木拉地力·牙生，王刚
新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院??新疆?乌鲁木齐??830011
摘要：通过对几次典型汽包水位超限保护动作造成锅炉MFT的分析，发现引起汽包水位超限的原因一类是给水系统本身故障，一类是给水系统以外的故障。针对不同原因提出了完善锅炉给水控制逻辑，实现锅炉给水智能化的方案。
关键词：燃煤电厂；汽包锅炉；给水控制；优化
引言
汽包锅炉智能给水是指由逻辑进行判断，当给水系统本身故障时，DCS 根据故障的不同性质及时发出信号报警，自动给水系统切至手动方式，给水泵组保护装置提前动作（达到保护动作值时跳闸给水泵组，未到跳闸值前、超过报警值后即触发 RB 提前动作，减粉降机组负荷，或跳泵的同时减粉降机组负荷）联启备用泵运行，此时需要运行人员手动控制锅炉给水，解决给水系统故障时的不足 ；当给水系统以外的原因造成辅机 RB 或机组甩负荷时，给水控制系统应尽量保持在自动方式运行，解决运行人员操作方面存在的不足。
1.汽包水位超限导致 MFT 案例分析
1.1 给水系统调节设备故障
事件简况：某厂2号机组（300MW）负荷190MW，蒸汽流量583吨 / 时，给水流量563吨 / 时，给水流量由两台变送器输出取平均后用于给水三冲量自动调节，由于其中一台变送器测量管路的正压侧渗漏，导致给水流量信号持续变小，两台汽泵转速自动升高，汽包水位快速上升，后虽经运行人员手动干预，终因实际给水流量远大于蒸汽流量，造成汽包水位上升较快，触发汽包水位高 MFT。针对性防范措施：完善给水流量信号之间偏差大切手动方式运行并报警的功能 ；完善给水流量与蒸汽流量信号偏差大切手动方式运行并报警的功能 ；完善给水流量变坏点切手动方式运行并报警的功能；举一反三的防范措施（后面内容会涉及，在此略去）。相关说明 ：DCS 卡件通道故障、热工测量电源失去、机组负荷大幅度变化、调节系统特性差造成的工作异常、热力系统设备本身故障等，一般都会通过热工测量信号变坏点或偏差大反映出来 ；对于给水系统设备（含泵组、测量仪表、控制和执行调节装置）本身故障或调节系统特性差造成的工作异常，需要运行人员及时进行干预。也就是说，在没有发生 RB 或机组负荷大幅度变化的情况下，给水系统热工信号变坏点或偏差大，就应该由逻辑实现给水自动调节系统的切手动方式运行，通过报警及时提醒运行人员进行干预。
1.2给水系统保护设备故障
事件简况 ：某厂2号机组（300MW）负荷259.2MW，AGC“R”模式运行，因小机 #1轴承振动大（轴振信号出现几次大幅波动，期间振动信号4次变为坏品质）导致小机跳闸，RB 动作，电动给水泵联锁启动正常（2号机组配置一台100% 容量汽泵和一台50% 容量电泵），因机组负荷和汽包压力较高，上水困难，最终导致汽包水位低三值锅炉 MFT。防范措施 ：对于单点保护的报警信息，以及当热控系统发出重要信号变坏点、通道坏信息时，都应设置异于普通报警的声音以提醒运行人员注意 ；由于给水泵跳闸 RB 后难以确保机组不“非停”，因此当给水泵组的单点保护信号超过报警值后，在其还没达到跳闸值之前，就应该提早由逻辑触发和人工操作实现机组负荷的“迫降”，提前应对可能到来的 RB 动作。当机组负荷较高时、甚至在单点保护信号达到报警值时就应触发 RB 动作（不到跳闸值前不跳闸给水泵组），以牺牲部分电量的代价来避免一次机组“非停”；加强对信号的间断性多次报警的管理，及时发现并处理设备（系统）存在的安全隐患。
2.汽包锅炉智能给水技术方案
以下是针对某厂一期工程（配置了单台100%容量汽泵和单台50% 电泵）给水控制的草案。
