在镇海300 MW燃机工程联合循环的调试、运行过程中，通过对水位测量和信号处理的改进、控制策略及DCS软件的完善和提高，并经过精心的细调，最终得以解决水位控制存在的问题，保证了机组联合循环AGC功能的顺利完成。

       （1）凝汽器水位控制：采用串级方式调节，由足，新增一补水回路，补水阀在DCS上遥控操作。
       （2）汽包水位控制：三冲量调节回路调节汽包给水调节阀，控制水位。汽包水位控制由DCS完成。
       （3）除氧器水位控制：调节回路采用PI单冲量调节回路，调节除氧器进水阀，控制水位。由DCS控制除氧器水位。
        （4）汽包、除氧器水位保护由ESD盘完成；凝汽器水位保护由GEM－80完成。
2   对水位控制及保护存在问题的处理对策
2．1余热锅炉汽包在热态启停炉时的水位问题
         在调试过程中，当热态启炉开挡板时，汽包水位快速上升，有时候会造成水位达到高三值，导致给水泵出口电动阀关闭，水位恢复正常后，又重新开启给泵出口电动阀。同样，当停炉关闭挡板时，汽包水位会迅速下降，多次出现低三值，导致高压循泵跳闸。
        其主要原因是：当锅炉烟气挡板打开时，烟气进入炉膛，蒸汽发生器内的炉水受烟气加热汽化体积膨胀，导致回到汽包内的汽水混合物体积迅速增加，汽包水位急剧上升。锅炉厂商在设计启炉方式时，已经考虑到这个问题，要求汽包水位必须降低到－515 mm才允许启动，随着挡板的开启，水位设定值跟踪实际水位，直至水位上升到正常工作水位0 mm后，设定值维持0 mm不变，因此在挡板开启后，汽包水位的上升主要是汽水混合物的热膨胀引起，进水调节阀一直处在关闭状态。但在启动时，特别是在热态启炉时，挡板开度从0％很快开启到100％，汽包水位上升幅度从－515 mm可以到达高三值，即＋225mm，最高可达＋260 mm。此时若锅炉主蒸汽出口隔离阀未打开，则联锁关给泵出口阀；否则，跳汽机、跳锅炉。理论上，启炉过程中水位允许的向上升幅最大值为740 mm。因此在实际使用中反映出这个容量不够大。这一阶段，靠连排和定排都难以控制水位。
         在挡板关闭时，情况正好相反，烟气停止进入炉膛，由于冷却作用使蒸发器内汽水混合物迅速收缩，导致汽包内炉水迅速补充到蒸发器内，造成汽包水位急剧下降。此时汽包水位设定值处于跟踪状态，随着实际水位从0 mm下降到－515mm，然后保持不变；在汽包水位下降到－515 mm之前，调节器输出不变，给水不会增加，一旦水位低于－515 mm之后，调节器又跟不上，导致水位有时候会降到－815 mm以下，造成高压循环泵跳闸。
        从控制和运行角度来考虑采取了以下办法：

       （1）当热态启炉时，增加一个逻辑判断，若挡板是从0％开启，而汽包温度又大于150℃（热态），挡板先开启至40％，维持10 min左右再开启至100％，以减慢蒸发器内汽化速度，也就减慢汽包水位上升速度，保证在启炉过程中水位升不到高三值。

      （2）目前设计汽包水位低二值为－740 mm左右（跳炉），而启动水位为－515 mm，中间还有225 mm余量，因此将启动水位降低到－615 mm，这样就增加了100 mm的上升裕量。

      （3）在启炉时，进行定排和连排，直至汽包水位不继续上升。

      （4）停炉后，水位设定值保持0 mm10 min不变，然后从0 mm跟踪到－515 mm，使汽包调节阀在停炉后10 min内继续给汽包补水。同时，提高汽包水位PID调节速度。当停炉时，水位低于设定值－515 mm时，迅速补水，防止汽包水位降到低三值。
        通过以上一系列措施，目前在启动时最高水位达到＋180 mm左右，停炉时，最低水位－610mm左右，保证启停炉过程的顺利进行。

