壓力變送器作為爐膛壓力保護信號的延遲分析與實際應用

目前，火電廠爐膛壓力保護控制均采用壓力開關測量值經三取二邏輯運算后高于爐膛壓力III值或低于爐膛壓力III值將觸發爐膛壓力保護動作，使鍋爐總燃料跳閘(MFT)。

    近年來，因燃用煤質的惡化，燃燒灰分的增加，使得爐膛壓力開關取樣管路的堵塞情況越來越嚴重，迫使在壓力取樣管路上加裝了吹掃裝置，但是依然存在以下問題。
    (1)爐膛壓力取樣管路吹掃時，需隔離壓力開關測量功能，從而使得鍋爐失去爐膛壓力保護控制功能。
    (2)控制系統無法實時監視壓力開關因取樣管路堵塞而失去測量功能的狀態，改進的方法是在同一取樣管路中安裝壓力變送器，以增加爐膛壓力模擬量測量點，但這并不能解決壓力開關取樣管路堵塞的問題，仍然存在保護拒動的隱患。

2 壓力變送器作為保護信號的延遲分析
針對上述問題，采用爐膛壓力模擬量信號取代壓力開關量信號，實時監控爐膛壓力模擬量信號，一旦發生管路堵塞，則可及時實施管路吹掃措施;由DCS將模擬量信號轉換成越限開關量信號，經判斷后完成爐膛壓力的保護控制。這樣，可有效解決因爐膛壓力開關取樣管路堵塞造成保護拒動的問題。但是，采用爐膛壓力模擬量信號將產生爐膛壓力保護延遲的問題:
(1)爐膛壓力保護信號由信號測量和傳輸、信號采樣和轉換以及邏輯運算3個部分組成。信號測量和傳輸將現場信號由物理量轉換成電信號并傳輸至DCS，未產生延遲;通過I/O模件的多路切換開關和12位A/D轉換器完成信號采樣和轉換產生的延遲可忽略不計;由于I/O模件轉換精度要求在0.5%以內，對于多數爐膛壓力定值為2000Pa的機組，轉換誤差為2000PaX0.5%=10Pa，可以忽略;對于邏輯運算，模擬量回路的計算周期為100ms，即采用模擬量信號作為保護信號存在100ms的延遲。(2)爐膛壓力保護動作時，壓力以秒級的速度快速上升或下降，爐膛壓力的變化速率甚至達到1000 Pa/ s。模擬量信號的100ms(0.1s)延遲誤差為:1000 Pa/s X 0.1s=100Pa，因此將模擬量信號用于爐膛壓力保護控制時，將產生100Pa左右的延遲誤差。(3)某300 MW機組在爐膛壓力高III值MFT動作時，2個爐膛壓力變送器顯示值分別為1924,1936Pa，平均為1930 Pa，與爐膛壓力保護定值2000 Pa相差70Pa。由此得出，模擬量信號產生的延遲均小于100Pa,

3 實際應用
    6臺爐膛壓力變送器采用好立的壓力取樣管路，用于爐膛壓力高III值和低III值的保護控制。在保護控制系統中，對參與爐膛壓力高III值保護控制的3個壓力變送器模擬量信號和參與爐膛壓力低III值保護控制的3個壓力變送器模擬量信號分別進行三取中邏輯運算后進行超限判斷，從而構成爐膛壓力保護控制邏輯。將保護定值在原定值基礎上降低100 Pa，使控制邏輯判斷時無延時。
    將爐膛壓力模擬量信號用于爐膛壓力保護控制時，應使爐膛壓力控制邏輯運算回路的計算周期盡可能小，#大限度地減少保護動作的延遲。
4 結論
    (1)采用壓力變送器模擬量信號實現爐膛壓力保護控制，可有效降低因采樣管路堵塞而產生的保護拒
動隱患和減少采樣管路的吹掃次數，提高鍋爐保護控制的可靠性。
    (2)對爐膛壓力保護定值的修改可降低模擬量信號的保護動作延遲。
    (3)通過理論和對實際動作數據的分析表明，將爐膛壓力模擬量信號用于鍋爐的爐膛壓力保護控制是可行的。