2.1 模拟量调节信号超前报警与联动当汽包水位信号、给水流量信号、蒸汽流量信号、给水执行器位置反馈信号、给水汽轮机转速信号变坏点时发出报警，由逻辑实现给水自动切为手动方式 ；当以下信号偏差超限时发出报警，由逻辑实现给水自动切为手动方式 ：汽包水位信号之间偏差大或汽包水位与给定值之间偏差大、给水流量信号之间偏差大、蒸汽流量信号之间偏差大、给水流量信号与蒸汽流量信号之间偏差大、给水执行器位置反馈信号与指令之间偏差大。相关说明 ：在机组正常运行过程中，当给水泵组中的设备（含信号测量及自动控制装置）异常时，给水自动调节系统的调节品质或测量值就会有所反映，一般通过信号变坏点或信号之间偏差大体现出来，此时进行信号报警并把给水控制切为手动方式，能有效的防止事态扩大，及时提醒运行人员关注或进行必要的干预，是提高锅炉给水安全的重要手段；当给水泵组本身工作正常而因辅机故障 RB 或汽轮、发电机侧异常造成机组大幅度甩负荷时，人工干预锅炉给水受运行人员经验等多方面因素的影响，效果不如自动调节效果好，因此这时应尽量让锅炉给水系统工作在自动方式。通过增大自动切至手动方式的定值，或增加逻辑切换条件来实现，如要人工干预可由运行人员进行切换（运行人员切换的级别最高）。
2.2 保护信号异常时的提前报警与联动
参与小汽轮机保护跳闸的信号达到报警值或变坏点时报警，并联动 RB 动作（联启备用泵，达到跳闸值时跳闸对应的给水泵组）；参与汽动给水泵保护跳闸的信号达到报警值或变坏点时报警，并联动RB 动作（联启备用泵，达到跳闸值时跳闸对应的给水泵组）；参与汽泵前置泵保护跳闸的信号达到报警值或变坏点时报警，并联动 RB 动作（联启备用泵，达到跳闸值时跳闸对应的给水泵组）。相关说明 ：参与辅机保护跳闸的信号异常时，要么造成辅机保护误动，要么造成辅机保护拒动，都会造成不好的结果 ；对于配置了单台100% 容量汽泵和单台50% 电泵的汽包锅炉给水控制系统来说，当给水泵组保护动作（含误动）时，机组高负荷情况下 RB 一般都会造成锅炉 MFT，当给水泵组保护故障拒动时，不仅会造成被保护设备的损坏，而且由于拒动不能及时联启备用泵，最终也会造成锅炉 MFT ；鉴于参与给水泵组保护跳闸的信号并不经常出问题，而一旦出问题往往会造成机组“非停”，因此在保护信号真假报警难以判别的情况下，当参与给水泵组保护跳闸的信号达到报警值或变坏点时就报警且触发 RB 动作能及时联启电泵运行，一般就不会造成机组“非停”，只是在保护信号误发 RB时会造成一定的电量损失，却解决了给水泵组真正存在问题时的给水安全问题 ；如果在给水泵组保护跳闸的信号达到跳闸值时触发 RB 动作，与前者相比会延误联启电泵的时间，且水位偏离给定值的程度会更严重，不利于锅炉给水的安全稳定。
2.3 改善给水调节品质 提高设备寿命
设置汽包水位调节死区（不灵敏区），靠调节惯性使汽包水位接近给定（零）水位，减少给水调节执行器动作次数，提高执行器机械部件的寿命。例如 ：增加运算判断模块，当汽包水位测量值与给定值之差≤10mm 或≥ -10mm 时，运算判断模块输出汽包水位与给定值之间的偏差值为0，当偏差＞10mm 或＜ -10mm 时，运算判断模块输出恢复偏差值。采用这种方法时要适当加强给水自动调节的比例和积分作用，并通过试验进行验证其可行性。
结语
当汽轮、发电机侧异常造成机组大幅度甩负荷时，由于给水自动可能已切为手动方式，运行人员应根据机组实际负荷对应的给水流量来操作，降低虚假水位对给水调节的影响，即在DCS 给水画面上把给水流量和蒸汽流量的显示值放大显示，便于运行人员事故处理。
参考文献
[1] 国家机械工业委员会统编.金属学及热处理[M]. 北京：机械工业出版社，2018.
[2] 翁凯.锅炉给水泵汽蚀原因分析及解决措施 [J].河南科技，2019(18):53-53.