锅炉汽包水位保护系统

锅炉汽包水位保护系统

系统概述

汽包水位是电厂汽包锅炉的重要参数之一，正确测量汽包水位是锅炉安全运行的保证。而由于负荷、燃烧工况及给水压力的变化，汽包水位经常发生波动。锅炉水位过高或急剧波动会引起蒸汽品质恶化，饱和蒸汽带水、汽温不稳定, 轻则加重管道和汽轮机通流部分结垢，降低出力和效率，重则使汽轮机发生事故；水位过低会引起下降管带汽，影响锅炉水循环，严重时可造成水冷壁大面积损坏。因此汽包水位的准确测量值是电厂最重要的测量参数之一。锅炉汽包水位保护系统是防止锅炉汽包满水和缺水，从而防止蒸汽带水和锅炉干烧事故发生的重要保护装置。

系统结构和逻辑

汽包水位保护系统采用三个平衡容器，三个差压变送器，通过三个模拟量信号通道进入汽包水位保护系统，为防止保护误动作进行三取二处理，经过报警限值计算，输出8个信号：水位高Ⅰ值，水位高Ⅱ值，水位高Ⅲ值，紧急停炉高值，水位低Ⅰ值，水位低Ⅱ值，水位低Ⅲ值，紧急停炉低值。当水位达到高Ⅰ值、高Ⅱ值、低Ⅰ值、低Ⅱ值、低Ⅲ值时，发出报警信号；当水位高Ⅲ值时，控制事故放水门；当水位达到紧急停炉高值或紧急停炉低值时，送出开关量信号停给粉和排粉机。

系统通过对温度、压力全过程的补偿，彻底弥补了常规测量方式的不足。饱和蒸汽进入平衡容器后不断凝结成水，多余的水通过取样管流回汽包。容器内表层的水温接近饱和温度，容器及其下部管道由于受到环境而冷却，因此随着高度的下降，参比水柱的温度会递减到环境温度。参比水柱的平均温度会高于环境温度，但远低于饱和温度。本方案用较先进的方法测量参比水柱的平均温度，根据压力、温度的变化对正压侧进行补偿计算，对汽包水位的测量进行自动修正。同时取三路锅炉汽包水位信号，使用“三取中”、“二取平均”和“一取一”的方式来保证测量信号的准确可靠。

系统功能

系统选用SIMATIC可编程控制器（PLC）完成锅炉汽包水位测量的补偿计算；系统通过综合判断，能够有效消除“虚假水位”对系统的影响。通过严密的逻辑设计，可靠实现锅炉汽包水位的保护功能。

系统可与DCS系统通讯，或经过硬接线将需要传递的信号如：安全门动作接点、补偿后的水位信号、保护的投入信号等送到PLC或DCS。

系统分左、中、右三个测点对汽包取样，确保测量准确。当任意一路的水位、温度、压力信号发生故障时，都发出报警，并切除此路信号。

系统显示安全门、事故放水门的动作指令，水位高低值的报警信号。对安全门动作判断，安全门动作信号可用安全门动作回路的接点给出，也可采用汽包压力信号的微分给出。安全门动作后采用动作恢复的时间来投入保护。