汽包水位测量与保护新技术及应用最新课件

1、 汽包水位测量与保护系统新技术及应用一、原测量技术的测量误差分析、联通管式锅炉汽包水位计、联通管式锅炉汽包水位计 (1)(1) 联通管式锅炉汽包水位计原理图联通管式锅炉汽包水位计原理图) 13(HHsasw 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司) 23 (HHHHsawa、 差压式水位计的误差分析差压式水位计的误差分析(1) 差压式锅炉汽包水位计测量原理 PP+-P-L(as)g-H(ws)g(3-3) 或改写成)43()()(gPLHswsa 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司

2、秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 测量误差导致汽包长期高水位运行和保护误动、拒动测量误差导致汽包长期高水位运行和保护误动、拒动山东某电厂水线图：山东某电厂水线图： 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司(汽包压力汽包压力16.8MPa) 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司汽包压力：4.28MPa B侧差压：230、外置差压：64，电接点：200。外置比内置低166，内置与电接点相差30。当前值：汽包压力：3.996MPa B侧差压：-60、外置差压： -176，

3、电接点：-55。外置比内置低116，内置与电接点相差5。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司事故经过：1982年4月5日，上级科研单位对我厂670t/h锅炉做蒸汽品质试验，8时35分测定正常水位，不同汽包压力下的汽质，情况良好。6日做200MW负荷，汽包压力14.5MPa条件下，做不同水位时的汽质试验。16时23分做完水位+50mm的汽质试验正常。16时30分，准备做+75mm水位试验，16时32分水位提升至+70mm时，主汽温度迅速下降，由520降至480，压力由14.5MPa升至15MPa。将电负荷降至170MW，汽温

4、仍降，主汽流量由670t/h升至最高达710t/h，汽机紧急打闸停机，停机后汽温已急降至398，#1导汽管法兰处有蒸汽冒出。18时06分#5机重新并网。为搞清原因，在4月13日又进行复核试验，当机组负荷205MW，汽包压力14.5MPa，主汽流量670t/h，水位升至+60mm时，主汽温由535下降至490，主汽流量升至715t/h。立即打闸停机，数分钟后恢复正常。原因分析：（1）原始设计不合理，汽包直径偏小。（2）由于汽包直径偏小，蒸汽空间高度小，汽包水位高时水滴重力分离高度进一步减小，分离效果变差。（3）在额定蒸发量下（670t/h），由于产汽量大，一方面使进入汽包的汽水混合物动能增加，从

5、而导致生成的细小水滴增多；另一方面也使“蒸汽空间负荷”Rk和“蒸发面负荷”Rm增加。Rk大使蒸汽在汽包空间逗留时间减少，蒸汽中的水滴没有更多的机会落入水容积中，因而被蒸汽带走的水滴就多。Rm增加蒸汽在汽包蒸汽空间上升速度增加，蒸汽带走水滴能力上升。（4）在额定压力下（14.5MPa），由于汽压高，汽水密度差减小，汽水分离更加困难，导致蒸汽携带水滴的能力增加，即在较小的蒸汽速度下就可卷起水滴，使蒸汽更容易带水；蒸汽压力高，饱和温度就高，水分子热运动加强，相互间引力减小，使饱和水的表面张力减小，水就越容易破碎成细小水滴被带走。压力越高允许的蒸汽空间负荷越低，超高压锅炉允许蒸汽空间负荷是中压锅炉的1

6、/5；压力高蒸汽携带水滴的直径就大。预防措施：（1）在额定流量下，严格控制汽包水位在略低于正常水位线运行，并适当降低汽包压力（2）严格控制汽压变化速度，杜绝汽压突降，防止汽包水位大幅度变化。（3）严防超压、超流量同时出现。 国电四川岷江电厂水位飞升曲线图 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 国电苏龙电厂水痕迹图 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司汽包水位高、低保护动作是MFT首要原因MFTMFT总计总计7979次，汽包水位次，汽包水位MFT23MFT23次，约占次，约占30%30%。2000年2006年铁岭发电厂各种MFT次数一览表序号MFT名称2000年次

7、数2001年次数2002年 次数2003年次数2004年次数2005年次数2006年次数1汽包水位低MFT62012222汽包水位高MFT12011213失去燃料MFT23211004失去双引风机MFT1200000失去双松风机MFT01000205失去火焰MFT23132006机跳炉MFT11520527发电机内冷水流量低MFT02000018总风量小于30%MFT01000009手动MFT003110110炉膛压力MFT0001000丧失一次风MFT0000011一次风与炉膛差压低MFT0000010合计131711107138注：摘自全国发电厂热工自动化专业会议暨DCS/SIS技术研讨会

8、论文集 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司3 3、 锅炉汽包水位测量系统误差的评定锅炉汽包水位测量系统误差的评定1 1） 存在问题存在问题 人们在研究汽包水位计时，均认为汽包里的水为饱和水，而 实际上汽包里的水为欠饱和水。 “假水位”的真实水位无法测量 没有基准水位计2 2 目前常用的校验参考基准目前常用的校验参考基准 结垢水迹线法 零位附近放汽(水)化验法3 3 基准水位攻关情况基准水位攻关情况 直接测量汽包水位的内置式电极式水位计(已获国家发明专利)并在通辽发电总厂安装获得了成功(已通过专家鉴定可作为基准仪表使用)。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司（

