提高锅炉装置保护联锁投用率的方法

2015-03-20孙慧

化工自动化及仪表 2015年9期

孙慧

(中国石油大连石化分公司仪表车间,辽宁大连 116032)

热电联合车间锅炉装置保护联锁对石油化工企业的安全运行起着保驾护航的作用[1]。随着中国石油大连石化分公司对企业安全生产的日益重视，仪表自控联锁与报警、指示信号的投用率也越来越得到重视，该公司的热电联合车间热机联锁回路共有76个，主要包括锅炉MFT跳闸保护联锁和汽轮机机组停机保护联锁。其中联锁投用问题较大的主要是锅炉装置保护联锁，如锅炉燃油压力高低保护、瓦斯压力高低保护、炉膛压力高低保护及炉膛熄火保护等，该部分联锁长期以来投用效果不好，甚至部分联锁自装置开工以来从未投用过。为此，笔者根据热电联合车间机组、锅炉装置的联锁现状，从取压和安装方式、火检设备可靠性和DCS联锁保护逻辑3个方面分别给出提高锅炉装置联锁保护投用率的方法。

热电联合车间热机装置有1#～6#共6台锅炉，有4台机组，分别为1#机、新2#机、3#机、4#机，每台锅炉和机组都设有联锁保护，当设备出现故障时，安全停运锅炉和机组，保护锅炉和机组设备，防止发生次生事故。热电联合车间水处理装置有化学水装置、中水处理装置、海水淡化处理装置和三水站，水处理装置联锁保护主要为分布在供水母线上的压力联锁保护，防止水处理装置供水压力过低出现供水中断现象。

目前，热电联合车间的机组和水处理装置的联锁保护投用状态良好，投用率能够保证100%，但锅炉装置联锁保护投用率较低，在整改前其投用率一直在70%左右，是中国石油大连石化分公司所有装置中投用率最低的一个，因此提高锅炉装置的联锁保护投用率迫在眉睫。

2 提高联锁保护投用率的方法

2.1 改善联锁仪表取压和安装方式

热电联合车间锅炉装置联锁保护存在用于联锁的仪表一次件的取压和安装方式不合理的问题[2]。

锅炉装置的联锁保护回路主要有燃油压力低停炉联锁、瓦斯压力低停炉联锁及炉膛压力高高及低低联锁停炉等，要求该部分联锁保护回路具有较高的可靠性，而常规连接可靠性是有限的，且联锁的一次仪表(各类开关)大都是机械部件，导压管的堵、漏及结晶等极易引起联锁保护误动作，因此只有解决上述问题，才能大幅提高可靠性，保证联锁保护的投用率。

经巡检发现，目前取压方式不合理的联锁回路有：1#、2#炉燃油压力低联锁保护，三选二逻辑，但用于联锁的3个压力开关均取自一点，不可靠；3#、4#炉燃油压力低联锁保护现场无一次取压设备；1#、2#炉瓦斯压力低联锁保护，三选二逻辑，但用于联锁的3个压力开/关也是均取自一点，不可靠；3#、4#炉瓦斯压力低联锁保护现场也没有用于联锁保护的一次取压设备；1#～4#炉汽包水位联锁保护原则上是三选二逻辑，选用不同的信号取点和3个独立的联锁保护设备，但现场用于水位显示的差压变送器不足3个且兼作联锁保护之用，不合理；1#～4#锅炉炉膛压力联锁保护取压点与用于炉膛负压显示的仪表共用一个取压点，且取压管路长，无伴热措施，有低点，炉膛烟气温度高，冬天管路易存聚凝结水发生冻凝现象，不合理。

针对上述不合理现象，为改善锅炉装置联锁保护现状，首先需要提高一次仪表的可靠性[3]，压力必须分别取自不同的一次仪表，三选二逻辑，且取压点和管路连接方式选择为最佳方式，尤其锅炉油联锁取压介质为重油，易凝固，需采取加隔离液和伴热的措施以防止冻凝。炉膛压力联锁保护取压点就近取压，压力开关安装位置高于取压点，且采取给取压管加伴热的措施。

2.2 提高联锁设备的可靠性

联锁设备的可靠性影响联锁保护回路的可靠性[2]，如锅炉熄火联锁保护长期以来无法投用的原因就是参与联锁保护的火检设备运行不稳定。按规范要求，燃油燃气锅炉必须要有熄火联锁保护。在电厂项目新建时，5#、6#锅炉设计有炉膛灭火停炉联锁保护，投用一段时间后，两锅炉的其陆续出现故障，且容易发生“偷窥”现象，导致误停燃烧器、误停炉。因此为保证锅炉的正常运行，对5#、6#锅炉所有火检信号采取强制为假信号“1”的措施。热机老厂锅炉装置都建于20世纪，当时的2#～4#锅炉没有熄火联锁保护；虽然1#锅炉改造后按规范设有熄火联锁保护，但由于熄火联锁保护运行不稳定，容易发生“偷窥”、误停燃烧器、误停炉的现象，因此锅炉熄火联锁保护回路从未投用过。

锅炉装置的每个燃烧器都有主火检和副火检，且两者安装位置距离较近，性能差、运行不稳定的火检设备很容易发生“偷窥”现象。因此在火检设备选型时需要充分考虑现场检测环境，选择适合的技术参数，只有提高火检设备的可靠性，保证火检设备可靠且无故障地运行才能避免误停燃烧器、误停炉的现象，才能保障熄火联锁保护的顺利投用。

2.3 完善DCS联锁保护逻辑

由于部分锅炉保护联锁不具备条件因而从未投用过，使该部分保护联锁在DCS改造调试时被遗漏，或为防止其误动作而将该部分保护联锁屏蔽，因此当现场具备条件时，需完善相应的DCS联锁保护逻辑[4]。

另一方面，保护联锁回路可以投用后，当外网负荷波动时还容易造成停炉。如5#、6#锅炉水位高低联锁保护可以投用，但是多次发生在外网负荷波动时锅炉水位联锁保护误动作导致停炉的现象。锅炉负荷根据生产情况有时波动较大，其燃料成分也跟随发生变化，尤其是瓦斯带液会对锅炉的运行参数产生比较大的影响，而锅炉的汽包水位保持主要是通过主给水调节阀自动跟踪锅炉的水位，其在锅炉运行参数发生较大变化时，会导致液位发生比较大的波动，此时主给水调节阀瞬间开到最大，如果大于流量上限，则认为是坏点，主给水调节阀“自动”切到“手动”，如果操作员不能及时发现此情况，水位会在1min左右达到停炉保护值，造成停炉。

为防止锅炉意外停炉现象，必须修改水位调节回路DCS联锁保护逻辑，设定调节阀开度极限值，使主给水调节阀无法瞬间开到最大。