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火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統技術規(guī)定 A 01 備案號：0401-2004? DRZ 電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會標準 ????? DRZ/T 01-2004 ? 火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統技術規(guī)定 Code for level Measuremet System of Boiler drum in Fossil Fuel Power Plant 2004-10-20發(fā)布??? 2004-12-20實施 電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會? 發(fā) 布 前 言 本標準根據電力行業(yè)熱工自動化標準化委員會的安排進行編制。 本標準為電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會頒發(fā)的新編標準。 本標準由電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會提出并歸口。 本標準主要起草單位：電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會標準起草工作組。 本標準主要起草人：侯子良。 本標準由電力行業(yè)熱工自動化標準化委員會解釋。 目 次 1?適用范圍 2?汽包水位測量系統的配置 3?汽包水位測量信號的補償 4?汽包水位測量裝置的安裝? 5?汽包水位測量和保護的運行維護 編制說明 1?? 適用范圍 本標準規(guī)定了火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統的配置、補償、安裝和運行維護的技術要求。 本標準適用于火力發(fā)電廠高壓、超高壓及亞臨界壓力的汽包鍋爐。 2?汽包水位測量系統的配置 2.1 鍋爐汽包水位測量系統的配置必須采用兩種或以上工作原理共存的配置方式。 鍋爐汽包至少應配置1套就地水位計、3套差壓式水位測量裝置和2套電極式水位測量裝置。新建鍋爐汽包應配置1套就地水位計、3套差壓式水位測量裝置和3套電極式水位測量裝置或1套就地水位計、1套電極式水位測量裝置和6套差壓式水位測量裝置。 2.2 鍋爐汽包水位控制和保護應分別設置獨立的控制器。在控制室，除借助DCS監(jiān)視汽包水位外，至少還應設置一個獨立于DCS及其電源的汽包水位后備顯示儀表(或裝置)。 2.3 鍋爐汽包水位控制應分別取自3個獨立的差壓變送器進行邏輯判斷后的信號。3個獨立的差壓變送器信號應分別通過3個獨立的輸入/輸出(I/O)模件或3條獨立的現場總線，引入分散控制系統(DCS)的冗余控制器。 2.4 鍋爐汽包水位保護應分別取自3個獨立的電極式測量裝置或差壓式水位測量裝置(當采用6套配置時)進行邏輯判斷后的信號。當鍋爐只配置2個電極式測量裝置時，汽包水位保護應取自2個獨立的電極式測量裝置以及差壓式水位測量裝置進行邏輯判斷后的信號。3個獨立的測量裝置輸出的信號應分別通過3個獨立的I/O模件引入DCS的冗余控制器。 2.5 每個汽包水位信號補償用的汽包壓力變送器應分別獨立配置。 2.6水位測量的差壓變送器信號間、電極式測量裝置信號間，以及差壓變送器和電極式測量裝置的信號間應在DCS中設置偏差報警。 2.7 對于進入DCS的汽包水位測量信號應設置包括量程范圍、變化速率等壞信號檢查手段。 