān)，水位高二值液位開關(guān)不變，低一值和高一值液位開關(guān)定值更改為高三值，分別布置在不同板卡上，三取二作為水位保護(hù)。使用差壓液位變送器信號(hào)帶水位高一值和低一值報(bào)警及自動(dòng)調(diào)節(jié)。

該方案符合設(shè)計(jì)規(guī)程要求，保存現(xiàn)有設(shè)備安裝，改造工作量不大，但仍未解決上文第2部分中3）～5）存在的問(wèn)題。

3.3　方案3

以目前高加加熱器系統(tǒng)條件及環(huán)境要求，可將差壓變送器和液位開關(guān)更換為三臺(tái)E+H導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。

3.3.1　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)安裝方式

更換后設(shè)備安裝方式取樣位置、方式均不變，更換相應(yīng)汽水側(cè)一次門，然后由熱工專業(yè)在一次門后加裝測(cè)量筒及E+H導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。

3.3.2　該設(shè)計(jì)方案的可行性

導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)信號(hào)進(jìn)入DCS系統(tǒng)MCS3控制器三個(gè)不同的AI卡，模擬量信號(hào)三取中作為液位自動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)；模擬量通過(guò)判斷液位低一值、高一值、高二值、高三值信號(hào)。在MCS3控制器內(nèi)增加兩個(gè)DO板卡和端子板，將MCS3控制器內(nèi)高三值信號(hào)分散至不同的板卡輸出DO信號(hào)至SCS4控制器，輸入至SCS4控制三個(gè)不同的DI板上，三個(gè)信號(hào)進(jìn)行三取二作為高加解列條件。高加水位高二值可在MCS3控制器內(nèi)三取二后輸出一路DO信號(hào)至SCS4控制，用于相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖條件。光字報(bào)警可從MCS3控制器輸出信號(hào)至熱工信號(hào)柜。

該方案雖然消除了目前高加系統(tǒng)存在的問(wèn)題，但是不符合《火力發(fā)電廠熱工檢測(cè)及儀表設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求。

3.4　方案4

重新安裝液位開關(guān)，保留水位高二值液位開關(guān)。水位低一值、高一值液位開關(guān)定值全部更改為高三值，其中一個(gè)液位開關(guān)作為現(xiàn)場(chǎng)備用開關(guān)。差壓液位變送器換型為導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。并新增加一個(gè)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，如圖2所示。

3.4.1　使用導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)優(yōu)勢(shì)

1）液位測(cè)點(diǎn)高選后，消除單一測(cè)點(diǎn)故障對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)水位的影響。

2）高加系統(tǒng)汽、水側(cè)投運(yùn)即可正常顯示高加水位。

3）消除多個(gè)接口而造成水位信號(hào)測(cè)量不準(zhǔn)，影響自動(dòng)調(diào)節(jié)。

4）導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)以加熱器底部為零點(diǎn)，與就地磁翻板液位計(jì)對(duì)應(yīng)，保護(hù)定值基準(zhǔn)也以熱器底部為零點(diǎn)，方便運(yùn)行人員監(jiān)視。

3.4.2　該設(shè)計(jì)方案的可行性

圖2　重新安裝液位開關(guān)和液位計(jì)示意圖（單位：mm）

1）從設(shè)備安裝角度考慮，就地高加加熱器汽、水側(cè)一次門共有4個(gè)，一個(gè)用于就地磁翻板液位計(jì)，兩個(gè)安裝導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，一個(gè)給液位開關(guān)。

2）從DCS系統(tǒng)通道角度考慮：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)信號(hào)進(jìn)入DCS系統(tǒng)MCS3控制器兩個(gè)不同的AI卡，模擬量高選作為液位自動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)；模擬量高選后通過(guò)判斷液位低一值、高一值、高三值信號(hào)。將MCS3控制器內(nèi)高三值信號(hào)輸出DO信號(hào)至SCS4控制器，輸入至SCS4控制的DI板上，該信號(hào)與從就地過(guò)來(lái)兩個(gè)的高三值信號(hào)進(jìn)行三取二作為高加解列條件。高加水位高二值直接至SCS4控制器，用于相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖條件。光字報(bào)警可從MCS3控制器輸出信號(hào)至熱工信號(hào)柜。

3）從設(shè)備可靠性角度考慮：目前導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在4號(hào)機(jī)熱網(wǎng)加熱器已投運(yùn)三年，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定；水位測(cè)量正常；保護(hù)聯(lián)鎖定值動(dòng)作正確。

該方案符合設(shè)計(jì)規(guī)程要求，提高了保護(hù)的可靠性，并解決了上文第2部分中3）～5）存在的問(wèn)題。還可以通過(guò)更換耐高溫液位開關(guān)予以解決2.（2）存在的問(wèn)題。

4　結(jié)語(yǔ)

方案4消除單一測(cè)點(diǎn)故障對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)水位的影響；通過(guò)信號(hào)獨(dú)立，降低保護(hù)誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)設(shè)備的改造換型提高保護(hù)可靠性，降低保護(hù)拒動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。并且滿足設(shè)計(jì)規(guī)定和相關(guān)規(guī)程的要求。鑒于高低加水位保護(hù)的重要性，建議根據(jù)目前現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況按照方案4進(jìn)行完善。

[1]國(guó)家能源局.防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求[Z].2014：33-34.