炉膛安全监控系统

1第二章炉膛安全监控系统（FSSS）总则炉膛安全监控系统(FurnaceSafeguardSupervisorySystem，简称FSSS)，它包括燃烧器控制系统及燃料安全系统，它是现代大型火力发电机组的锅炉必须具备的一种监控系统。它能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出运作指令，通过各种联锁装置使燃烧设备中的有关部件(如磨煤机组、点火器组、燃烧器组等)严格按照既定的合理程序完成必要的操作，或对异常工况和未遂性事故做出快速反应和处理。防止炉膛的任何部位积聚燃料与空气的混合物，防止锅炉发生爆燃而损坏设备，以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全,FSSS是监控系统，是安全装置，是安全联锁功能级别中的最高等级。。本工程炉膛安全监控系统(FSSS)包括了公用控制逻辑、燃油控制逻辑及燃煤控制逻辑三大部分。共分配了6对控制器：DPU61:FSSS公用控制逻辑DPU62:A磨煤机和A油层控制逻辑DPU63:B磨煤机和等离子控制逻辑DPU64:C磨煤机和C油层控制逻辑DPU65:D磨煤机和D油层控制逻辑DPU66:E磨煤机和E油层控制逻辑FSSS公用逻辑FSSS公用逻辑概述FSSS系统包括锅炉炉膛安全保护及燃烧器管理两大内容，是DCS系统的主要控制部分之一。其公用控制逻辑是FSSS系统的核心，包括整个锅炉安全保护的监控及执行，FSSS辅机控制，FSSS内部及与其它系统接口。FSSS系统公用控制逻辑具体如下：确保锅炉点火前炉膛吹扫干净，无燃料积存于炉膛；预点火操作，建立点火条件，包括炉膛点火条件、油点火条件及煤层点火条件。在未满足相应点火条件时，油层、煤层不得点火；连续监视有关重要参数，在危险工况下发生报警，并在设备及人身安全受到威胁时发生主燃料跳闸；在主燃料跳闸时，跳闸磨、给煤机、一次风机、燃油快关阀、各个油角阀、电除尘设备并向有关系统如MCS、SCS、ETS、旁路、吹灰等传送MFT指令；FSSS系统辅助设备控制，如进油气动快关阀、回油气动快关阀、火检冷却风机、密封风机、PCV阀等控制；FSSS系统的功能决定其系统的可靠性及指令的优先级都必须是最高的。FSSS公用逻辑包括内容：油泄漏试验炉膛吹扫MFT及首出记忆OFT及首出记忆点火条件点火能量判断进油气动快关阀、回油气动快关阀火检冷却风机密封风机2油泄漏试验本锅炉点火采用两种方式，第一种方式：采用微油直接点燃煤粉；第二种方式：采用油枪点燃煤粉。为防止供油管路泄漏(包括漏入炉膛)，油系统泄漏试验是针对进油气动快关阀、及单个油角阀的密闭性所做的试验。油泄漏试验在没有旁路的情况下，操作员在CRT上点击“启动”按钮，发出启动油泄漏试验指令，程序将按照预先设计的试验过程执行。在确定不必要进行泄漏试验的情况下，也可予以旁路。油泄漏试验成功是炉膛吹扫条件之一。油泄漏试允许条件：无MFT跳闸条件；进油母管压力允许；(2.5MPa)进油快关阀已关；回油快关阀已关；所有油角阀全关（油枪油角阀全关）。若允许条件满足，将在CRT上显示“泄漏试验就绪”，这时可以从CRT上发出“启动”指令来自动进行下列步骤：步一：条件：油泄漏试允许；指令：关回油快关阀；开进油快关阀；步二：条件：回油快关阀已关且进油快关阀已开，在60秒内供油母管压力高(3HJF20CP103-H)，(3.0MPa)则充油成功，否则失败；指令：关进油快关阀；步三：条件：进油快关阀已关延时300秒，供油母管压力不低(3HJF20CP102-L取非)，(3.0×90%=2.7MPa)则保压成功，否则失败；指令：泄漏试验成功；注：充油失败和保压失败立即关闭进油快关阀。在试验的过程中，以下任一条件终止油泄漏试验：MFT信号油泄漏试验进行10分钟后油泄漏试验旁路油泄漏试验成功油泄漏试验失败（前述两种情况）以下任一条件复位油泄漏试验成功信号：油泄漏试验请求脉冲油泄漏试验正在进行脉冲炉膛吹扫吹扫目的锅炉点火前，必须进行炉膛吹扫，这是锅炉防爆规程中基本的防爆保护措施。