9、1）结垢水迹线法结垢水迹线法 20042004年年3 3月月3030日利用朝阳日利用朝阳电厂电厂#2#2锅炉大修的机会，对汽锅炉大修的机会，对汽包水位运行痕迹线进行实际检包水位运行痕迹线进行实际检测测: :实际汽包水位经常工作于实际汽包水位经常工作于设计汽包零水位上方设计汽包零水位上方140mm140mm处，处，即汽包水位经常工作在设计零即汽包水位经常工作在设计零水位的正水位的正140140毫米左右。毫米左右。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司（2）零位附近放汽零位附

10、近放汽( (水水) )化验法化验法二、 新技术介绍119768542138101 1 汽包水位内置电极传感器汽包水位内置电极传感器 该装置是基于汽包内汽、水的电该装置是基于汽包内汽、水的电导率不同，通过安装在汽包内多个电导率不同，通过安装在汽包内多个电极传感器，并采用二次仪表识别其电极传感器，并采用二次仪表识别其电导率，而成功测量出此时的水位值。导率，而成功测量出此时的水位值。电极传感器直接感应汽包内的水界面，电极传感器直接感应汽包内的水界面，所以取样误差很小，测量很准确，可所以取样误差很小，测量很准确，可作为汽包水位测量的基准仪表和试验作为汽包水位测量的基准仪表和试验仪表。仪表。 该装置成功

11、的安装在通辽电厂该装置成功的安装在通辽电厂的一台的一台670t/h670t/h汽包炉上并获得了成汽包炉上并获得了成功。他的成功应用结束了汽包水位测功。他的成功应用结束了汽包水位测量没有基准表不能实时标定其它水位量没有基准表不能实时标定其它水位计的历史，解决了汽包水位测量中关计的历史，解决了汽包水位测量中关键性的技术问题。键性的技术问题。1-固定支架；2-电极传感器；3-传感器的延长电缆；4-水侧取样管；5-汽侧取样管；6-显示仪表； 7-电缆；8-引出箱；9-固定座；10-密封垫或密封环；11-压盖汽包水位内置式电极测量装置示意 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电

12、测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司汽包水位内置电极传感器现场照片汽包水位内置电极传感器现场照片 (专利号：ZL 2004 2 0073417.2) 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司2 2 汽包水位低偏差云母水位计汽包水位低偏差云母水位计特点：特点：1 1）低偏差。）低偏差。2 2）无盲区。）无盲区。 3 3）高清晰。）高清晰。4 4）窗口组件选用一流材质，使用寿窗口组件选用一流材质，使用寿命长，泄漏率低，可两年更换一次命长，泄漏率低，可两年更换一次云云 母组件，维护费用低。母组件，维护费用低。5 5）自冲洗效果好，窗口不易挂垢。）自冲洗效果好，窗口不易挂垢。 秦皇岛

13、华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司3 3 汽包水位高精度取样电极传感器汽包水位高精度取样电极传感器 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司汽包水位高精度取样电极传感器现场照片汽包水位高精度取样电极传感器现场照片(淘汰进口电接点淘汰进口电接点) 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司特点：特点：1 1）带有伴热循环系统，带有伴热循环系统，测量筒水柱温度接近汽包内水温，测量筒水柱温度接近汽包内水温，测量精测量精度高。度高。2 2）免排污。水质好，减轻了对电极的污染。初装彻底冲洗后，在）免排污。水质好，减轻

14、了对电极的污染。初装彻底冲洗后，在3 34a4a大修周期内免排污，既减少了维护量，又可避免热态排污损大修周期内免排污，既减少了维护量，又可避免热态排污损坏电极。坏电极。3 3）水质稳定，水样上下水阻率分布较均匀，利于提高二次仪表测）水质稳定，水样上下水阻率分布较均匀，利于提高二次仪表测量的稳定性，不必经常调整仪表临界水阻。量的稳定性，不必经常调整仪表临界水阻。4）水侧取样管中有连续流向汽包的高温水流，当汽包水位大幅度）水侧取样管中有连续流向汽包的高温水流，当汽包水位大幅度升降时，电极承受的热冲击较小。升降时，电极承受的热冲击较小。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司5 5）可

15、增大水样电阻率，利于减小工作电流，减缓电极的电腐蚀而）可增大水样电阻率，利于减小工作电流，减缓电极的电腐蚀而延长寿命。延长寿命。6 6）电极上仰安装，可有效防止挂水。电极上仰安装，可有效防止挂水。7 7）采用）采用柔性自密封电极组件，电极平均寿命可达柔性自密封电极组件，电极平均寿命可达26000小时。小时。 4 4 汽包水位内装平衡容器汽包水位内装平衡容器 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司变送器所测得的差压值为:gHgHSWLL由公式得：PPPgPHSW L 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司特点：特点：1 1、精确度高，不受汽包内水欠饱和以及外置平衡容器

16、参比水柱温、精确度高，不受汽包内水欠饱和以及外置平衡容器参比水柱温度变化的影响，从公式中可以看出变送器所测得的差压值为汽段参度变化的影响，从公式中可以看出变送器所测得的差压值为汽段参比水柱（饱和水）和相同高度的饱和汽静压之差，这一点与以往的比水柱（饱和水）和相同高度的饱和汽静压之差，这一点与以往的任何一种外置式平衡容器不同，而采用外置式平衡容器测量汽包水任何一种外置式平衡容器不同，而采用外置式平衡容器测量汽包水位不仅受平衡容器下参比水柱温度变化的影响，而且由于补偿公式位不仅受平衡容器下参比水柱温度变化的影响，而且由于补偿公式是假定汽包内水是饱和状态下推算出来，而实际上汽包内的水是欠是假定汽包内

