浅谈锅炉汽包水位切换逻辑的优化

浅谈锅炉汽包水位切换逻辑的优化

马诚

新疆华电哈密热电有限责任公司新疆哈密市839001

摘要：锅炉汽包水位高、低保护是机组的两项重要保护，对保护机组的安全、稳定运行起着非常重要的作用。为提高锅炉汽包水位测量系统的准确性和可靠性，要求锅炉汽包水位高、低保护应采用独立测量的三取二逻辑判断方式。当有一点因某种原因须退出运行时，应自动转为二取一的逻辑判断方式，并办理审批手续，限期恢复；当有二点因某种原因须退出运行时，应自动转为一取一的逻辑判断方式，应制定相应的安全措施，经总工程师批准，限期恢复，如逾期不能恢复，应立即停止锅炉运行。

关键词：锅炉；汽包；水位；切换；逻辑；优化

1、锅炉汽包水位保护逻辑优化说明

锅炉汽包水位保护逻辑判断方式自动转换的设计，可有效地防止锅炉汽包水位保护拒动和误动、消除部分隐患。在综合分析了锅炉汽包水位测量系统存在的问题及影响锅炉汽包水位保护正确动作和正常投运的各种原因后，对于采用模拟量信号作为锅炉汽包水位保护信号的系统，我们将锅炉汽包水位变送器的故障信号引入逻辑设计中，作为该发生故障的水位变送器退出运行、实现逻辑判断方式自动转换的条件。某一锅炉汽包水位变送器发生故障时，除了逻辑判断方式实现自动转换外，系统另外发出报警信号，提示相关人员及时处理。按此逻辑设计方案，结合相应的管理措施，可以避免锅炉处于无水位保护运行状态，从而有利于机组的安全稳定运行。当退出运行的锅炉汽包水位变送器经过处理、故障消除后重新投入运行时，锅炉汽包水位保护又自动地转换为故障发生前的逻辑判断方式。

1.1常用汽包水位保护逻辑的不足

目前常用汽包水位保护逻辑有2种.

1.1.1水位信号三取二

3个汽包水位差压变送器测量信号经过压力，温度补偿后，利用高（低）限报警模块分别转换出3个高三值和3个低三值信号，经过三取二逻辑后，作为MFT条件.此种方法虽然采用了独立的三取二逻辑，但并不能满足全部要求，当有1个变送器测量信号坏时，其高（低）限报警模块输出难以确定，测量信号坏前如测量值超限，则已发高三值（低三值）信号，如没有超限，则不会发信号，无法满足余下的2个信号二取一逻辑要求.

1.1.2水位信号三取中

3个汽包水位差压变送器测量信号经过压力，温度补偿后，利用DCS的三取中模块，取出中值.该中值即做水位调节用，也做水位保护用，经3个高（低）限报警模块，转换出3个高三值（低三值）信号，分3路信号分别送入FSSS系统的3块开关量输入模块，然后进行三取二逻辑，作为MFT的条件.此种方法不满足独立三取二逻辑的要求，3个高三值（低三值）信号其实只有1个，并且有测点质量坏以后，其二取一逻辑上有缺陷，一般三取中逻辑在有1个质量坏以后，剩下的二个无非是二取低，二取均值和二取高，无论哪种算法，都无法实现2个正常的信号中有1个值超限，即保护动作的逻辑.

这2种汽包水位保护逻辑都存在缺陷，采用这2种水位保护逻辑的机组均认为其不符合《防止电力生产事故的二十五项重点要求》第6.4.8条款内容的要求.

1.2、锅炉汽包水位测量信号退出运行的判断说明

1个汽包测量信号须退出运行，其原因主要是2个：

a.变送器质量坏：如变送器损坏，测量信号线断线，DCS通道损坏，水位测量系统因严重泄漏等原因造成测量值超出变送器测量范围，这种情况有1个共同点，即DCS的质量校验模块能判断该测点质量好坏.

b.测量系统泄漏，使测量值与实际值有较大差距，数值也失真，也属于该退出运行的原因.由于泄漏的问题较复杂，首先分析因变送器质量坏而需退出运行的情况.

2、锅炉汽包水位保护切换逻辑的优化与改进

2.1所有汽包水位信号正常

当所有汽包水位信号正常，执行原标准的3取2逻辑

2.2有一个汽包水位信号发生故障

当有一个汽包水位信号发生故障品质变坏时，经过品质判断，该汽包水位信号被剔除后，再对余下的两个汽包水位信号进行判断，而发生故障的汽包水位品质坏状态量经由或门引入与门，做准备状态，其余两个品质正常的汽包水位信号中任意一个出现高三值（或者低三值），经过或门与原来处于准备状态的信号相与，再通过或门出发MFT，实现2取1功能。

2.3有两个汽包水位信号发生故障

当有2个汽包水位信号发生故障而品质变坏时，经过品质判断，这两个汽包水位信号均被剔除，汽包水位品质坏状态量经过或门引入与门，同时做好准备状态，当剩余的品质正常的汽包水位出现高三值（或者低三值）时，经过或门与刚才进入准备状态的信号相与，再通过或门出发MFT，实现1取1功能。

3、优化后的逻辑试验方法

3.1、3个汽包水位信号均正常，在机柜端子处或者就地模拟汽包水位信号，将任意两个汽包水位信号调整到保护动作值，检查汽包水位保护是否动作而触发MFT。

3.2、将3个汽包水位信号中的任意1个信号线断开，对另外两个汽包水位信号进行模拟，单独调整其中的一个汽包水位信号到达保护动作值，检查汽包水位保护是否动作而出发锅炉MFT，再依次进行另外两种组合，做同样的试验。

3.3、将3个汽包水位信号中的任意2个信号线断开，对剩余的1个汽包水位信号进行模拟，将该汽包水位信号调整到保护动作值，检查汽包水位保护是否动作而出发锅炉MFT，再依次进行另外两种组合，做同样的试验。

4、汽包水位逻辑优化注意事项

4.1保留汽包水位保护逻辑中动作所需的时间延时功能块。

4.2、为了防止信号出现抖动发生逻辑误判断，可以在汽包水位品质判断模块后增加1到2秒延时。

4.3逻辑修改后，必须经过仿真和静态试验，检查每个信号都连接准确无误后，才能进行动态试验，建议最好在机组停运时搭建逻辑，并经过全部试验合格后，再将保护投入。

5、结束语

通过对汽包水位保护逻辑的改进和优化，增加了测量信号偏差大这一前提条件的判断后，将偏差大或者品质判断坏的汽包水位测量信号自动排除，从三取二，二取一，一取一，减少了机组运行中保护误动，给机组安全稳定运行提供保障。

参考文献：

[1]李平，杨平.锅炉汽包水位保护研究的进展[J].上海电力学院学报，2008（04）：47-50.

[2]《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》.北京：中国电力出版社，2000