關于鍋爐汽包水位監控保護安全問題及對策分析汽包水位測孔與一次測量裝置問題對監控保安系統的影響，已成為系統完善與提高牢靠性的主要障礙，在實施DCS改造時應同步解決之。提出針對性技改目標與要求。華能淮陰電廠應用‘水位多測孔接管’技術，解決了測孔過少、取位不當問題，以及使用‘電接點水位計高精度取樣測量筒’解決汽包水位精確?????牢靠測量的問題。1、汽包水位監控愛護系統的平安分析汽包水位是鍋爐最重要的平安參數。監控保安系統由水位儀表、自動調整、信號報警和停爐愛護等幾個子系統組成，保障鍋爐設備及水位運行的平安。只要處于牢靠的工作狀態，汽包水位自動調整系統就可每分每秒、忠實地將水位精確?????地鉗制在允許的范圍內。水位參數正常就意味著平安。因此，水位自動調整也是一個平安系統。水位高2值聯鎖愛護即：當水位上升至“高2值”時自動打開事故放水門，向排污擴容器放水，使水位降低至“高1值”以下時自動關閉事故放水門。水位低2值聯鎖愛護即：當水位降低至“低2值”時自動關閉連續排污總門，當水位高于“低1值”時自動打開連續排污總門。這兩種水位工況自動掌握實際上是“二位式”自動調整保安系統。事故放水管口的口徑較大，又是向排污擴容器放水，故放水流量很大。當水位上升至定值時，只要能牢靠地自動打開事故放水門，就能使水位快速回降，避開汽包滿水。由于放水管口位于“0水位”高度，水位只能回降至“0水位”，如放水門拒關，僅連續對排污擴容器放汽，不會造成缺水事故。因此該愛護能較牢靠地將水位鉗制在“0水位”與“高2值”之間。可見，該愛護的拒動概率應不大于誤動概率，在系統牢靠性設計時必需予以留意。由于連續排污管口的口徑較小、實際運行中的連續排污量與給水流量相比很小，所以低2值愛護防止汽包缺水的力量有限。由于某種緣由，水位高過“高2值”，且自動打開事故放水門愛護拒動，水位將高至廠家認為可能危及鍋爐平安的“高3值”時自動停爐，稱“高水位停爐愛護”，又稱“滿水停爐愛護”。由于某種緣由，水位降低至“低3值”時，為防止降水管嚴峻帶汽或水循環中斷而鍋爐燒壞時，自動停爐，稱為“缺水停爐愛護”。這兩種愛護屬于“設備危機愛護”，是電力鍋爐最重要的主愛護，運行中必不行少。其牢靠性之高應居電站設備愛護牢靠性水平之最，既不能誤動，更不能拒動。在鍋爐水位事故統計中，缺水事故比率遠比滿水事故率多。其緣由是，導致缺水事故的因素比滿水事故多得多，例如：由眾多設備串聯而成的給水系統中，任何一個故障都可能中斷鍋爐給水；鍋爐水冷壁、省煤器等爐水系統設備大面積爆管泄漏而不能維持汽包水位；凹凸2值工況愛護效力的差異大等等。因此預防缺水事故又是重中之重。在鍋爐運行中，運行人員看不見水位比看不見壓力溫度流量，危急得多。汽包水位表的平安地位不亞于平安門。它既是運行人員手動掌握汽包水位的眼睛，又是賴以推斷給水、自調與愛護系統工作是否正常，不行缺少的最重要表計。在鍋爐給水與爐水系統故障時，水位表是否正常，往往打算了運行人員緊急事故處理的正誤。假如兩個主要表計顯示不全都，人員很難堅決處理事故。近些年來，由于水位測量變送單元精確?????性和牢靠性的提高，特殊是DCS系統掌握的勝利應用，人們認為，常規汽包水位表不那么重要了，好像可以削減，例如在一些設計中，未按規程規定的數量設置水位表。加之，汽包水位表和滿缺水停爐愛護等系列問題長期未能解決，致使少數火電站付出了沉重的代價。