17、水是饱和状态下推算出来，而实际上汽包内的水是欠饱和的，而且随着负荷变化欠饱和度也是变化的，由此可见，采用饱和的，而且随着负荷变化欠饱和度也是变化的，由此可见，采用内装平衡容器的测量精确度远比外置式平衡容器要高。内装平衡容器的测量精确度远比外置式平衡容器要高。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司2 2、由于汽包的汽侧取样管上焊接有冷凝罐，可以及时向平衡容器、由于汽包的汽侧取样管上焊接有冷凝罐，可以及时向平衡容器中补充冷凝后的饱和水，因而可以保证锅炉点火不久就可投入汽包中补充冷凝后的饱和水，因而可以保证锅炉点火不久就可投入汽包水位测量。水位测量。3 3、具有防止内装平衡容器故障的

18、后备措施，当内装平衡容器出现、具有防止内装平衡容器故障的后备措施，当内装平衡容器出现问题时，可将正压表管与冷凝罐的备用正压取样管相连，这样可以问题时，可将正压表管与冷凝罐的备用正压取样管相连，这样可以方便转换到改进型外置式单室平衡容器继续工作。方便转换到改进型外置式单室平衡容器继续工作。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司现场照片现场照片三、改造后的效果三、改造后的效果目前已在国内目前已在国内300300多台锅炉上应用，效果理想，技术成熟多台锅炉上应用，效果理想，技术成熟u各水位计全过程、全范围内偏差在各水位计全过程、全范围内偏差在30mm30mm以内，瞬态不超以内，瞬态不超

19、过过50mm50mm。u启炉就能投入汽包水位保护。启炉就能投入汽包水位保护。u电极平均无故障电极平均无故障2600026000小时。小时。u云母水位计可两年更换一次云母组件，基本上免冲洗。云母水位计可两年更换一次云母组件，基本上免冲洗。u基准表标定其他水位计。基准表标定其他水位计。u满足满足火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司三、改造后的效果三、改造后的效果巴陵石化热电事业部巴陵石化热电事业部#8#8炉运行炉运行8 8个月现场效果照片个月现场效果照片（未做维护，现场清晰可见，工业电视稍有模糊）（未做

20、维护，现场清晰可见，工业电视稍有模糊） 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司大同大同600MW600MW的使用情况运行近一年后的效的使用情况运行近一年后的效果（未作冲洗和维护）果（未作冲洗和维护） 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司云母水位计已运行了两个月，未做任何维护，云母水位计已运行了两个月，未做任何维护，犹如新装表计，深受运行和检修人员喜欢犹如新装表计，深受运行和检修人员喜欢 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 从从6 6月月2525日点火起机以来，在不同工况下，改造后的日点火起机以

21、来，在不同工况下，改造后的5 5台水位计（台水位计（3 3台内台内置平衡容器和两台高精度电接点水位计）曲线几乎重合置平衡容器和两台高精度电接点水位计）曲线几乎重合, , 改造后的各水位计改造后的各水位计之间偏差小于之间偏差小于15mm,15mm,各项性能均达到了理想的效果。各项性能均达到了理想的效果。( (汽包压力汽包压力13.9MPa)13.9MPa) 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司(汽包压力汽包压力16.8MPa) 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有

22、限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司攀钢自备电厂攀钢自备电厂 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司n国电永福电厂国电永福电厂#3#3机组水位测量与保护系统机组水位测量与保护系统n部分引用“热工检查情况汇报 ”n据4月19日零点班值长日志：#3炉汽包水位两侧DCS示值偏差大，约180mm。热工值班人员检查汽包水位变送器，未见异常。经调4月18日零点至4月20日11时历史数据，几乎每次较大幅度调整燃烧（如投退火嘴或快速大幅调整F风门）时均会出现汽包水位两侧DCS示值有不同程度的偏差。请看部分图例： 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司4月18

23、日0：07退B1火嘴后，汽包水位偏差由0变为35mm 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司4月18日15：47退D1、D6火嘴后，汽包水位偏差由0变为50mm 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司4月18日16：05退D2、D3、D4、D5火嘴（停D磨）后，汽包水位偏差由0逐渐变大，最大达180mm，并一直持续至19日3:33 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司4月19日3:33，投C1火嘴后，汽包水位偏差由180mm逐渐变成40mm 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司4月19日11：06，C1挡板19%开至24%，C4挡板5

24、%开至24%，汽包水位偏差由0mm逐渐变至100mm 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司4月20日05：16，退B1火嘴后，汽包水位偏差由40mm逐渐变至0mm 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司国电岷江电厂改造后水位曲线四、控制与保护独立性安全原则四、控制与保护独立性安全原则1 1 锅炉汽包水位测量系统配置原则锅炉汽包水位测量系统配置原则 锅炉汽包水位测量、控制和保护系统是属于锅炉汽包水位测量、控制和保护系统是属于IEC 61508IEC 61508和和IEC 61511IEC 61511安全标安全标准中指出的安全仪表系统准中指出的安全仪表系统(Safe