2.8 本標準要求配置的電極式水位測量裝置應是經實踐證明安全可靠，能消除汽包壓力影響，全程測量水位精確度高，能確保從鍋爐點火起就能投入保護的產品，不允許將達不到上述要求或沒有成功應用業(yè)績的不成熟產品在鍋爐上應用。??? 汽包水位測量系統的其它產品和技術也應是先進的、且有成功應用業(yè)績和成熟的。 3?汽包水位測量信號的補償 3 .1 差壓式水位測量系統中應設計汽包壓力對水位-差壓轉換關系影響的補償。應精心配置補償函數以確保在盡可能大的范圍內均能保證補償精度。 3.2 差壓式水位表應充分考慮平衡容器下取樣管參比水柱溫度對水位測量的影響。 應采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設定溫度的平衡容器，或采用經實踐證明有成功應用經驗的參比水柱溫度接近飽和溫度的平衡容器。 必要時也可裝設能反映參比水柱溫度的溫度計，監(jiān)視與設計修正溫度的偏差，及由此產生的水位測量的附加誤差。 4?汽包水位測量裝置的安裝 4.1 每個水位測量裝置都應具有獨立的取樣孔。不得在同一取樣孔上并聯多個水位測量裝置，以避免相互影響，降低水位測量的可靠性。 ??? 當汽包上水位測量取樣孔不夠時，可采用在汽包上已提供的大口徑取樣管中插入1～2個取樣管的技術增多取樣點。當采用此方法時，應采取適當措施防止各個取樣系統互相干擾。 不宜采用加連通管的方法增加取樣點。 4.2 水位測量裝置安裝時，均應以汽包同一端的幾何中心線為基準線，采用水準儀精確確定各水位測量裝置的安裝位置，不應以鍋爐平臺等物作為參比標準。 4.3 安裝水位測量裝置取樣閥門時，應使閥門閥桿處于水平位置。 4.4 水位測量裝置在汽包上的開孔位置應根據鍋爐汽包內部結構、布置和鍋爐運行方式，由鍋爐制造廠負責確定和提供。取樣孔應盡量避開汽包內水汽工況不穩(wěn)定區(qū)(如安全閥排氣口、汽包進水口、下降管口、汽水分離器水槽處等)，若不能避開時，應在汽包內取樣管口加裝穩(wěn)流裝置。應優(yōu)先選用汽、水流穩(wěn)定的汽包端頭的測孔或將取樣口從汽包內部引至汽包端頭。電極式水位測量裝置的取樣孔應避開爐內加藥影響較大的區(qū)域。作為鍋爐運行中監(jiān)視、控制和保護的水位測量裝置的汽側取樣點不應在汽包蒸汽導管上設置。 4.5 汽包水位計的取樣管孔位置,汽側應高于鍋爐汽包水位停爐保護動作值，水側應低于鍋爐汽包水位停爐保護動作值，并有足夠的裕量。 4.6 三取二或三取中的三個汽包水位測量裝置的取樣孔不應設置在汽包的同一端頭，同一端頭的兩個取樣口應保持400mm以上距離。三個變送器安裝時應保持適當距離。 4.7 差壓式水位測量裝置的單室平衡容器應采用容積為300～800ml的直徑為約100mm 的球體或球頭圓柱體。 4.8 差壓式水位表安裝汽水側取樣管時，應保證管道的傾斜度不小于1：100，對于汽側取樣管應使取樣孔側低，對于水側取樣管應使取樣孔側高。 4.9 汽水側取樣管和取樣閥門均應良好保溫。平衡容器及容器下部形成參比水柱的管道不得保溫。引到差壓變送器的兩根管道應平行敷設共同保溫，并根據需要采取防凍措施，但任何情況下，拌熱措施不應引起正負壓側取樣管介質產生溫差。三取二或三取中的三個汽包水位測量裝置的取樣管間應保持一定距離，且不應將它們保溫在一起。電極式汽包水位測量裝置的排水管不應與取樣管緊挨并排布置。 4.10 就地水位計的安裝。 4.10.1 就地水位計的零水位線應比汽包內的零水位線低，降低的值取決于汽包工作壓力。若現役鍋爐就地水位計的零水位線與鍋爐汽包內的零水位線相一致，應根據鍋爐汽包內工作壓力重新標定就地水位表的零水位線，具體降低值應由鍋爐制造廠負責提供。當采用的就地水位計內部水柱溫度能始終保持飽和水溫時，表計的零水位線應與汽包內的零水位一致。 