DRZT 01-2004 火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

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- 1 - 火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 A 01 備案號： 0401 力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 01力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 004布 2004施 電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) 發(fā) 布 前 言 本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電力行業(yè)熱工自動(dòng)化 標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的安排進(jìn)行編制。 本標(biāo)準(zhǔn)為電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)頒發(fā)的新編標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)起草工作組。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：侯子良。 本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)解釋。 目 次 1 適用范圍 2 汽包水位測量系統(tǒng)的配置 3 汽包水位測量信號的補(bǔ)償 4 汽包水位測量裝置的安裝 5 汽包水位測量和保護(hù)的運(yùn)行維護(hù) 編制說明 - 2 - 1 適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)的配置 、補(bǔ)償、安裝和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)要求。 本標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)的配置 爐汽包水位測量系統(tǒng)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(yīng)配置 1 套就地水位計(jì)、 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(yīng)配置 1 套就地水位計(jì)、 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(jì)、 1 套電極式水位測量裝置和 6 套差壓式水位測量裝置。 爐汽包水位控制和保護(hù)應(yīng)分別設(shè)置獨(dú)立的控制器。在控制室，除借助 視 汽包水位外，至少還應(yīng)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立于 其電源的汽包水位后備顯示儀表 (或裝置 )。 爐汽包水位控制應(yīng)分別取自 3 個(gè)獨(dú)立的差壓變送器進(jìn)行邏輯判斷后的信號。 3 個(gè)獨(dú)立的差壓變送器信號應(yīng)分別通過 3 個(gè)獨(dú)立的輸入 /輸出 (I/O)模件或 3 條獨(dú)立的現(xiàn)場總線，引入分散控制系統(tǒng) (冗余控制器。 爐汽包水位保護(hù)應(yīng)分別取自 3個(gè)獨(dú)立的電極式測量裝置或差壓式水位測量裝置 (當(dāng)采用 6套配置時(shí) )進(jìn)行邏輯判斷后的信號。當(dāng)鍋爐只配置 2 個(gè)電極式測量裝置時(shí)，汽包水位保護(hù)應(yīng)取自 2 個(gè)獨(dú)立的電極式測量裝置以及差壓式水位測量裝置進(jìn) 行邏輯判斷后的信號。 3 個(gè)獨(dú)立的測量裝置輸出的信號應(yīng)分別通過 3 個(gè)獨(dú)立的 I/O 模件引入 冗余控制器。 個(gè)汽包水位信號補(bǔ)償用的汽包壓力變送器應(yīng)分別獨(dú)立配置。 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(yīng)在 設(shè)置偏差報(bào)警。 于進(jìn)入 汽包水位測量信號應(yīng)設(shè)置包括量程范圍、變化速率等壞信號檢查手段。 標(biāo)準(zhǔn)要求配置的電極式水位測量裝置應(yīng)是經(jīng)實(shí)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(diǎn)火起就能投入 保護(hù)的產(chǎn)品，不允許將達(dá)不到上述要求或沒有成功應(yīng)用業(yè)績的不成熟產(chǎn)品在鍋爐上應(yīng)用。 汽包水位測量系統(tǒng)的其它產(chǎn)品和技術(shù)也應(yīng)是先進(jìn)的、且有成功應(yīng)用業(yè)績和成熟的。 3 汽包水位測量信號的補(bǔ)償 3 壓式水位測量系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)汽包壓力對水位 精心配置補(bǔ)償函數(shù)以確保在盡可能大的范圍內(nèi)均能保證補(bǔ)償精度。 