25、Instrumentation System,(Safe Instrumentation System,简称简称SIS)SIS)，它的应，它的应用不当造成的事故危害性极大，根据当前技术发展水平，它的配置设计至少应用不当造成的事故危害性极大，根据当前技术发展水平，它的配置设计至少应遵循下列原则：遵循下列原则： （1 1）锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置组合，）锅炉汽包水位测量系统的配置必须采用两种或以上工作原理共存的配置组合，以防止系统性故障。以防止系统性故障。 （2 2）配置的汽包水位测量系统应是经充分的实践证明是安全可靠，能消除汽包压力）配置的汽包水位测量系统应

26、是经充分的实践证明是安全可靠，能消除汽包压力影响，全程测量水位精确度高，可确保锅炉点火后就能投入正常工作影响，全程测量水位精确度高，可确保锅炉点火后就能投入正常工作( (包括保护包括保护) )的产品，的产品，不允许将达不到上述要求或没有成功应用业绩的不成熟产品在锅炉上应用。不允许将达不到上述要求或没有成功应用业绩的不成熟产品在锅炉上应用。 （3 3）严格遵循锅炉汽包水位控制和保护独立性的原则，最大限度的减少故障风险，）严格遵循锅炉汽包水位控制和保护独立性的原则，最大限度的减少故障风险，并降低故障停炉机率。并降低故障停炉机率。 （4 4）汽包水位至少应配置两种互相独立的监视仪表。）汽包水位至少应

27、配置两种互相独立的监视仪表。 （5 5）汽包水位保护和控制的测量系统至少应按三重冗余的原则设计。）汽包水位保护和控制的测量系统至少应按三重冗余的原则设计。 （6 6）汽包水位测量信号应采取完善的坏信号检查手段，以便及早发现异常。）汽包水位测量信号应采取完善的坏信号检查手段，以便及早发现异常。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司2 2 事故案例事故案例u2.1 2.1 案例一：一台变送器泄漏，影响另外两台变送器指示偏高，导致案例一：一台变送器泄漏，影响另外两台变送器指示偏高，导致低水位保护拒动低水位保护拒动 2002年年12月月日，河南省日，河南省电厂一台电厂一台1025 t/

28、h锅炉，因一台变送器损坏泄漏，锅炉，因一台变送器损坏泄漏，喷射到相邻的两台汽包水位变送器上，使这两台汽包水位变送器的指示偏高，引喷射到相邻的两台汽包水位变送器上，使这两台汽包水位变送器的指示偏高，引起给水自动减少，汽包严重缺水。由于汽包水位保护信号也取自这几台变送器，起给水自动减少，汽包严重缺水。由于汽包水位保护信号也取自这几台变送器，因此，低水位保护也拒动。幸亏运行人员分析判断正确，手动因此，低水位保护也拒动。幸亏运行人员分析判断正确，手动MFT停炉，虽未停炉，虽未酿成重大爆管事故，但已造成炉水循环水泵严重汽蚀。酿成重大爆管事故，但已造成炉水循环水泵严重汽蚀。u2.2 2.2 案例二：电极式

29、水位计一次门泄漏，导致邻近差压水位计平衡容案例二：电极式水位计一次门泄漏，导致邻近差压水位计平衡容器压力下降以及参比水柱温度升高而引发缺水事故器压力下降以及参比水柱温度升高而引发缺水事故 2002年年11月月日，安徽省某电厂日，安徽省某电厂3号炉号炉(1025t/h)电极点水位计一次门泄漏，电极点水位计一次门泄漏，使邻近两个差压水位计的平衡容器压力下降以及参比水柱温度升高。导致水位指使邻近两个差压水位计的平衡容器压力下降以及参比水柱温度升高。导致水位指示不正常升高，控制系统接受错误信号，不断减少给水流量，造成严重缺水。由示不正常升高，控制系统接受错误信号，不断减少给水流量，造成严重缺水。由于汽

30、包水位保护信号也取自这两个差压变送器，因此，低水位保护也拒动。幸亏于汽包水位保护信号也取自这两个差压变送器，因此，低水位保护也拒动。幸亏运行人员发现运行人员发现2个电极点水位计均显示无水，经多方面判别后，确认已缺水，及个电极点水位计均显示无水，经多方面判别后，确认已缺水，及时手动时手动MFT，才避免一起重大事故，事后检查发现，炉水循环水泵已经汽蚀，才避免一起重大事故，事后检查发现，炉水循环水泵已经汽蚀(炉炉水循环水泵差压低停炉保护也未动作水循环水泵差压低停炉保护也未动作)。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司u2.3 2.3 案例三：差压水位计排污门检修后，无法立即投入，强制

31、信号时案例三：差压水位计排污门检修后，无法立即投入，强制信号时有误，导致满水事故有误，导致满水事故 20042004年年2 2月月2 2日，河南省某电厂一台炉的两台测量汽包水位的差压变日，河南省某电厂一台炉的两台测量汽包水位的差压变送器排污门泄漏，消缺处理后，因单室平衡容器参比水柱形成和正、负送器排污门泄漏，消缺处理后，因单室平衡容器参比水柱形成和正、负压管温度平衡需要一段时间，故将该两变送器至控制器的信号强制在一压管温度平衡需要一段时间，故将该两变送器至控制器的信号强制在一个确定值个确定值(8mm)(8mm)，在此期间，由于运行人员误把自动调节信号切为该两信，在此期间，由于运行人员误把自动调