4.10.2 安裝汽水側取樣管時，應保證管道的傾斜度不小于1：100，對于汽側取樣管應使取樣孔側高，對于水側取樣管應使取樣孔側低。 4.10.3 汽水側取樣管和取樣閥門應良好保溫。 5?汽包水位測量和保護的運行維護 5.1 汽包水位測量裝置應定期利用停爐機會根據汽包內水痕跡或其它有效的方法核對水位表(計)計的零位值。鍋爐啟動時應以電極式汽包水位測量裝置為主要監(jiān)視儀表；鍋爐正常運行中應經常核對各個汽包水位測量裝置間的示值偏差，當偏差超過30mm時應盡快找出原因，進行消除。 5.2 差壓式水位測量裝置進行溫度修正所選取的參比水柱平均溫度應根據現場環(huán)境溫度確定，在運行中應密切監(jiān)視，當實際參比水柱溫度值偏離設置的修正參比值而導致的水位誤差過大時，應對修正回路進行重新設定。 5.3 鍋爐啟動前應確保差壓式水位測量裝置參比水柱的形成。 5.4 應密切監(jiān)視爐水導電度的變化。當爐內加藥異常導致爐水導電度高報警時，應密切監(jiān)視并及時排除，防止電極式水位測量裝置誤發(fā)報警而使水位保護誤動作。 5.5 鍋爐汽包水位保護 5.5.1 鍋爐水位保護未投入，嚴禁鍋爐啟動。 5.5.2 鍋爐汽包水位保護在鍋爐啟動前應進行實際傳動試驗，嚴禁用信號短接方法進行模擬試驗。 5.5.3 鍋爐汽包水位保護的整定值和延時值隨爐型和汽包內部結構不同而異，具體數值應由鍋爐制造廠負責確定，各單位不得自行確定。 《火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統技術規(guī)定》 編 制 說 明 ??? 國家電力公司《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》(簡稱《要求》)和《國家電力公司電站鍋爐汽包水位測量系統配置、安裝和使用若干規(guī)定(試行)》(簡稱《規(guī)定(試行)》)頒發(fā)以來，對提高鍋爐運行安全性，防止鍋爐汽包滿缺水事故發(fā)揮了重要作用。但是，根據近年來實踐，《要求》和《規(guī)定(試行)》中的某些條款在實施過程中較難操作。此外，隨著汽包水位測量技術的發(fā)展，也需要對《規(guī)定(試行)》進行重新修訂，以形成正式規(guī)定。由于國家電力公司已經解散，經與華能國際電力公司、大唐國際電力公司、中國電力投資集團公司、中國華電集團公司、國電電力集團公司和北京國華電力公司協商，決定由電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會負責編制《火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統技術規(guī)定》（簡稱《技術規(guī)定》）。 ??? 《技術規(guī)定》（送審稿）于2004年9月11日完成，隨后，電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會于2004年9月15日在京主持召開了《技術規(guī)定》（送審稿）審查會，參加會議的有華能國際電力公司、中國電力投資集團公司、中國華電集團公司、北京國華電力公司、北京聯合電力投資公司、河北省和河南省電力公司、東北電科院、華北電科院和河南電力試驗研究所、華北電力設計院以及九個發(fā)電廠和二個汽包水位測量裝置的制造廠，共計23個單位的23名專家，會議經認真審議，原則同意送審稿，也提出了一些修改意見，根據會議意見，對送審稿進行修改后，完成了報批稿。 ??? 本標準與《規(guī)定（試行）》主要差異如下： ???? 1．本標準適用于新建火力發(fā)電廠的汽包鍋爐，也適用于已投運鍋爐，對于某些要求僅適用于新建汽包鍋爐時，將在條文中特別明確說明。 ??? 