炉膛安全监控系统.doc

1、1第二章 炉膛安全监控系统（FSSS）总则炉膛安全监控系统 (Furnace Safeguard Supervisory System，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，

2、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

3、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

4、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

5、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

6、油快关阀已关延时 300 秒，供油母管压力不低(3HJF20CP102-L 取非)，(3.090%=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

7、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3系统设计不合理，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

8、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 PURGE READY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

9、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。M

10、FT 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；

11、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

12、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

13、；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

14、 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

15、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（2.5 MPa） ；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；6A 油层投运；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

16、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

17、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

18、；密封风机启动允许：密封风机电动机远方状态；密封风机电动机保护装置无故障；任一一次风机运行；密封风机入口可调整型电动风门全关状态；7无密封风机事故跳闸信号；停止允许(满足以下条件之一 )：一次风机全停，延时 5 秒；所有磨煤机全停，延时 3 秒；另一台密封风机运行且出口压力不低(12KPa) ，延时 60 秒；自动启动：密封风机投入备用，且另一台风机事故跳闸；密封风机投入备用，且另一台风机运行且出口压力低(12KPa)，延时 5 秒；自动停止：无；保护跳闸： 一次风机全停，延时 5 秒；密封风机 B 入口可调整型电动风门开允许：密封风机入口可调整型电动风门远方状态；密封风机入口可调整型电动风门

19、无过力矩/故障；关允许：无；自动开：密封风机运行；自动关：密封风机停止；进油母管气动快关阀开允许：无 OFT 跳闸条件；泄漏试验正在进行；关允许：无；自动开：油泄漏试验时自动开；自动关：油泄漏试验时自动关；保护关：MFT；OFT 跳闸条件；回油母管气动快关阀开允许：无；关允许：无；自动开：油泄漏试验时自动开；自动关：油泄漏试验时自动关；8保护关：OFT；油枪点火控制锅炉经过炉膛吹扫，并且所有油点火条件全部满足后，锅炉才能点火启动。每一个油枪及其高能点火器均配有油枪控制系统，该控制系统在接到点火信号后能依次顺序自动完成油枪的推进、油枪吹扫、高能点火器的推进、高能点火器打火、油枪投油、高能点火器停

20、止打火、退高能点火器等的控制。在接到油枪停运信号后能依次顺序自动完成高能点火器的推进、高能点火器打火、油枪停油、油枪吹扫、高能点火器停止打火、退高能点火器、退油枪等的控制。本锅炉共设置有四层油层（分别为“A ”、 “C”、 “D”、 “E”层） ，每层油有四个油角，每一层油燃烧器在就地设置有一个就地控制箱，分别控制这一油层的四个油角。每层油的启停方式有：单角启停、层启停两种方式。单角启停：运行人员可对单角油系统进行启动或停止操作；层 启 停：运行人员发出层启动指令后间隔 15 秒分别投 2，3，1，4 油角；层停止指令后间隔 15 秒分别退 2，3，1，4 油角；油角投运(满足以下条件)：油角

21、阀全开；对应的角火检有火；油层投运：有 2 个以上油角投运，认为该油层投运；单角启/停单角顺控启动步序： 步一：条件：油角启动允许（满足以下所有条件）油点火允许；燃烧器远方控制方式；燃烧器就地柜电源正常；油角阀全关；吹扫阀全关；指令：进油枪；步二：条件：油枪进到位；指令：进点火枪；步三：条件：点火枪进到位；指令：开油角阀且打火 15 秒（油角阀离开关位时立即打火） ；步四：条件：油角阀开到位且火检有火；指令：退点火枪；单角顺控停止步序： 步一：条件（以下条件均满足）：燃烧器远方控制方式；燃烧器就地柜电源正常；无油角紧急跳闸信号；指令：进油枪；步二：条件：油枪进到位；指令：关油角阀；步三：条件：

22、油角阀关到位；9指令：进点火枪；步四：条件：点火枪进到位；指令：启动点火器打火且开吹扫阀；步五：条件：吹扫阀开到位，且点火器打火 30 秒；指令：退点火枪；步六：条件：点火枪退到位；指令：关吹扫阀；步七：条件：吹扫阀关到位；指令：退油枪；油枪进允许：燃烧器远方控制方式；燃烧器就地柜电源正常；退允许条件：油角阀全关；吹扫阀全关；自动进：角程启第 1 步进油枪；角程停第 1 步进油枪；自动退：角程停第 7 步退油枪；保护退：OFT；点火枪进允许：燃烧器远方控制方式；燃烧器就地柜电源正常；退允许：无；自动进：角程启第 2 步进点火枪；角程停第 3 步进点火枪；自动退：角程启第 4 步退点火枪；角程停

23、第 5 步退点火枪；油角运行（油阀开到位且火检有火延时 3 秒） ，延时 15 秒退点火枪；油角阀开允许：无 OFT；油层点火允许；油枪进到位；点火枪进到位；吹扫阀全关；关允许：10无；自动开：角程启第 3 步开油阀；自动关：角程停第 2 步关油阀；保护关：OFT；点火器启动允许：无 OFT；油层点火允许；油枪进到位；点火枪进到；停止允许：无；自动启动：角程启第 3 步启动点火器 15 秒；角程停第 4 步启动点火器 30 秒；自动停止：角程启第 3 步，延时 15 秒停点火器；角程停第 4 步，延时 30 秒停点火器；吹扫阀开允许：无 OFT；油角阀全关；油枪进到位；关允许：无；自动开：角程停第 4 步开吹扫阀；自动关：角程停第 6 步关吹扫阀；保护关：OFT；等离子点火控制等离子点火模式选择满足以下条件，操作员可投入等离子模式：MFT 复位；任一一次风机运行；满足以下任一条件，切除等离子模式：MFT；磨 B 停止(脉冲)；操作员可手动切除等离子模式；等离子点火方式