在锅炉的炉膛，烟道和通风管道中积聚了一定数量的可燃混合物突然同时被点燃，这种现象称为爆燃，严重的爆燃即为爆炸。由于炉膛压力聚增，超过炉膛结构所能承受的压力，使炉墙外延崩塌称为“外爆”。当炉膛压力过低，其下降幅值超过炉膛结构所能承受压力时，炉膛就会向内坍塌这种现象称为炉膛内爆。在正常工况下，进入炉膛的燃料立即被点燃，燃烧后，生成的烟气也随时排出，炉膛和烟道内没有可燃混合物积存，因而也不会发生爆燃，但如果运行人员操作不当，设备或控制系统3设计不合理，或者设备和控制系统出现故障等，就有可能发生爆燃，FSSS的首要目标是防止锅炉在启、停及任何运行过程中，且任何部位产生积聚爆炸性燃料和空气混合物的可能，否则会产生损坏锅炉和燃烧设备的恶性爆炸事故。炉膛吹扫的目的是将炉膛内的残留可燃物质清除掉，以防止锅炉点火时发生爆燃。吹扫条件1.MFT动作（炉膛吹扫未完成）；2.无MFT跳闸条件；3.两台空预器均运行；4.任一引风机运行；5.任一送风机运行；6.一次风机全停；7.所有磨煤机全停；8.所有给煤机全停；9.进油快关阀全关；10.回油快关阀全关；11.所有油角阀全关；12.两台除尘器均停；13.二次风挡板在吹扫位（开度100%）；14.炉膛中无火焰；15.风量合适≥30%；（380T/H）16.油泄漏试验成功或旁路；吹扫条件满足后屏幕显示PURGEREADY吹扫过程主燃料跳闸（MFT）后，自动产生“请求炉膛吹扫”信号屏幕显示请求炉膛吹扫。当吹扫条件全部满足后，操作员就可以启动吹扫，在吹扫画面选中PURGE按键，弹出开始吹扫按钮，按开始键开始吹扫同时画面倒计时棒图开始计时，时间为300秒，屏幕显示吹扫过程中。为了使炉膛吹扫彻底、干净，吹扫过程必须在30％至40%额定风量下持续5分钟。5分钟的吹扫可以使炉膛得到5次以上的换气。在吹扫过程中，FSSS逻辑连续监视吹扫允许条件。在吹扫过程中如果某个吹扫允许条件不满足了，就会导致吹扫中断，同时吹扫计时器清零，屏幕显示吹扫中断，操作员就要重新启动吹扫程序。当所有吹扫条件全部满足并且持续5分钟，吹扫完成，在显示器上指示“炉膛吹扫完成”信号屏幕显示吹扫结束。“炉膛吹扫成功”信号是复位MFT的必要条件。MFT发生时，通过一个MFT脉冲信号清除“炉膛吹扫完成”信号。主燃料跳闸（MFT）主燃料跳闸（MFT）是锅炉安全保护的核心内容。是FSSS系统中最重要的安全功能。在出现任何危及锅炉安全运行的危险工况时，MFT动作将快速切断所有进入炉膛的燃料，即切断所有油和煤的输入，以保证锅炉安全，避免事故发生或限制事故进一步扩大。当MFT跳闸后，有首出跳闸原因显示；当MFT复位后，首出跳闸记忆清除。MFT跳闸条件：1.手动MFT；2.MFT继电器动作；43.两台空预器全停延时300秒；4.两台引风机全停；5.两台送风机全停；6.一次风机跳闸且任一煤层投运且无油角投运，延时3秒；7.给水泵全停且有任一燃烧器投运记忆，延时3秒；8.火检冷却风机全停延时300秒后延时3秒MFT动作；9.炉膛压力高高延时2秒；（+2.5KPa）10.炉膛压力低低延时2秒；（-2.5KPa）11.总风量20%延时10秒；（200T/H）12.给水流量低低(292T/H)且有任一燃烧器投运记忆，延时15秒；13.火检风压力低低(3KPa)延时15分钟后30秒MFT动作；14.分离器出口汽温温度高高(475℃；4取2)；15.汽机跳闸且锅炉负荷30％或负荷小于30％且高旁或低旁在10秒之内没有离开关位（应确认旁路泄压能力）；16.失去全部燃料；满足以下任一条件，认为失去油燃料：油角阀全关进油快关阀全关满足以下任一条件，认为失去煤燃料：所有磨煤机全停所有给煤机全停延时180秒当煤燃料与油燃料都失去时，认为失去全部燃料。该条件还要“与”“有燃烧器投运记忆”信号。即在停炉时不认为失去全部燃料。17.