锅炉汽包水位保护的优化与完善

曹松

摘 要：根据目前国内锅炉汽包水位频繁出现人为从水位保护中退出和拒动、误动等问题，依靠国家编制的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，进行优化和改进锅炉汽包水位保护逻辑，同时提出如何制定与实施该项目以及指出优化与改进过程中如何应对出现的困难。

关键词：锅炉汽包水位；保护逻辑；优化

一、锅炉汽包水位保护逻辑方法存在的不足

1、规定要求

《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》第8条的8.8.1款规定：锅炉汽包水位高、低保护应采用独立测量的三取二的逻辑判断方式。同时根据具体运行过程中出现的问题，可以在规定时间内以及所有审批手续均落实后，及时采用二取一的逻辑判断方式，时间要控制在8小时以内；相同道理，当运行过程中，由于不同原因出现，导致二取一的逻辑判断方式停止运行，则在少于8小时时间内，经过总工程师同意批准，采用一取一的逻辑判断方式，如规定时间内无法恢复原来的逻辑判断方式，则果断停止运行。

2、锅炉汽包水位逻辑方式性能不足

常见两种逻辑主要由DCS厂商提供，分别为3个水位信号三取二和3个水位信号三取中。3个水位信号三取二具体操作步骤为：3个锅炉汽包水位保护系统在测量工具准确测量得出数据之后，信号数据再通过压力以及温度的加压补偿后，通过信号在高低值限产生报警的性能，利用报警信号转换取出要求的高低信号，分别取三个值。在通过采用三取二逻辑判断方法之后，形成MFT动作条件。如图1：

另一种DCS提供的3个水位信号三取中同3个水位信号三取二运行过程基本相似，均需经过变压器进行施压补偿、提出高低三值。不同之处在于，提取出来的三个高低值最后需通过输入FSSS系统，才可运行三取二逻辑判断。但是，3个水位信号三取中仍然由于本身存在缺陷无法满足三取二的逻辑判断要求，其中的某一个点出现缺陷将造成整体值无法正常运行，无法做到保护逻辑判断。如图2：

总之，这两种逻辑判断方式无法适应锅炉汽包水位保护的需求，加强对锅炉汽包水位保护逻辑的优化与改进工作至关重要。

二、锅炉汽包水位保护逻辑优化和完善

1、所有汽包水位信号正常情况下，整体的运行情况。当全部汽包水位信号正常时，三取二逻辑方式能够正常运行，经过压力补偿和温度的适应之后，提取出来的三个高低值能够独立完成对三取二逻辑的整体运行。

2、一个汽包水位信号发生故障。当发现一个汽包水位信号出现故障，导致其运行的效益和功能变坏时，立即对其进行剔除，确保其他汽包水位信号不被品质坏掉的汽包水位信号影响，出现恶性循环。将变化的汽包水位信号引入特定的位置进行后期的重复运用，剩下的两个采取逻辑判断。剩下的无障碍汽包水位信号，继续运行，当任意一个具有高三值特质，且和准备好的信号相“与”之后，再触发锅炉主保护MFT，即形成二取一逻辑运行模式。

3、出现两个汽包水位信号故障。当发现两个发生故障导致品质变坏的汽包水位信号时，立即对其进行剔除。无障碍的汽包水位信号，当具备高三值特质时，则将其与准备的信号相“与”之后，触发MFT，保护动作，完成一取一的逻辑方式。如图3：

通过优化后的汽包水位保护逻辑不受任意一个汽包水位信号的影响，三个汽包水位信号相互独立存在，独立完成全部锅炉汽包水位保护的逻辑。解决了逻辑改进之前三个汽包水位信号相互影响、相互制约的问题。

三、逻辑优化与完善汽包水位信号特点

通过上图显示，优化后的汽包水位信号正常运行，不同水位高低值之间相互不受影响，可独立承担整体工程的运行。在优化与改进的保护逻辑进入正式运行之前，要对逻辑进行动态试验，确保运行过程安全、可靠。根据优化设计原理，检查的内容主要有三点：汽包水位信号品质均好。在確保三个水位信号均品质良好的情况下，对其中两个水位信号进行数值调整，当信号靠近保护定值时，查看是否有后续动作，是否触发MFT，完成运行；同理，余下步骤分别预设一个汽包水位信号损坏和两个汽包水位信号出现故障时，是否在调整至保护值时可触发MFT完成运行。三种检查结果显示，优化与改进后的汽包水位信号逻辑质量过关，对锅炉保护具有实效性，可正常使用于锅炉主保护。

四、结语

汽包水位信号保护逻辑对锅炉整体的安全、可靠运行具有重要影响。存在设计与质量问题的汽包水位信号保护逻辑在运行过程中将对整个锅炉的运行形成不同程度的损害，甚至在某些原因出现时引发潜在的危险，威胁人员的安全。设计有质量保障、可靠性强的汽包水位保护逻辑需要热控人员细致认真的分析每一环节的运行情况，优化和完善原有汽包水位信号逻辑。实践显示，汽包水位保护逻辑经过优化和完善之后，不再存在无法进行三取二的保护逻辑，且自动转换的二取一等保护逻辑也能够满足《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》的要求，保障锅炉的安全。

参考文献

[1] 秦成果，王立红，王彪，杨丽，王冲宇 锅炉汽包水位保护逻辑的优化与改进.

[2] 李宗亮 浅谈DCS在电厂应用中的重要性.

[3] 张俊，刘文平，孙建国，梁永丽 锅炉汽包水位校正功能测量误差分析与解决办法.