壓式水位表應(yīng)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(yīng)采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設(shè)定溫度的平衡容器，或采用經(jīng)實(shí)踐證明有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的參比水柱溫度接近飽和溫度的平 衡容器。 - 3 - 必要時(shí)也可裝設(shè)能反映參比水柱溫度的溫度計(jì)，監(jiān)視與設(shè)計(jì)修正溫度的偏差，及由此產(chǎn)生的水位測量的附加誤差。 4 汽包水位測量裝置的安裝 個(gè)水位測量裝置都應(yīng)具有獨(dú)立的取樣孔。不得在同一取樣孔上并聯(lián)多個(gè)水位測量裝置，以避免相互影響，降低水位測量的可靠性。 當(dāng)汽包上水位測量取樣孔不夠時(shí)，可采用在汽包上已提供的大口徑取樣管中插入 1～ 2 個(gè)取樣管的技術(shù)增多取樣點(diǎn)。當(dāng)采用此方法時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)措施防止各個(gè)取樣系統(tǒng)互相干擾。 不宜采用加連通管的方法增加取樣點(diǎn)。 位測量裝置安裝時(shí)，均應(yīng)以汽包同一 端的幾何中心線為基準(zhǔn)線，采用水準(zhǔn)儀精確確定各水位測量裝置的安裝位置，不應(yīng)以鍋爐平臺(tái)等物作為參比標(biāo)準(zhǔn)。 裝水位測量裝置取樣閥門時(shí)，應(yīng)使閥門閥桿處于水平位置。 位測量裝置在汽包上的開孔位置應(yīng)根據(jù)鍋爐汽包內(nèi)部結(jié)構(gòu)、布置和鍋爐運(yùn)行方式，由鍋爐制造廠負(fù)責(zé)確定和提供。取樣孔應(yīng)盡量避開汽包內(nèi)水汽工況不穩(wěn)定區(qū) (如安全閥排氣口、汽包進(jìn)水口、下降管口、汽水分離器水槽處等 )，若不能避開時(shí)，應(yīng)在汽包內(nèi)取樣管口加裝穩(wěn)流裝置。應(yīng)優(yōu)先選用汽、水流穩(wěn)定的汽包端頭的測孔或?qū)⑷涌趶钠鼉?nèi)部引至汽包端頭。電極式水位測量裝置 的取樣孔應(yīng)避開爐內(nèi)加藥影響較大的區(qū)域。作為鍋爐運(yùn)行中監(jiān)視、控制和保護(hù)的水位測量裝置的汽側(cè)取樣點(diǎn)不應(yīng)在汽包蒸汽導(dǎo)管上設(shè)置。 包水位計(jì)的取樣管孔位置 ,汽側(cè)應(yīng)高于鍋爐汽包水位停爐保護(hù)動(dòng)作值，水側(cè)應(yīng)低于鍋爐汽包水位停爐保護(hù)動(dòng)作值，并有足夠的裕量。 取二或三取中的三個(gè)汽包水位測量裝置的取樣孔不應(yīng)設(shè)置在汽包的同一端頭，同一端頭的兩個(gè)取樣口應(yīng)保持 400上距離。三個(gè)變送器安裝時(shí)應(yīng)保持適當(dāng)距離。 壓式水位測量裝置的單室平衡容器應(yīng)采用容積為 300～ 800直徑為約 100球體或球頭 圓柱體。 壓式水位表安裝汽水側(cè)取樣管時(shí)，應(yīng)保證管道的傾斜度不小于 1： 100，對于汽側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)低，對于水側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)高。 水側(cè)取樣管和取樣閥門均應(yīng)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(yīng)平行敷設(shè)共同保溫，并根據(jù)需要采取防凍措施，但任何情況下，拌熱措施不應(yīng)引起正負(fù)壓側(cè)取樣管介質(zhì)產(chǎn)生溫差。三取二或三取中的三個(gè)汽包水位測量裝置的取樣管間應(yīng)保持一定距離，且不應(yīng)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(yīng)與取樣管緊挨并排布置。 地水位計(jì)的安裝。 地水位計(jì)的零水位線應(yīng)比汽包內(nèi)的零水位線低，降低的值取決于汽包工作壓力。若現(xiàn)役鍋爐就地水位計(jì)的零水位線與鍋爐汽包內(nèi)的零水位線相一致，應(yīng)根據(jù)鍋爐汽包內(nèi)工作壓力重新標(biāo)定就地水位表的零水位線，具體降低值應(yīng)由鍋爐制造廠負(fù)責(zé)提供。 當(dāng)采用的就地水位計(jì)內(nèi)部水柱溫度能始終保持飽和水溫時(shí)，表計(jì)的零水位線應(yīng)與汽包內(nèi)的零水位一致。 - 4 - 裝汽水側(cè)取樣管時(shí)，應(yīng)保證管道的傾斜度不小于 1： 100，對于汽側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)高，對于水側(cè)取樣管應(yīng)使取樣孔側(cè)低。 水側(cè)取樣管和取樣閥門應(yīng)良好保溫。 5 汽包水位測量和保護(hù)的運(yùn)行維護(hù) 包水位測量裝置應(yīng)定期利用停爐機(jī)會(huì)根據(jù)汽包內(nèi)水痕跡或其它有效的方法核對水位表 (計(jì) )計(jì)的零位值。