汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性問題目前依然是多數(shù)火力發(fā)電廠不能夠解決的難題，

由其引發(fā)的安全事故占機(jī)組啟、停爐事故總量的30%以上，汽包水位測(cè)量及保護(hù)的重要性受到重視。

其中，不合理的汽包水位測(cè)量系統(tǒng)配置問題導(dǎo)致運(yùn)行人員誤判斷、誤操作、水位預(yù)警失靈、停爐保護(hù)拒動(dòng)、

造成鍋爐多起重大水位事故，而保護(hù)動(dòng)作事故更多。

汽包水位測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，特別是以秦皇島華電測(cè)控設(shè)備有限公司為代表的新型汽包水位測(cè)量?jī)x表和

多測(cè)孔取樣技術(shù)的誕生，為完善汽包水位配置提供了技術(shù)依據(jù)。

通過機(jī)組汽包水位測(cè)量系統(tǒng)的改造，優(yōu)化配置，解決由于原理、結(jié)構(gòu)和配置上存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)汽包水位的準(zhǔn)確、穩(wěn)定測(cè)量；

為機(jī)組運(yùn)行和調(diào)節(jié)提供了可靠依據(jù)，避免了保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)，減少了鍋爐滿水和缺水事故的發(fā)生，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、目前火力發(fā)電廠汽包水位測(cè)量系統(tǒng)配置存在的問題及原因 

1、汽包水位取樣測(cè)孔數(shù)量少

       一些舊式鍋筒設(shè)計(jì)汽包水位取樣測(cè)孔少，一般為4-5對(duì)取樣測(cè)孔，一般的水位測(cè)量?jī)x表配置為“5套配置”（見圖1），

即：2套就地水位計(jì)（云母水位計(jì)、牛眼水位計(jì)），其中1套可用電接點(diǎn)水位計(jì)替代；帶有壓力與溫度修正的3套獨(dú)立的差壓式水位計(jì)。

“5套配置”不能夠滿足監(jiān)視和停爐的需求，不能夠?qū)崿F(xiàn)“危險(xiǎn)分散”優(yōu)化配置設(shè)計(jì)。

圖1 汽包水位測(cè)量系統(tǒng)分布

2、汽包水位取樣、保護(hù)信號(hào)問題

美國(guó)化學(xué)工程師協(xié)會(huì)（AICHE）指出：“在基本控制系統(tǒng)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)之間應(yīng)在地理上和功能上分開”；

IECTC65WG10規(guī)定：“受控設(shè)備的控制系統(tǒng)應(yīng)與安全相關(guān)系統(tǒng)及減小危險(xiǎn)的外部設(shè)施相互分開和獨(dú)立”；

ISASP84標(biāo)準(zhǔn)也指出：“用于控制系統(tǒng)的傳感器不應(yīng)用于安全系統(tǒng)”。

美國(guó)電力可靠性協(xié)會(huì)（NERC）規(guī)定：“保護(hù)裝置設(shè)計(jì)必須避免同一元件用于2套裝置，

2套裝置的共同部分必須保持到最小程度，以便減小由于單一事故使2套裝置同時(shí)失效的可能性”。

美國(guó)核工業(yè)系統(tǒng)有關(guān)規(guī)定也指出：“安全系統(tǒng)應(yīng)考慮冗余，冗余系統(tǒng)應(yīng)相互獨(dú)立，并在地理上和功能上互相分開”。

顯然，自調(diào)與保護(hù)信號(hào)是按“危險(xiǎn)集中”設(shè)計(jì)，還是按“危險(xiǎn)分散”設(shè)計(jì)，令電廠和設(shè)計(jì)院難以確定。