32、节信号切为该两信号的号的“平均平均”模式，因水位设定值为模式，因水位设定值为18mm18mm，于是给水指令连续增加给水，于是给水指令连续增加给水量，最终导致汽包满水，幸亏运行人员及时发现，手动量，最终导致汽包满水，幸亏运行人员及时发现，手动MFTMFT停炉，事故未停炉，事故未进一步扩大。如果控制和保护独立设置，如控制失灵，保护可正确动作进一步扩大。如果控制和保护独立设置，如控制失灵，保护可正确动作保护锅炉，反之，当保护不准时，控制系统仍能控制水位在正常值。保护锅炉，反之，当保护不准时，控制系统仍能控制水位在正常值。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司u2.4 2.4 案例四：

33、汽包压力补偿参数设置有误，造成汽包满水、主汽带水案例四：汽包压力补偿参数设置有误，造成汽包满水、主汽带水 20042004年年6 6月月1 1日，河南省某电厂根据国家电力公司发布的日，河南省某电厂根据国家电力公司发布的电站锅炉电站锅炉汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定汽包水位测量系统配置、安装和使用若干规定( (试行试行) )要求，改进原有要求，改进原有单室平衡容器，并取消连通管，参比水柱高度由原来的单室平衡容器，并取消连通管，参比水柱高度由原来的860mm860mm扩大到扩大到1130mm1130mm，在修改，在修改DCSDCS组态时，对水位测量和压力补偿参数修改有误，导致组态时，对水

34、位测量和压力补偿参数修改有误，导致差压水位计的测量误差随汽包压力升高而加大，电极点水位计和云母水差压水位计的测量误差随汽包压力升高而加大，电极点水位计和云母水位计显示水位已达位计显示水位已达+300mm(+300mm(实际还要高实际还要高) )，汽包已满水，但三个差压水位，汽包已满水，但三个差压水位计显示分别为计显示分别为-99.5mm-99.5mm，-82.4mm-82.4mm，-166mm-166mm，满水保护不动作，控制系统，满水保护不动作，控制系统不断增大给水流量，幸亏运行人员监盘发现给水流量比蒸汽流量大不断增大给水流量，幸亏运行人员监盘发现给水流量比蒸汽流量大260t/h260t/h

35、，并看到电极式水位计和云母水位计均显示满水，手动打闸停机，并看到电极式水位计和云母水位计均显示满水，手动打闸停机，虽已造成汽包满水，主蒸汽带水和汽温急剧下降，但事故没有进一步扩虽已造成汽包满水，主蒸汽带水和汽温急剧下降，但事故没有进一步扩大。大。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司u2.5 2.5 案例五：一台汽包压力变送器故障和另一台水位计测量卡故障导案例五：一台汽包压力变送器故障和另一台水位计测量卡故障导致汽包水位低跳闸。致汽包水位低跳闸。 20062006年年1 1月月1919日，浙江省某电厂汽包水位保护和控制共用三台差压日，浙江省某电厂汽包水位保护和控制共用三台差压式

36、水位计，由于一台水位计的补偿压力变送器故障，而另一台水位计的式水位计，由于一台水位计的补偿压力变送器故障，而另一台水位计的测量卡故障，导致二个信号反映水位低而引起跳闸。测量卡故障，导致二个信号反映水位低而引起跳闸。u2.6 2.6 案例六：汽包水位差压变送器仪表管冻，导致汽包水位保护高保案例六：汽包水位差压变送器仪表管冻，导致汽包水位保护高保护误动。护误动。 20062006年年2 2月月1 1日，山东省某电厂汽包水位保护和控制共用三台差压式日，山东省某电厂汽包水位保护和控制共用三台差压式水位计，由于汽包水位差压变送器仪表管冻，导致汽包水位保护高保护水位计，由于汽包水位差压变送器仪表管冻，导致

37、汽包水位保护高保护误动。误动。u2.7 2.7 案例七：因汽包水位变送器案例七：因汽包水位变送器24V24V电源失去，导致电源失去，导致“汽包水位高汽包水位高”保保护误动护误动 20052005年年7 7月月7 7日，安徽某电厂日，安徽某电厂2 2机组因汽包水位变送器机组因汽包水位变送器24V24V电源失去，电源失去，导致导致“汽包水位高汽包水位高”保护误动引发机组跳闸。保护误动引发机组跳闸。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司u2.8 2.8 案例八：因汽包水位表发生案例八：因汽包水位表发生“飞升飞升”导致汽包水位高保护误动导致汽包水位高保护误动 20052005年年111

38、1月月8 8日，安徽某电厂日，安徽某电厂2 2机小修启动过程中机小修启动过程中90MW90MW负荷时，给负荷时，给水泵切换，使给水流量波动较大，引起汽包水位波动，当时汽包水位水泵切换，使给水流量波动较大，引起汽包水位波动，当时汽包水位C C因因故未投入运行，汽包水位保护由汽包水位故未投入运行，汽包水位保护由汽包水位A A和和B B二选一控制，因汽包水位二选一控制，因汽包水位A A发生仪表发生仪表“飞升飞升”现象导致汽包水位高保护误动。现象导致汽包水位高保护误动。u2.9 2.9 案例九：案例九：20042004年年3 3月月6 6日因日因DPU138/139DPU138/139故障故障“汽包水

