关于2001年汽包水位测量系统配置试行规定问题分析

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1、关于2001年汽包水位测量系统配置试行规定问题分析淮安维信仪器仪表有限公司高维信2002.10.202000年9月28日，原国家电力公司颁发了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，《防止锅炉汽包满水和缺水事故》列属第8项，简称《第8项要求》，其执行难点在于：●由于很多锅炉汽包水位测孔数量少，难以实现“三取二”保护信号独立测量。难以实现保护与自调两系统信号从取样端彻底分开●由于现用水位计的性能缺陷，难以保证各水位计偏差不大于30mm。●差压水位计测量不稳定，却不得不用于保护，保护在锅炉点火升负荷阶段的可靠性较低。2001年12月21日原国家电力公司颁发了类似于《第8项要求

2、》实施细则的文件——《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定（试行）》（简称《试行规定》）。尽管在通知中称，“电站锅炉汽包水位测量系统在系统配置、测量装置的安装和水位保护的运行管理等方面存在一系列问题，已严重威胁了机组的安全、稳定运行”，但在测量系统配置上没有利用最新技术解决执行《第8项要求》的难点，所做出的某些具体技术规定脱离了电厂实际，不符合人们公认的技术原则，以至于落实难的呼声很高，甚至引起汽包水位测量系统技术改进的混乱。一，《试行规定》测量系统的成套配置关于测量系统的安装和使用，《试行规定》比《第8项要求》更为具体、详细、明确，还提出了一些新的规

3、定，例如“每个水位测量装置都应有独立的取样孔”等，有利于“安装和使用”的规范化、标准化，对于防止水位重大事故有重要作用。关于测量系统的配置，《第8项要求》仅针对监视功能系统进行具体规定，“应至少配置两只彼此独立的就地汽包水位计和两只远传汽包水位计”，以保证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视，没有对成套配置进行规定。附图《5套配置》的监控保护系统1-单室平衡容器；2-差压变送器；3-云母水位计；4-电接点测量筒；5-电接点电测表。《试行规定》成套配置是：“2套就地水位表和3套差压式水位测量装置，2套就地水位表中的1套可用电极式水位测量装置替代”，简称《5套配置》；锅炉汽包水

4、位的调节、报警和保护应分别取自3个独立的差压变送器进行逻辑判断后的信号。那么，监控保护各个功能测量系统配置与选型如下,参见附图。（1）“三选中”自动调节系统，与“三取二”水位保护（含停炉、联锁、信号报警）系统，保护“合用”3套差压水位计信号，差压水位计配套参比水柱随环境温度变化的普通型单室平衡容器。（2）监视仪表系统：▲CRT差压水位计作为监视主表、基准表，信号来自保护和自动调节子系统。▲普通型云母水位计、普通型电接点水位计，作为监视辅表。▲监控历史记录信号取自差压水位计。10表面上看，《5套配置》的监控保护系统设计功能齐全、可靠，但对于汽包水位监控保护功能系统可靠性、准确性

5、，系统设备的正确安装与使用仅是一方面因素，具有决定性因素是，测量系统合理的成套配置、设备优化选型。仔细分析《5套配置》不合理，不是优化配置，存在不可忽视的原则性问题。目前，要有效防止汽包缺水、满水位重大水位事故，关键问题在于测量系统能否合理、优化配置，能否为运行人员提供准确、稳定、可靠的水位监控保护系统。汽包水位监控保护系统是运行人员监控和事故处理的工具。“工欲善其事，必先利其器”。如果监控保护测量系统配置落后、不完善，则监控保护系统准确性低，可靠性低，系统功能不完善，无异于把运行和热工人员置于刀口上。二.《试行规定》采取危险集中设计违反“危险分散”原则，“三取二”保护系统、

6、“三选中”自动调节系统合用三个差压水位计信号，形成信号“危险集中”。有人为保护与自动合用信号辩解说，采用DCS技术设计允许信息共享。此种说法混淆了DCS信息共享与合用信号的概念。其实，DCS精髓是“危险分散”，对信息的处理与应用是分等级的。要实现“危险分散”，就不能将一个信息用于多个重要的控制系统。运行中，只要能将汽包水位控制在允许范围内，就意味着安全。所以水位自动调节系统既是锅炉运行过程控制系统，又是一个安全系统。水位保护（包括联锁及热工报警）系统是锅炉最重要的安全系统。保护与自调系统同时失灵是极为危险的。要避免同时失灵，两系统信号必须彼此独立。国内外特别重视安全相关系统与

7、控制系统的整体设计的安全性。当前，许多国际标准均要求控制系统与保安系统分开。美国化学工程师协会（AICHE）指出，在基本控制系统和安全联锁系统之间应在地理上和功能上分开；IECTC65WG10标准规定，受控设备的控制系统应与安全相关系统及减小危险的外部设施相互分开和独立；ISASP84标准指出，用于控制系统的传感器不应用于安全系统。美国电力可靠性协会（NERC）规定：保护装置设计必须避免同一元件用于2套装置，2套装置的共同部分必须保持到最小程度，以便减小由于单一事故使2套装置同时失效的可能性。美国核工业