2、問題的提出秦皇島熱電廠#4爐為1025t/h亞臨界鍋爐，采納現代化的DCS（MAX-1000）掌握系統。1997.12.16的給水斷水事故，擴大為鍋爐嚴峻損壞重大事故，直接經濟損失三百多萬元。人們不禁要問，采納現代化先進掌握系統，何以不能保證鍋爐設備的平安？這個問題已引起了一些專家的關注，并進行更深層次的思索。此次重大事故報告[注1]指出，事故的直接緣由是，汽包水位計測量誤差致使汽包低水位停爐愛護拒動，水位表和給水流量表誤顯示誤導了運行人員誤推斷、誤處理。從事故報告中還可以看出，汽包水位監控愛護系統設計不符合《蒸汽鍋爐平安技術檢察規程》、《電力工業鍋爐壓力容器檢察規程DL6121996》（簡稱《電鍋規》）、《火力發電廠設計技術規程DL500094》（簡稱《設規》）、《火力發電廠熱工自動化設計技術規程（簡稱《熱自規》）DNGJ1689》等有關規程要求，配套不完善、牢靠性不足，是導致事故的根本緣由。再細究其根源，并非設計考慮不周，亦不是不按規程辦，而是汽包水位測孔和一次測量裝置問題未能解決，限制了設計水平。這是系統完善與提高牢靠性的主要障礙。采納DCS掌握系統，并不等于解決這兩個問題。現代掌握系統（包括DCS）以冗余技術為主、輔之以各自診斷技術，以最大限度面對運行人員的各種窗口設計開發人的潛在力量，以求提高監控保安的牢靠性。可以說，只要汽包上有足夠的、獨立的、合格的水位測孔，精確?????牢靠的一次測量裝置，就可以輕而易舉地將原系統改造成高牢靠性的、功能齊全、更完善的一流系統。測孔是汽包水位監控保安設計的基礎資源。現有鍋爐的汽包水位測孔問題是：一方面是數量過少，一般只有4~8對，不能滿意一流水位監控保安系統及其牢靠性改造設計的需求；另一方面是測孔選位不當，易受干擾，不符合水位測量技術要求。此問題對于詳細鍋爐而言，有的是以測孔過少為主，有的是以取樣點不當為主。這兩方面問題屬于熱控與鍋爐兩專業之間的邊緣課題。按電力企業內部習慣分工，由熱控方向鍋爐方提出測孔數量及測孔取位的技術要求，由鍋爐方解決，但圓滿的是，鍋爐方（包括鍋爐制造廠）往往很難滿意熱控方的要求。對汽包水位進行精確?????、穩定、牢靠的一次測量，是監控愛護系統平安牢靠運行的最重要前提。一次測量問題較多，如就地水位表和電接點水位表存在嚴峻的負誤差，差壓式水位計的溫度壓力校正不準且易漂移等。這些問題解決不好，必定對監視儀表、自調、信號報警和愛護產生一系列影響。3、一次測量問題對汽包水位監控保安的影響水位儀表不準，影響人員正確推斷處理水位事故秦皇島熱電廠#4爐斷水事故后至鍋爐損壞前，汽包處于嚴峻缺水狀態，而電接點水位表和CRT中差壓式水位計指示始終在缺水停爐定值以上，使運行人員遲疑不決，不能堅決手動緊急停爐，導致鍋爐設備嚴峻損壞。可見，在水位事故狀態下，水位表誤顯示使人員正確處理事故的力量大打折扣。許多案例證明白這一點。電接點水位表和就地云母水位表的嚴峻負誤差，使汽包內實際運行水位長期偏高廠家設計值，影響鍋爐平安經濟運行水位儀表正負偏差直接導致汽包長期低水位或高水位運行.以運行人員這信任的電接點水位表為例。理論計算和運行試驗表明，用于400t/h、670t/h鍋爐15.5MPa壓力時0水位取樣負誤差為100115mm，1025t/h亞臨界鍋爐0水位負誤差為140155mm。那末，汽包內實際運行水位長期偏高廠家設計值分別為100115mm，140155mm。順便指出，此項負誤差不能靠轉變測量筒、就地云母水位表的機械安裝0位方法定點校正。