2．2两台炉除氧器和凝汽器水位控制匹配
        在联合循环运行中，2台炉运行或者1台炉正在运行，另1台炉启动，除氧器水位投自动运行，经常发生凝结水位下降很快，并造成凝泵跳闸，使汽机和余热锅炉跳闸。因为当负荷快速变化时，造成热力系统水量分配不平衡，当除氧器只要略低于正常水位，就要从凝汽器大量补水，以维持除氧器工作水位。而此时的蒸汽回汽没有大的变化，凝汽器水位急剧下降，若低于－550mm，会造成凝泵跳闸。而且在2台炉子同时从凝汽器对除氧器大量补水时，情况更严重。
       为了解决这个问题，考虑到除氧器贮水容量比较大，在除氧器水位自动回路中，兼顾凝汽器水位。如果凝汽器水位低到一定程度，限制除氧器补水，保证凝汽器水位不低于跳泵值。而对于除氧器而言，在短时间内维持低水位，并不会影响锅炉运行。待凝汽器水位恢复正常后，又可以恢复正常的除氧器水位控制。同时，即使1台炉因除氧器水位太低而跳炉，仍可保证另1台炉和除氧器正常运行。否则，会由于1台炉除氧器水位太低而大量补水，造成凝汽器水位太低，引起凝泵跳闸而使整个机组停机，具体修改方案见图1。修改后经多次试验，有效地解决了凝汽器水位太低而跳机的问题。
2．3水位信号测量和信号处理的问题
     （1）凝汽器水位开关误动造成跳机 

       在调试中多次出现误报警而造成机组跳闸。原因是热井水位开关为磁性水位开关，其安装位置紧靠凝泵出口滤网，在滤网进行清洗时，金属工具靠近磁性水位计，造成水位开关误动。对磁性开关采取隔离措施，有效地解决了水位开关误动造成的跳机。
    （2）ESD保护易出现汽包、除氧器水位测量偏差报警

      汽包和除氧器的水位保护由锅炉保护盘ESD完成，每个水位信号通过质量判别回路进行筛选，然后三取中作工作信号，信号质量判别逻辑如下：将某一信号与其它两个信号分别相减，若两个差值的绝对值都超过设定值，就将该信号判为坏值并报警。若A、B、C三个水位信号中，有两个及以上信号出现偏差报警，机组就会因水位信号测量偏差而跳机。制造厂初始的偏差设定值为25 mm左右，这是按照水位变送器精度（0．1％～0．5％）来设计的，但在实际运行中，除了仪表精度误差外，还有仪表管安装误差，特别是除氧器和汽包水位是在不断变化的，如除氧器实际水位波动达300 mm／min。由于每只测量仪表的阻尼特性不可能完全一样，因此产生较大的动态偏差，这一系列正常的测量误差累计值，远大于理论上的仪表误差，及偏差设定值。而且实际运行完全没有必要因25 mm的水位测量偏差而跳机。
　　将3台变送器的阻尼尽可能地调至一致，并调整偏差设定值到50 mm。这样既避免信号偏差不必要的误动，又能在偏差确实比较大时保证机组保护的正常动作。

       （3）伴热、加热对仪表管水位测量影响 

         在调试中，发现每当仪表管伴热和仪表加热器投入后，除氧器和汽包水位测量就不正常，水位信号周期性出现一个波动。
         其原因是仪表保护箱内的加热器功率偏大，当伴热和加热投入后，保护箱内温度很高。打开仪表管接头，发现有热汽冒出，部分在加热保护箱内的仪表管内部分水汽化。另外，由于伴热电缆安装时局部地方紧贴仪表管，造成局部伴热太高，造成汽化。所以在仪表保护箱加装温度开关，温度设定在40℃左右，同时又对伴热电缆局部紧贴仪表管部分，分开一段距离敷设。重新投入加热和伴热后，消除了对水位测量的影响。

      （4）汽包水位热态补偿问题 
　　在调试中发现，当汽包水位高三值冷态联锁试验时都正常，但在实际运行中，曾出现DCS水位显示已到高三值，但锅炉保护并未动作。由于ESD保护盘水位信号来自另3个变运器，内部热态补偿系数是从DCS通过4～20 mA信号给出，由于DCS与ESD盘对水位补偿计算软件缺乏设计协调，ESD补偿计算结果低于实际水位，造成保护未动作。重新编排ESD软件使其补偿计算与DCS统一。同时，在ESD水位补偿回路中，设置内部监视回路至DCS，防止误动或拒动。

2．4汽包／除氧器水位控制不能实际手／自动无扰动切换
       在汽包和除氧器水位自动调节回路的调节阀进行手／自动控制切换试验时，有时发生控制回路输出突然变“0”或变小，导致控制阀门突然关小；然后逐渐恢复正常调节，对安全运行造成严重威胁。检查所有相关的控制回路外部信号都正常，在软件控制原理和控制策略上，也未发现问题。
       进一步对软件进行分析（见图2），自动调节系统在手动状态时，PI调节器必须跟踪实际值，以保证在手／自动切换时实现无扰切换。但制造厂在安排软件指令执行程序时，没有保证B处指令先于A处执行，当由手动切为自动时，如A处
指令先执行，则PI仍处在跟踪状态，而跟踪值已切换到一个接近于0的值，使调节器输出突然变小，引起调节门关闭。