鍋爐啟動(dòng)時(shí)應(yīng)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(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常核對各個(gè)汽包水位測量裝置間的 示值偏差，當(dāng)偏差超過 30應(yīng)盡快找出原因，進(jìn)行消除。 壓式水位測量裝置進(jìn)行溫度修正所選取的參比水柱平均溫度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境溫度確定，在運(yùn)行中應(yīng)密切監(jiān)視，當(dāng)實(shí)際參比水柱溫度值偏離設(shè)置的修正參比值而導(dǎo)致的水位誤差過大時(shí)，應(yīng)對修正回路進(jìn)行重新設(shè)定。 爐啟動(dòng)前應(yīng)確保差壓式水位測量裝置參比水柱的形成。 密切監(jiān)視爐水導(dǎo)電度的變化。當(dāng)爐內(nèi)加藥異常導(dǎo)致爐水導(dǎo)電度高報(bào)警時(shí)，應(yīng)密切監(jiān)視并及時(shí)排除，防止電極式水位測量裝置誤發(fā)報(bào)警而使水位保護(hù)誤動(dòng)作。 爐汽包水位保護(hù) 爐水位保 護(hù)未投入，嚴(yán)禁鍋爐啟動(dòng)。 爐汽包水位保護(hù)在鍋爐啟動(dòng)前應(yīng)進(jìn)行實(shí)際傳動(dòng)試驗(yàn)，嚴(yán)禁用信號短接方法進(jìn)行模擬試驗(yàn)。 爐汽包水位保護(hù)的整定值和延時(shí)值隨爐型和汽包內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而異，具體數(shù)值應(yīng)由鍋爐制造廠負(fù)責(zé)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(tǒng)技術(shù)規(guī)定》 編 制 說 明 國家電力公司《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)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(tǒng)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(yùn) 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(jù)近年來實(shí)踐，《要求》和《規(guī)定 (試行 )》中的某些條款在實(shí)施過程中較難操作。此外，隨著汽包水位測量技術(shù)的發(fā)展，也需要對《規(guī)定 (試行 )》進(jìn)行重新修訂，以形成正式規(guī)定。由于國家電力公司已經(jīng)解散，經(jīng)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(tuán)公司、中國華電集團(tuán)公司、國電電力集團(tuán)公司和北京國華電力公司協(xié)商，決定由電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)編制《火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》（簡稱《技術(shù)規(guī)定》）。 《技術(shù)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(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于 2004 年 9 月 15 日在京主持召開了《技術(shù)規(guī)定》（送審稿）審查會(huì)，參加會(huì)議的有華能國際電力公司、中國電力投資集團(tuán)公司、中國華電集團(tuán)公司、北京國華電力公司、北京聯(lián)合電力投資公司、河 - 5 - 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(yàn)研究所、華北電力設(shè)計(jì)院以及九個(gè)發(fā)電廠和二個(gè)汽包水位測量裝置的制造廠，共計(jì) 23 個(gè)單位的 23 名專家，會(huì)議經(jīng)認(rèn)真審議，原則同意送審稿，也提出了一些修改意見，根據(jù)會(huì)議意見，對送審稿進(jìn)行修改后，完成了報(bào)批稿。 本標(biāo) 準(zhǔn)與《規(guī)定（試行）》主要差異如下： 1．本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建火力發(fā)電廠的汽包鍋爐，也適用于已投運(yùn)鍋爐，對于某些要求僅適用于新建汽包鍋爐時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)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(yán)重的緣故。 2．《規(guī)定（試行）》提出 5 套配置方案。