电厂锅炉安全系统设计与应用(一)

1、（一）1概述电厂的炉膛安全监控系统（FurnaceSafetySupervisionSystem，简称FSSS），是电厂重要的安全系统之一，FSSS1常包括燃烧器控制系统（BCS或BMS）和燃料安全系统（FSS。为了保证安全系统可靠的工作，FSSS很高的独立性要求，包括采取独立的逻辑控制、独立的输入/输出系统和独立的电源，在功能上和物理上独立于其他的锅炉控制系统。触发主燃料跳闸（MFT）和锅炉跳闸（BT）的信号必须采用硬接线，而不能通过总线通讯传输。这个由硬接线实现的锅炉跳闸功能应确保机组能在任何紧急工况下能切断所有风和燃料的供应，包括风机、燃料快关阀、风机的风门等。在控制逻辑的设计上，应充分

2、考虑：单一设备元件的故障不应导致强制性的主燃料跳闸（MFT）或锅炉跳闸（BT）.逻辑系统故障不应阻止合理的操作员干预.控制逻辑能够防止非授权的更改.机器设备在运行时不可对其逻辑进行修改.系统响应时间应尽可能的短以防止对应用回路产生不利影响.对干扰影响采取的保护措施应防止产生误动作.提供诊断功能用于监控处理器的逻辑功能同时控制系统还应评估各类设备元件的故障模式，对下述故障进行评估并提供解决方案：.电源的中断、漂移、短时波动、恢复、瞬变过程和部分失去.存储损坏或丢失输入和输出故障信号不能读或未读出无法处理偏差处理器故障继电器线圈故障继电器接点故障时钟故障为了便于运行人员迅速查找事故发生的原因，FS

3、SSS需要提供MBT和BT以及所有辅机跳闸的首出原因（FirstOut）判断逻辑。除了对燃烧器控制和管理，FSSS另一个重要的组成部分是燃料安全系统，即FSSFS膜防止由于炉膛内燃料和空气的混合物产生的不安全工况。必要时切除燃料系统，并避免锅炉受压部件过热。在实现方法上，FSSM以采用通用型处理部件，也可以采用安全可靠性更高的故障安全型控制器和IO模件。其中通用型处理模件构成的FSS系统是最常见的方法。在能源过程控制应用中，美卓自动化的DNA系统还可以根据故障安全型控制器相关的国际标准（如IEC61508等）设计成安全性控制系统。使DCS系统在冗余的控制器均故障的情况下，仍有有效地措施来确保安

4、全停炉。在这种特殊应用中，由于控制器和I/O模件都是DCS的相同硬件，FSS勺安全型控制系统也是DCS系统的一部分，可与DCSg;行无缝连接。本专题说明以一台CFB锅炉为例，重点描述用通用型处理器和I/O模件构成的燃料安全系统的功能和实现方法。2.FSS勺监控和保护功能FSSS通过下列监控和保护功能实现保护动作：监控锅炉和汽轮发电机组的运行工况，并在检测到危害人员和设备安全的工况时发出主燃料跳闸（MFT）信号和锅炉跳闸（BD信号。当发生RUNBack!况时，应停运一部分已投运的锅炉燃料设备和有关辅机，快速切断进入锅炉的燃料量。MFT发生后，应维持锅炉进风量，以便清除炉膛内、烟道尾部和烟道中的可

5、燃气。在5分钟吹扫完成及有关许可条件满足之前，应阻止燃料重新进入炉膛。为了实现这些功能，控制系统应能够：快速响应跳闸输入信号直接切断所有燃料来源运行人员能直接进行燃料跳闸自动记忆和显示跳闸原因”不许有跳闸的旁路在收到MFT信号和锅炉跳闸信号时，燃烧器控制系统应按指令协同FSS快速切断至炉膛的燃料和点火能量。提供SO昕需要的接点信号应提供某参数逼近其预定危险值时的预先报警功能，以及时的告诉运行人员。3、用通用型控制器实现FSS勺具体功能：用通用型控制器构成的控制系统实现FSS勺功能可以概括为：涉及到炉膛安全的重要输入信号采取三取二的方式（2oo3）,以提高其可靠性。DCSS入信号采取三取二的表决

6、方式（2oo3）,以进一步提高其可靠性。设计两套MFT/BT动作回路控制相关设备，一套由控制器逻辑实现（软逻辑回路），接受DCS的DO接点输出；另一套接受来自主控台的一对跳闸按钮的接点输出，并由继电器组合逻辑实现（硬逻辑回路）。其中一对按钮的两对接点两两串联后分别接至两只跳闸出口继电器的跳闸闭合线圈，DCS在不同的开关量输出卡件上提供两路独立的跳闸输出，输出接点分别接至两只跳闸出口继电器的跳闸闭合线圈。任何信号触发MFT时，两套回路同时动作，在炉膛吹扫型号复位前，两套回路均自保持。MFT动作信号和动作继电器均采用三取二方式（2oo3）,以提高可靠性。硬逻辑回路对所控制设备输出两路信号，断开启动

7、回路，闭合停止回路。手动MFT动作硬逻辑回路，同时触发软逻辑回路。手动MFT还具有独立DCS的应急停炉功能。采用两路独立的直流电源供电。对两路直流供电电源进行长期监视，在一路电源故障时自动切换到另一路，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。FSS勺逻辑控制功能则分成四个子系统来完成主燃料跳闸（MFT）锅炉跳闸（BT）锅炉吹扫油燃料系统泄漏实验燃料系统的安全运行是由FS濯辑的完整性来保证的。主燃料跳闸为了避免锅炉炉膛产生的不安全工况，应提供油枪跳闸、给煤机跳闸等多层次的燃料跳闸。在MFT时，应快速切断所有进入炉膛的燃料。以下条件任一发生（保护投入），即产生主燃料跳闸：l床温900

8、度l总风量25%102过低l失去全部燃料炉膛温度低于允许投煤的温度，且床枪、风道燃烧器和床上燃烧器枪均未投入l炉膛温度低于床枪投入的温度，且风道燃烧器未投入l风道燃烧器连续两次点火失败l汽机跳闸l发电机跳闸l锅炉跳闸手动MFT（主控制台“MF动作”和确认”按钮触发）l由锅炉特点决定的其它跳闸要求当发生MFT时，控制逻辑自动执行下列操作：LCD液晶显示显示并打印跳闸首出原因l燃油母管快关阀关闭l所有点火器切除并退出l所有油枪燃料阀关闭、油枪退出l所有给煤机跳闸并关闭石灰石给料系统l切除外置床-（关闭锥形阀和硫化风阀）l汽机跳闸l发电机跳闸l投入过热器保护（蒸汽吹扫程序）l切除电除尘器MCS得到下列指令：关闭过热器喷水调节阀和截止阀关闭再热器喷水阀和截止阀闭锁吹灰系统的运行，投入运行的吹灰器应退出在无保护条件、吹灰完成或满足热态启动条件后，经手动确认复位MFT，保护记忆复归，上次跳闸首出原因记忆复归。燃料油跳闸（OFT）下列任何一个条件成立产生OFT