失去全部火焰；当一层油有≥2个角无火，认为该油层失去火焰；当一层煤有≥3个角无火或给煤机停止延时180秒，认为该煤层失去火焰；对于B煤层，在等离子模式下拉弧成功后2/4断弧；在正常点火模式下≥3个角无火或B给煤机停止延时180秒；当无油火焰检测且无煤火焰检测时，认为无火焰检测；当无火焰检测并且有给煤机投运记忆时延时10秒，产生失去全部火焰。18.再热器保护丧失(汽机不挂闸、旁路不开且煤量25%即45T/H延时5分钟且有任一燃烧器投运记忆)；19.脱硫请求MFT；20.除尘器烟温180℃或除尘器烟温170℃延时1小时；MFT发生后，联锁以下设备动作：跳闸MFT硬继电器跳闸OFT跳闸所有油燃烧器关闭所有主燃油阀跳闸所有给水泵跳闸所有磨煤机跳闸所有给煤机跳闸所有一次风机跳闸等离子5关减温水总门和分路电动门、调门（发脉冲指令）送MFT指令至MCS、ETS、吹灰等系统MFT设计成软、硬两路冗余，当MFT条件出现时软件会送出相应的信号来跳闸相关的设备，同时MFT硬继电器也会向这些重要设备送出一个硬接线信号来跳闸它们。例如，MFT发生时逻辑会通过相应地模块输出信号来关闭主跳闸阀，同时MFT硬接点也会送出信号来直接关闭主跳闸阀。这种软硬件互相冗余有效地提高了MFT动作的可靠性。此功能在FSSS跳闸继电器柜内实现。油燃料跳闸（OFT）油燃料跳闸（OFT）逻辑检测油母管的各个参数，当有危及锅炉炉膛安全的因素存在时，产生OFT。关闭主跳闸阀，切除所有正在运行的油燃烧器。OFT跳闸条件：手动OFT（运行人员关闭进油快关阀）；MFT；进油快关阀未全开；进油母管压力低低（1.8MPa）(2/3)延时5秒，且任一油角阀未全关；以下条件全部满足，自动复位OFT：无OFT跳闸条件存在；进油快关阀全关；油泄漏试验完成或在旁路；运行人员开进油快关阀指令；当OFT发生后，联锁以下设备动作：跳闸所有油燃烧器；关进油快关阀；关回油快关阀；点火允许炉膛火允许：MFT复归；炉膛风量正常(总风量20%或任一煤层运行)；火检冷却风正常(任一台火检冷却风机运行，且火检冷却风机出口母管压力不低即5.5KPa)；油点火允许：OFT已复归；炉膛点火允许；进油快关阀已开；燃油点火供油母管压力满足（2.5MPa）；煤点火允许：炉膛点火允许；两台一次风机运行，或仅一台一次风机运行时煤层投运个数≤3；任一密封风机运行；一次风温170℃,或B磨已投入等离子模式；给水流量292T/H；煤层A点火能量满足：煤点火允许，且满足以下任一条件：主蒸汽流量330T/H，且有两台磨投运；A油层投运；6煤层B点火能量满足：煤点火允许，且满足以下任一条件：主蒸汽流量330T/H，且有两台磨投运；等离子全部拉弧成功(4/4)；煤层C点火能量满足：煤点火允许，且满足以下任一条件：主蒸汽流量330T/H，且有两台磨投运；C油层投运；煤层D点火能量满足：煤点火允许，且满足以下任一条件：主蒸汽流量330T/H，且有两台磨投运；B煤层投运且给煤量＞35T/H；D油层投运；煤层E点火能量满足：煤点火允许，且满足以下任一条件：主蒸汽流量330T/H，且有两台磨投运；E油层投运；火检冷却风机火焰检测器的探头安装于炉膛燃烧器的周围，对火检器探头的冷却和清洁非常重要，这直接影响火焰检测器的稳定性和寿命。火检冷却风机为各个火焰检测器提供足够压力的冷却风，以保证火焰检测器的正常运行。配置二台火检冷却风机，正常情况下只要单台火检冷却风机运行即可以提供足够的冷却风压，另一台火检冷却风机处于备用状态。当正在运行的火检冷却风机事故跳闸或出口压力低时，联锁启动备用的火检冷却风机。启动允许：火检冷却风机远方/就地状态；火检系统电源柜电源1/2无故障；火检冷却风机就地控制箱电源1/2无故障；停止允许：（满足以下任一条件）另一台火检冷却风机运行，且出口母管压力不低(＞5.5KPa)；MFT发生后7200秒；自动启动：火检冷却风机投入备用，另一台风机事故跳闸；火检冷却风机投入备用，另一台风机运行且出口母管压力低(5.5KPa)，延时3秒；自动停止：无；保护跳闸：无；