39、位高汽包水位高”误动机误动机组跳闸组跳闸 20042004年年3 3月月6 6日，上海某厂日，上海某厂20042004年年3 3月月6 6日日9 9时时5454分，分，2 2机组光字牌机组光字牌“汽包水位高汽包水位高”报警，运行检查汽包水位突升至报警，运行检查汽包水位突升至8000mm8000mm左右，电接点汽左右，电接点汽包水位正常，包水位正常，9 9时时5454分分3030秒，汽包水位高跳闸信号出现，秒，汽包水位高跳闸信号出现，9 9时时5454分分3636秒秒, ,炉炉MFTMFT动作，检查发现动作，检查发现DPU138DPU138故障，备用故障，备用DPU139DPU139在投用时亦发

40、生故障。在投用时亦发生故障。u2.10 2.10 案例十：案例十： 20042004年年3 3月月1717日因汽包水位变送器水管接头漏锅炉日因汽包水位变送器水管接头漏锅炉MFTMFT动作动作 上海某厂上海某厂20042004年年3 3月月1717日日9 9时时3636分，锅炉燃烧、水位正常情况下，分，锅炉燃烧、水位正常情况下，MFTMFT动作，第一原因为汽包水位高。现场检查动作，第一原因为汽包水位高。现场检查10HAD10FL90110HAD10FL901、10HAD10FL90310HAD10FL903正压侧管子接头有泄漏现象，造成两只变送器汽包水位值正压侧管子接头有泄漏现象，造成两只变送器

41、汽包水位值均大于均大于500mm500mm保护动作。保护动作。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司u2.11 2.11 案例十一：案例十一： 20042004年年8 8月月1515日因机组汽包水位数据采集卡故障日因机组汽包水位数据采集卡故障“汽汽包水位低包水位低”保护误动停机保护误动停机 上海某厂上海某厂20042004年年8 8月月1515日日1515时时0808分分5757秒，秒，4 4机组光字牌：汽包水位机组光字牌：汽包水位低报警，运行检查低报警，运行检查CCSCCS汽包水位突降至汽包水位突降至381381毫米以下（毫米以下（381381毫米是保护毫米是保护动作值），电

42、接点汽包水位正常，汽包水位低跳闸信号出现，动作值），电接点汽包水位正常，汽包水位低跳闸信号出现，1515时时1919分，分，炉炉MFTMFT动作，声光报警、汽机跳闸、发电机解列、厂用电自切成功。运行、动作，声光报警、汽机跳闸、发电机解列、厂用电自切成功。运行、检修经检查后发现汽包水位数据采集卡故障，卡上带有汽包水位检修经检查后发现汽包水位数据采集卡故障，卡上带有汽包水位LT0904LT0904、LT0905LT0905两点信号。因采集卡故障，造成汽包水位三选二保护动作，故采两点信号。因采集卡故障，造成汽包水位三选二保护动作，故采集卡故障是此次集卡故障是此次MFTMFT的主要原因。的主要原因。

43、2.12 2.12 案例十二：华能某厂案例十二：华能某厂#4#4机组汽包水位取样管路再次受冻结冰，机组机组汽包水位取样管路再次受冻结冰，机组跳闸跳闸事情经过：事情经过：20032003年年1 1月月5 5日日1 1时时3636分分#4#4机负荷机负荷188MW188MW，ABAB给水泵转速突给水泵转速突降至降至3000rpm3000rpm，紧急给水泵转速，手动启动电泵，仍无法维持汽包水位；，紧急给水泵转速，手动启动电泵，仍无法维持汽包水位；于于1 1时时3838分分#4#4机组跳闸，首显机组跳闸，首显“汽包水位低汽包水位低”。检查。检查A A，C C点水位测量信号点水位测量信号因取样管路结冰而

44、故障，造成三个平衡容器水位计，一个跳变，两个无因取样管路结冰而故障，造成三个平衡容器水位计，一个跳变，两个无指示，从而引起给水自动在主站上跳到手动，而且输出给水指示，从而引起给水自动在主站上跳到手动，而且输出给水 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司控制指令始终跟踪零指令，因此运行人员无法干预，导致汽包水位低低控制指令始终跟踪零指令，因此运行人员无法干预，导致汽包水位低低MFTMFT动作。检查电接点水位计指示正常，处理后于动作。检查电接点水位计指示正常，处理后于3 3时时5252分分#4#4炉点火。炉点火。5 5时时0808

45、分机组并于阳分机组并于阳220KV220KV母。母。 暴露问题：受常年生活习惯影响，电厂对设备防冻的重要性认识不暴露问题：受常年生活习惯影响，电厂对设备防冻的重要性认识不足。防冻措施没有落到实处。对足。防冻措施没有落到实处。对20022002年年1212月月3131日日#4 #4 机组受冻跳机事件分机组受冻跳机事件分析不认真，没有及时制定切实的防范措施，造成同类事件的重复发生。析不认真，没有及时制定切实的防范措施，造成同类事件的重复发生。未能及时发现图纸标注汽包水位的控制逻辑与实际逻辑不相符的问题，处未能及时发现图纸标注汽包水位的控制逻辑与实际逻辑不相符的问题，处理设备缺陷时实际没有采取有效措

46、施。理设备缺陷时实际没有采取有效措施。2.12.1 案例十三：华能某厂案例十三：华能某厂#3#3炉炉DCSDCS中的中的#3#3、23DPU23DPU故障造成锅炉缺故障造成锅炉缺水爆管，水爆管，#3#3机组停运。机组停运。事故经过：事故经过：20032003年年3 3月月2323日日2020时时1010分监盘人员发现分监盘人员发现#3#3锅炉一些参数呈锅炉一些参数呈紫色（数值异常），各项操作均不能进行，同时炉侧紫色（数值异常），各项操作均不能进行，同时炉侧CRTCRT画面显示各自动画面显示各自动已处于解除状态，调自检画面发现已处于解除状态，调自检画面发现#3#3机机#3DPU#3DPU离线。离

