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論證鍋爐爐膛負壓壓力變送器的保護係統改造
   為了解決鍋爐爐膛壓力保護係統使用過程中存在的測量管路堵塞和泄漏問題,在原有測量設備的基礎上增加 2台壓力變送器,采取 1 台壓力變送器和 1 個壓力開關共用 1 個取樣裝置的配置方式,並增加選後壓力變送器的信號作為保護信號。經過改造,爐膛壓力測量管路的堵或漏情況實現了在線監視,爐膛壓力測量設備能夠在不退出爐膛負壓保護的情況下實現在線檢修,成組安裝的壓力開關和壓力變送器能夠相互比較並發現異常。投用情況顯示,該改造能夠大大降低爐膛壓力測量管路維護的勞動強度,降低因維護工作造成保護誤動的風險,並進一步提高了爐膛負壓保護動作的可靠性。
    參與鍋爐滅火保護,對防止鍋爐爐膛爆炸事故的發生起著重要作用[1]。《防止電力生產事故的二十五項重點要求》中規定: 鍋爐爐膛壓力保護作為重要保護裝置在機組運行中嚴禁退出,當因故障被迫退出運行時,應製定可靠安全措施,並在 8 h 內恢複。爐膛負壓太小,則爐膛容易向外噴火,危及設備與人身安全; 爐膛負壓太大,則爐膛漏風增大,會增加引風機負荷和煙氣帶走熱量的損耗,所以,必須準確測量與控製爐膛壓力的大小[2 - 3]。
   近年來,隨著《防止電力生產事故的二十五項重點要求》的頒發和實施,鍋爐爐膛壓力保護係統經過測量設備的冗餘配置,取樣部位設計和安裝的合理優化,取樣管、電纜和模塊的相互好立改造,以及熱工保護投退工作管理的加強,爐膛負壓保護動作的可靠性已經得到很大的提高[4 - 6]。通常,爐膛壓力保護係統在使用過程中存在的問題有接線錯誤或鬆動、壓力開關誤差增大或整定定值錯誤、電纜損壞或接地、測量管路堵塞或泄漏等,對於前麵的幾種情況,通過檢查、測試都比較容易發現缺陷並加以消除,而後麵一個問題還未能可靠解決。
目前,爐膛壓力測量管路堵塞的問題存在 2 種較普遍的解決辦法: 一種是采用連續吹掃裝置[7 - 8],另一種是定期吹掃管路。對於前一種辦法,在一定程度上可以防止測量管路堵塞,但由於在使用過程中連續吹掃裝置容易受到壓縮空氣中水、油以及氣源管路老化的影響,連續吹掃裝置本身也會出現吹掃空氣流量不穩定、漏氣或堵塞問題,當爐膛壓力取樣管路出現堵塞時,還容易造成爐膛壓力高信號的誤動作。對於後一種辦法,為了防止管路堵塞或泄漏造成爐膛負壓保護失效,隻能通過加強檢查和試驗,減少定期吹掃的間隔時間來防止問題的出現。在鍋爐運行期間進行爐膛壓力測量管路的吹掃,有保護誤動的風險,若退出保護進行吹掃,則存在鍋爐失去爐膛負壓保護帶來的風險。目前,壓力變送器的製造水平已經非常高,可靠性也有保障。例如,從某品牌壓力變送器的技術指標可知,該變送器的精度可達 0. 05% ,穩定性達 7年; 另 外 一 種 常 見 的 壓 力 變 送 器 也 達 到 精 度0. 065% 、穩定性 ± 0. 01% /年的指標。根據使用經驗,投產 10 年以上的機組,以上 2 種壓力變送器仍然可以準確地測量壓力,隻有少量發生故障,而且故障大部分是外部因素造成的,比如電壓超限、線路幹擾、進水受潮以及超溫超壓等。另外,分散控製係統( DCS) 的可靠性也很高,以國產某品牌 DCS 為例,其平均無故障時間( MTBF) ≥200 000 h。因此,建議增加壓力變送器的測量信號作為爐膛負壓的保護信號,以增強保護動作的可靠性。
   測量值有偏差或與工況不符) 情況通過壓力變送器的示值得以實時監視,出現異常時很容易被發現並得以及時處理,解決了取樣管路堵塞或泄漏發現不及時造成爐膛負壓保護失效的問題,因此,改造後爐膛負壓保護的可靠投入有了保障。經過長時間的運行觀察,鍋爐持續運行 3 個月不進行管路吹掃,未出現管路堵或漏的現象。同時,取樣管路異常能夠及時發現,爐膛壓力取樣管路吹掃工作由改造前機組運行時每月吹掃 1次,改為停機後啟爐前吹掃 1 次,或出現異常時進行吹掃和處理,或持續運行時每間隔 6 個月吹掃 1 次,大大減少了取樣管路定期維護的勞動強度,並降低了保護誤動以及運行機組失去保護的風險。若在機組運行中出現某一管路堵塞或泄漏的現象,不用退出爐膛負壓保護也可以安全地進行在線消缺( 因為三取二和三選中邏輯的作用) ,這樣就可避免臨時退出保護造成鍋爐失去爐膛負壓保護的風險。增加的 6 台壓力變送器作為爐膛負壓的保護設備,由三選中模塊和二選模塊的工作特點可知,當 6台壓力變送器同時出現故障時,選後的信號才出現故障,這種情況出現的概率是很低的,因此,采用選後爐膛壓力信號作為保護信號是相當可靠的。壓力開關和壓力變送器同在一根取樣管上,當壓力開關動作時,可以查詢該時刻壓力變送器的曆史數據,以分析壓力開關的動作值是否。
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