若此，當水位低或壓力低時，將消失嚴峻的正誤差，可能導致汽包缺水而損壞鍋爐。理論分析，高水位運行增加旋風分別器阻力，降低水循環速度，增加飽和汽濕度，導致鍋爐熱效率下降明顯[注2]。運行實踐證明，有的鍋爐以就地云母水位表為準掌握水位，引起高水位運行，在大負荷時使飽和汽嚴峻帶水，既限制鍋爐出力，又影響鍋爐平安。測量不準對愛護的影響秦皇島熱電廠#4爐滿水停爐愛護定值為：+300mm、-384mm，其開關量信號由差壓式水位計給出。由于廠家溫度補償設定值不當等緣由造成偏差過大，可使指示水位虛高108mm，在斷水事故后,汽包內水位已低于廠家規定的停爐值，而水位計不發缺水停爐信號，使愛護拒動。配套一般測量筒的電接點水位表或液位報警器，高水位開關量定值誤差太大。例如用于670t/h15.5MPa鍋爐，則+300mm停爐定值取樣負誤差為195mm，即愛護動作時汽包內運行水位已達到495mm，高于廠家規定值195mm，爐水已沉沒給水清洗孔板，飽和汽已嚴峻帶水，實屬滿水停爐愛護動作過于遲緩，亦可認為,汽包內水位已達到+300mm時愛護拒動。測量不準同樣會導致凹凸2值愛護、水位報警信號拒動或誤動。4、測點選位不當對水位監控保安系統的影響《電鍋規》）9.3.3指出，“汽包上水位表的汽、水連接管接出位置不應影響水位的正確指示，能正確反映汽包的真實水位”。對此，《電鍋規說明》9.3.3解釋是，“一些超高壓、亞臨界參數汽包水位表由于內部汽水工況的影響，同一汽包上的就地水位表指示就有相差，有的還很大，無法推斷真實水位。現在許多大型鍋爐的汽水連接管已改從汽包封頭引出，以削減汽包汽水擾動對水位測量的影響”。明顯，測點選位應在汽包封頭。目前，許多在役汽包的遠傳水位測點位于汽包中段，距旋風分別器、給水清洗孔板、下降管口很近，汽水流對取樣精度影響較大，特殊在旋風分別器傾倒與頂帽脫開（此類故障率較高）或給水清洗孔板傾斜時，汽水流沖向測孔，使取樣誤差大大增加，使同一汽包上的水位表、水位變送器、水位開關的取樣相差很大，甚至達100~200mm。加之汽包中段各點實際水位隨燃燒工況、鍋爐負荷等因素變化，不同點的水位有時相差較多。這些取樣干擾變化，不僅使運行難于推斷真實水位，熱工維護人員不易哪個裝置精確?????，還會使水位自調穩定性差，甚至失控。正是由于這種“隱藏的”取樣干擾變化，大幅度降低愛護定值精度，使一些電廠發生了滿缺水停爐愛護“不明不白”的誤動，以致不顧增加拒動概率而采納三信號串聯回路降低誤動率，甚至不敢投入滿缺水停爐愛護。5、測孔數量過少對監控保安的影響使許多鍋爐滿缺水停爐愛護的無法實現真正的“三選二”冗余規律設計。“三選二”是“高保真”信號系統，屬于對稱表決推斷規律網絡，故障率遠低于單、雙信號回路。假如單信號的拒動與誤動概率相等，則該網絡拒動與誤動概率也相等，即具有均衡的抗拒動、抗誤動力量。因此，“三選二”是熱機主愛護抱負的信號網絡[注3]。真正的“三選二”信號規律要求三個信號從測量取樣端彼此獨立。盡管《設規》《熱自規》規定，“重要熱工愛護的輸入信號應多重化”，“對于直接作用停爐、停機愛護信號，在可能時宜按“三取二”方式選取”，但由于缺乏測孔，即缺乏獨立水位信號，使設計師無法按規程要求設計“三選二”滿缺水停爐愛護。例如：秦皇島熱電廠#4爐、華能淮陰電廠670t/h超高壓鍋爐等，只好采納用單信號回路，牢靠性過低，不能適應主愛護的要求。例如，河北