47、线。2020时时1515分左右热工人分左右热工人员赶到现场，检查发现员赶到现场，检查发现#3DPU#3DPU离线，离线，#23DPU#23DPU处于主控状态，但处于主控状态，但#23DPU#23DPU主控主控线的线的I/OI/O点（汽包水位、主气温、主气压、给水压力、主汽流量、减温水点（汽包水位、主气温、主气压、给水压力、主汽流量、减温水流量等）为坏点，自动控制手操作失灵。（约流量等）为坏点，自动控制手操作失灵。（约2121时时0808分）监盘人员发现汽分）监盘人员发现汽 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司包水位急剧下降，水位由包水位急剧下降，水位由-50mm-50mm降至降

48、至-100mm-100mm，就地检查发现旁边给水调节，就地检查发现旁边给水调节门在关闭状态，手动摇起三次均自动关闭，水位急剧下降，约门在关闭状态，手动摇起三次均自动关闭，水位急剧下降，约2121时时0909分分#3#3炉正压并伴有声响，手动紧急停炉。炉正压并伴有声响，手动紧急停炉。DCSDCS厂家判断厂家判断#3DPU#3DPU故障前，故障前，#23DPU#23DPU因因硬件故障或通讯阻塞，已经同时硬件故障或通讯阻塞，已经同时I/OI/O总线失去了通讯。故当总线失去了通讯。故当#3DPU#3DPU离线后，离线后，#23DPU#23DPU也无法读取也无法读取I/OI/O数据。结合数据。结合272

49、7日上午日上午#3DPU#3DPU又一次出现离线情况，判又一次出现离线情况，判定定#3DPU#3DPU主机卡故障。由于当时的制粉系统运行工况导致火焰中心偏左，主机卡故障。由于当时的制粉系统运行工况导致火焰中心偏左，锅炉缺水引起左侧水冷壁管爆破、受损。共更换水冷壁管锅炉缺水引起左侧水冷壁管爆破、受损。共更换水冷壁管4343根共根共239239米。米。从从2323日日2121时时1010分故障停机到分故障停机到2929日日2020时时3030分投运报竣工，此次故障造成机组分投运报竣工，此次故障造成机组停运停运143143小时。小时。暴露问题：没有严格执行暴露问题：没有严格执行2525项反措的有关条

50、例，特别是对于承担主项反措的有关条例，特别是对于承担主要监控功能的要监控功能的DPUDPU故障时可能引起的设备主要参数失控引发或扩大故障的故障时可能引起的设备主要参数失控引发或扩大故障的危险性认识不足；危险性认识不足；设计中将同一子系统的调节、保护和数据采集功能放设计中将同一子系统的调节、保护和数据采集功能放在同一对在同一对DPUDPU中，使风险过度集中，给机组安全运行带来极大的隐患。没中，使风险过度集中，给机组安全运行带来极大的隐患。没有针对性的制定确保重要保护可靠工作的措施；有针对性的制定确保重要保护可靠工作的措施； 自动控制系统的重要自动控制系统的重要调节门，没有自动脱扣功能，没有制定相

51、应的操作措施，致使旁路给水门调节门，没有自动脱扣功能，没有制定相应的操作措施，致使旁路给水门三次手动摇起又返回；三次手动摇起又返回； 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司2.14 2.14 案例十四：案例十四：19971997年年1212月月1616日秦皇岛热电厂因日秦皇岛热电厂因“汽包水位低汽包水位低”保护拒保护拒动动, ,造成重大设备损坏事故。事故报告摘录如下：造成重大设备损坏事故。事故报告摘录如下：“2 2、汽包水位计测量误差致使汽包低水位保护拒动，造成事故扩大。、汽包水位计测量误差致使汽包低水位保护拒动，造成事故扩大。该炉有该炉有3 3个水位计。就地水位计（水位个水位计

52、。就地水位计（水位TVTV）可视范围）可视范围200mm200mm、电接点水位、电接点水位计计300mm300mm、CRTCRT带保护的差压式水位计量程为带保护的差压式水位计量程为400mm400mm，保护定值为：，保护定值为：+300mm+300mm、-384mm-384mm。所以当水位变化到。所以当水位变化到-300mm-300mm以外时，就地水位计和电接点以外时，就地水位计和电接点水位计就失去了监视作用，而水位计就失去了监视作用，而CRTCRT中差压式水位计虽可全量程显示，但由中差压式水位计虽可全量程显示，但由于厂家温度补偿设定值等原因造成偏差过大。后经分析、试验，该差压式于厂家温度补偿

53、设定值等原因造成偏差过大。后经分析、试验，该差压式水位计温度补偿，厂家给定值是水位计温度补偿，厂家给定值是5050，由于加上保温投上伴热后，可使温，由于加上保温投上伴热后，可使温度升至度升至130130（由（由1 1月月1313日日#3#3炉汽包水位试验数据证明），受此温差影响，炉汽包水位试验数据证明），受此温差影响，可使水位虚高可使水位虚高108mm108mm，而热工人员没有按规程规定，以就地水位计零水位，而热工人员没有按规程规定，以就地水位计零水位进行校正。所以，在锅炉实际断水时，还显示进行校正。所以，在锅炉实际断水时，还显示-328mm-328mm（距保护定值尚差（距保护定值尚差56mm