二、特殊工況需求

      為防止汽包壁上下溫差超限，停爐后采用汽包滿水快冷。在給水系統(tǒng)臨時(shí)故障導(dǎo)致缺水保護(hù)停爐后，

若汽包內(nèi)還有水，可及時(shí)補(bǔ)水恢復(fù)運(yùn)行。其安全措施要求有能監(jiān)視滿、缺水的水位計(jì)。

而“5套配置”未能滿足這一特殊監(jiān)控需求，只能憑經(jīng)驗(yàn)操作和事故處理。

三、配置優(yōu)化方案

1、汽包水位取樣測(cè)孔不足及汽包水位取樣問題解決方案

2、汽包水位測(cè)量準(zhǔn)確性及保護(hù)信號(hào)問題解決方案。

3、推薦配置方案
(1）選用測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定的汽包水位產(chǎn)品。
(2）主表監(jiān)視系統(tǒng)配置2套GJT系列高精度取樣電極傳感器。
(3）輔表監(jiān)視系統(tǒng)：配置2套HDSC-WDP型無(wú)盲區(qū)低偏差云母水位計(jì)。
(4）“三選中”自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：三個(gè)差壓水位計(jì)，配套HDSC-DNZ內(nèi)置式單室平衡容器，全智能差壓變送器。
(5）保護(hù)系統(tǒng)：“三取二”水位停爐、聯(lián)鎖、熱工報(bào)警系統(tǒng)信號(hào)取自二套電接點(diǎn)水位計(jì)和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)“三選中”開關(guān)量輸出信號(hào)。
(6）配置全量程高精度取樣電極傳感器或全量程單室平衡容器，滿足汽包水位全程升降的監(jiān)視需要。

4、配置效果
在燃燒和鍋內(nèi)設(shè)備正常情況下，可消除水位計(jì)嚴(yán)重誤差，使各水位計(jì)之間的偏差不大于30mm。

利于運(yùn)行人員儀表在線對(duì)比分析，診斷汽包內(nèi)部設(shè)備故障和燃燒中心偏移等異常現(xiàn)象。

水位儀表冗余度高，彼此偏差小，水位異常預(yù)警信號(hào)準(zhǔn)確可信，提高了停爐準(zhǔn)確性、可靠性和果斷性。

水位歷史記錄齊全，便于水位事故分析與處理。滿足特殊操作監(jiān)控需求。

四、案例分析

同時(shí)差壓水位計(jì)測(cè)量受環(huán)境溫度變化和汽包內(nèi)爐水欠飽和影響較大。
（5）云母水位計(jì)顯示不清晰，不能正常觀測(cè)汽包水位，且維護(hù)量大；                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 （6）電接點(diǎn)水位計(jì)測(cè)量誤差大，泄漏率高，可靠性差。 
（7）汽包水位測(cè)量與保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性低。 
（8）汽包水位測(cè)量與保護(hù)系統(tǒng)存在高水位保護(hù)誤動(dòng)和低水位保護(hù)拒動(dòng)的安全隱患。

2、實(shí)施方案
（1）更換2套HDSC-WDP型無(wú)盲區(qū)低偏差云母水位計(jì)。
（2）更換2套GJT系列汽包水位高精度取樣電極傳感器。
（3）更換3臺(tái)HDSC-DNZ汽包水位內(nèi)裝單室平衡容器和1套HDSC-CZYW汽包水位磁致液位計(jì)。
（4）對(duì)汽包兩端水位偏差的形成原因進(jìn)行分析研究。 
（5）汽包單側(cè)給水結(jié)構(gòu)對(duì)水位測(cè)量影響的分析研究。
（6）對(duì)汽包水位和機(jī)組效率之間的關(guān)系進(jìn)行分析研究。

3、實(shí)施效果

消除了安全隱患，有較高的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

圖2 一側(cè)水位計(jì)的運(yùn)行情況

（圖中，左側(cè)為低偏差云母水位計(jì)，右側(cè)為高精度取樣電極傳感器）

圖3 一側(cè)水位計(jì)的運(yùn)行情況

神華神東集團(tuán)運(yùn)行曲線圖，（圖中，補(bǔ)償后汽包水位2是磁致液位計(jì)曲線，

補(bǔ)償后汽包水位1、3、4為內(nèi)置式差壓水位計(jì)曲線圖，1、2為同側(cè)水位計(jì)，3、4為對(duì)側(cè)水位計(jì)）