《規(guī)定（試行）》僅適用于超高壓和亞臨界汽包鍋爐，本標準擴大到高壓汽包鍋爐，主要考慮高壓鍋爐滿缺水事故造成的危害也是十分嚴重的緣故。 ??? 2．《規(guī)定（試行）》提出5套配置方案。本標準配置數量有所增加，主要考慮有四方面： ??? 1）?國內外許多規(guī)程，特別是安全準則均要求重要保護和控制功能分開； ??? 2) 電極式水位測量裝置技術有較大突破，有些產品已經歷較長時間和較多應用證明安全可靠，能消除汽包壓力影響，全程測量水位精確度高，能確保從鍋爐點火起就可以投入水位保護； ??? 3）平衡容器技術也有較大突破，有些產品也能保證差壓式水位測量裝置的測量精確性、穩(wěn)定性，并確保啟動時投入水位保護； ??? 4）多測孔接管技術取得經驗，當鍋爐汽包上水位測孔不夠時，可用多測孔接管技術解決。 ??? 3．本標準強調"汽包水位控制和保護應分別設置獨立的控制器"，以符合重要保護和控制功能獨立性原則。 根據三冗余信號獨立性原則，為確保冗余功能真正發(fā)揮作用，標準強調三冗余測量系統應從測孔、取樣管、水位測量表計（或變送器）、補償用汽包壓力變送器、輸入/輸出通道均應滿足獨立性原則。 ??? 4．為確保DCS及其供電UPS故障時確保值班人員在控制室仍能監(jiān)視水位，本標準增加了"在控制室，除借助DCS監(jiān)視汽包水位外，至少還應設置一個獨立于DCS及其電源的汽包水位后備顯示儀表（或裝置）"。 ??? 5．明確要求所有電極式測量裝置、差壓式變送器的信號間應設置水位偏差報警，當任意二個水位信號偏差超過30mm時應立即判別發(fā)生故障的測量裝置，或者確定是否是運行不當造成的，以便盡快消除。 ??? 6．為了及時排除不正確測量信號導致控制和保護誤動，DCS設計時應精心配置量程范圍、變化速率等壞信號檢查手段。 ??? 7．關于差壓水位表的平衡容器，"應充分考慮平衡容器下取樣管參比水柱溫度對水位測量的影響"。 標準提出了兩個方案： ??? ①"采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設定溫度的平衡容器"，例如，將單室平衡容器正壓側取樣管水平延長一段后再向下，以消除參比水柱出現不可控的溫度梯度。 ??? ②"采用經實踐證明有成功應用經驗的參比水柱溫度接近飽和溫度的平衡容器"。 ??? 8．本標準中除堅持《規(guī)定（試行）》中要求"每個水位測量裝置應具有獨立的取樣孔"外，根據最新技術發(fā)展，明確提出"當汽包上水位測量取樣孔不夠時可采用在汽包上已提供的大口徑取樣管中插入1～2個取樣管的方法增多取樣點"，但"不宜采用聯通管的方法增多取樣點"，因為，后者違反了取樣孔獨立性原則，而且對取樣測量準確性有影響。 ??? 9．《規(guī)定（試行）》中規(guī)定"就地水位計的零水位線應比汽包內的零水位線低，降低值取決于汽包壓力"，本標準根據就地水位計技術發(fā)展，補充"當采用的就地水位計內部水柱溫度能始終保持飽和水溫時，表計的零水位線應與汽包內的零水位線一致"。 ??? 10．本標準制訂過程中認為基準水位表的提法不夠科學。此外，由于采用當今最新測量技術后，無論差壓式測量裝置和電極式測量裝置均能做到準確、全程測量汽包水位，因此標準中提出"鍋爐正常運行中應經常核對各個汽包水位測量裝置間的示值偏差，當偏差超過30mm時應盡快找出原因，進行消除"。但是在"鍋爐啟動時應以電極式汽包水位測量裝置為主要監(jiān)視儀表"，這主要考慮鍋爐啟動時差壓式測量受諸多因素影響，因此，作此規(guī)定。 ??? 11．考慮到爐水導電度過高時會造成電極式水位測量裝置會誤發(fā)報警而使水位保護誤動作，因此，本標準中規(guī)定"應密切監(jiān)視爐水導電度的變化。當爐內加藥異常導致爐水導電度高報警時，應密切監(jiān)視并及時排除"。 - 6 -