54、56mm），造成保护拒动。当锅炉水循环破坏后，），造成保护拒动。当锅炉水循环破坏后，B B、C C炉水循环泵相继因压炉水循环泵相继因压差低跳泵，而差低跳泵，而A A循环泵因测量系统故障后，没有采取有效的替代措施而失循环泵因测量系统故障后，没有采取有效的替代措施而失去了保护功能，只发压差低报警，未跳泵，导致了去了保护功能，只发压差低报警，未跳泵，导致了“MFT”MFT”未动作，使得未动作，使得事故闯过了后备保护的最后一道关口。为此，汽包低水位保护拒动、事故闯过了后备保护的最后一道关口。为此，汽包低水位保护拒动、A A炉炉 水循环泵未跳导致水循环泵未跳导致“MTF”MTF”未动作，是造成事故扩大的

55、一个重要未动作，是造成事故扩大的一个重要原因。原因。 3 3、运行人员判断失误，使事故没能有效制止，最终酿成大错。锅、运行人员判断失误，使事故没能有效制止，最终酿成大错。锅炉断水后，给水流量计始终有炉断水后，给水流量计始终有350t/h350t/h的流量显示，电接点水位的流量显示，电接点水位计始终有计始终有-300-300的水位显示，差压水位计始终显示的水位显示，差压水位计始终显示-328mm-328mm，并且，并且保护未动，这些都给运行人员一个误导。保护未动，这些都给运行人员一个误导。” 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司2.15 2.15 案例十五：案例十五：#1#1炉汽

56、包水位高致使过炉汽包水位高致使过/ /再热汽温低再热汽温低 。 20072007年年1 1月月2626日日1010：5050，#1#1机机AGCAGC方式，负荷从方式，负荷从480MW480MW加到加到560MW560MW，汽包，汽包水位水位A/B/CA/B/C点：点：78/330/58mm78/330/58mm；汽包水位高报警未发，过热器温度最低降至；汽包水位高报警未发，过热器温度最低降至440/430440/430左右，当负荷由左右，当负荷由560MW560MW降到降到520MW520MW时，汽温再次降至时，汽温再次降至480/470480/470左左右，检查云母水位计指示右，检查云母水位

57、计指示180mm180mm，正常云母水位计应该偏低，正常云母水位计应该偏低CRTCRT显示。从显示。从DCSDCS工程师站检查，发现固定端工程师站检查，发现固定端A A、C C两台汽包压力变送器（编号分别为两台汽包压力变送器（编号分别为PT01.2PT01.2、PT01.5PT01.5）显示近似为）显示近似为0MPa0MPa，完全打开该变送器二次阀汽包压力正，完全打开该变送器二次阀汽包压力正常，汽包水位常，汽包水位A A、C C显示恢复到正常。显示恢复到正常。 本次满水事件的发生，本次满水事件的发生，反映出运行人员对汽包压力对水位修正影响如反映出运行人员对汽包压力对水位修正影响如此之大认识不足

58、，没有在第一时间内作出正确判断，而是片面认为本次减此之大认识不足，没有在第一时间内作出正确判断，而是片面认为本次减温水改造后汽温特性发生了不明变化，或是锅炉本体再次发生泄漏，延误温水改造后汽温特性发生了不明变化，或是锅炉本体再次发生泄漏，延误了处理时间。了处理时间。 2.16 2.16 案例十六：案例十六：20102010年年1 1月月1313日早晨北方金桥发电厂日早晨北方金桥发电厂#1#1机组由于汽包水位问题发生机组由于汽包水位问题发生MFTMFT动作，随后发电机解列。动作，随后发电机解列。 秦皇岛华电测控设备有限公司秦皇岛华电测控设备有限公司3 3 锅炉汽包水位测量系统配置设计锅炉汽包水位

59、测量系统配置设计3.1 3.1 汽包水位测量系统的配置组合汽包水位测量系统的配置组合 根据当前技术发展，推荐新建锅炉应配置根据当前技术发展，推荐新建锅炉应配置1 1套就地水位计、套就地水位计、3 3套差套差压式水位测量装置和压式水位测量装置和3 3套电极式水位测量装置，这个三种工作原理共存套电极式水位测量装置，这个三种工作原理共存的配置方式较为理想。的配置方式较为理想。3 3套差压式水位测量装置用于汽包水位控制系统，套差压式水位测量装置用于汽包水位控制系统，3 3套电极式水位测量装置用于汽包水位保护系统，套电极式水位测量装置用于汽包水位保护系统，1 1套就地水位表因是套就地水位表因是无电源的，

60、可以作为电源消失时的最后监视保证。此外，采用当今最无电源的，可以作为电源消失时的最后监视保证。此外，采用当今最新测量技术后，虽然无论是差压式测量装置和电极式测量装置均能做新测量技术后，虽然无论是差压式测量装置和电极式测量装置均能做到准确、全程测量汽包水位，但是考虑到启动时差压式测量装置可能到准确、全程测量汽包水位，但是考虑到启动时差压式测量装置可能会受诸多因素的影响，例如差压取样管冲洗、泄漏、正负压取样管有会受诸多因素的影响，例如差压取样管冲洗、泄漏、正负压取样管有温差等，因此，建议锅炉启动时应以电极式汽包水位测量装置为主要温差等，因此，建议锅炉启动时应以电极式汽包水位测量装置为主要监视仪表，