本標(biāo)準(zhǔn)配置數(shù)量有所增加，主要考慮有四方面： 1） 國內(nèi)外許多規(guī)程，特別是安全準(zhǔn)則均要求重要保護(hù)和控制功能分開； 2) 電極式水位測量裝置技術(shù) 有較大突破，有些產(chǎn)品已經(jīng)歷較長時(shí)間和較多應(yīng)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(diǎn)火起就可以投入水位保護(hù)； 3）平衡容器技術(shù)也有較大突破，有些產(chǎn)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(dòng)時(shí)投入水位保護(hù)； 4）多測孔接管技術(shù)取得經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)鍋爐汽包上水位測孔不夠時(shí)，可用多測孔接管技術(shù)解決。 3．本標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào) "汽包水位控制和保護(hù)應(yīng)分別設(shè)置獨(dú)立的控制器 "，以符合重要保護(hù)和控制功能獨(dú)立性原則。 根據(jù)三冗余信號獨(dú)立性原則，為確保冗余功能真正發(fā)揮作用， 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)三冗余測量系統(tǒng)應(yīng)從測孔、取樣管、水位測量表計(jì)（或變送器）、補(bǔ)償用汽包壓力變送器、輸入 /輸出通道均應(yīng)滿足獨(dú)立性原則。 4．為確保 其供電 障時(shí)確保值班人員在控制室仍能監(jiān)視水位，本標(biāo)準(zhǔn)增加了 "在控制室，除借助 視汽包水位外，至少還應(yīng)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立于 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(yīng)設(shè)置水位偏差報(bào)警，當(dāng)任意二個(gè)水位信號偏差超過 30應(yīng)立即判別發(fā)生故障的測量裝置，或者確定是否是運(yùn)行不當(dāng)造成的，以便盡快消除。 6．為了及時(shí)排除不正確測量信號導(dǎo)致控制和保護(hù)誤動(dòng)， 計(jì)時(shí)應(yīng)精心配置量程范圍、變化速率等壞信號檢查手段。 7．關(guān)于差壓水位表的平衡容器， "應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)提出了兩個(gè)方案： ① "采用參比水柱溫度穩(wěn)定、接近設(shè)定溫度的平衡容器 "，例如，將單室平衡容器正壓側(cè)取樣管水平延長一段后再向下，以消除參比水柱出現(xiàn)不可控的溫度梯度。 ② "采用經(jīng)實(shí)踐證明有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的參比水柱溫度接近飽和溫度的平衡容器 "。 8．本標(biāo)準(zhǔn)中除堅(jiān)持《規(guī) 定（試行）》中要求 "每個(gè)水位測量裝置應(yīng)具有獨(dú)立的取樣孔 "外，根據(jù)最新技術(shù)發(fā)展，明確提出 "當(dāng)汽包上水位測量取樣孔不夠時(shí)可采用在汽包上已提供的大口徑取樣管中插入 1～ 2 個(gè)取樣管的方法增多取樣點(diǎn) "，但 "不宜采用聯(lián)通管的方法增多取樣點(diǎn) "，因?yàn)?，后者違反了取樣孔獨(dú)立性原則，而且對取樣測量準(zhǔn)確性有影響。 - 6 - 9．《規(guī)定（試行）》中規(guī)定 "就地水位計(jì)的零水位線應(yīng)比汽包內(nèi)的零水位線低，降低值取決于汽包壓力 "，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)就地水位計(jì)技術(shù)發(fā)展，補(bǔ)充 "當(dāng)采用的就地水位計(jì)內(nèi)部水柱溫度能始終保持飽和水溫時(shí)，表計(jì)的零水位線應(yīng)與汽包內(nèi)的零 水位線一致 "。 10．本標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中認(rèn)為基準(zhǔn)水位表的提法不夠科學(xué)。此外，由于采用當(dāng)今最新測量技術(shù)后，無論差壓式測量裝置和電極式測量裝置均能做到準(zhǔn)確、全程測量汽包水位，因此標(biāo)準(zhǔn)中提出 "鍋爐正常運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常核對各個(gè)汽包水位測量裝置間的示值偏差，當(dāng)偏差超過 30應(yīng)盡快找出原因，進(jìn)行消除 "。但是在 "鍋爐啟動(dòng)時(shí)應(yīng)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(dòng)時(shí)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(dǎo)電度過高時(shí)會(huì)造成電極式水位測量裝置會(huì)誤發(fā)報(bào)警而使水位保護(hù)誤動(dòng)作 ，因此，本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 "應(yīng)密切監(jiān)視爐水導(dǎo)電度的變化。當(dāng)爐內(nèi)加藥異常導(dǎo)致爐水導(dǎo)電度高報(bào)警時(shí)，應(yīng)密切監(jiān)視并及時(shí)排除 "。