炉膛安全监控系统复习课 fsss

1、炉膛安全监控系统复习课,第一章 概论,锅炉机组的热工保护 FSSS、BMS、FCB、RB、MFT的英文全文及中文翻译 独立FSSS的逻辑控制系统的实现方式： 继电器式、逻辑组件式、微计算机式、可编程控制器（PLC）式,炉膛安全监控系统是指对锅炉燃烧器进行自动投切控制，以满足机组启停及增减负荷的要求；对锅炉的运行状态进行监视，并确保锅炉安全的一个控制保护系统。在有些资料中，也把该系统称为燃烧器管理系统BMS，在不作严格区分的场合，可以将这两个系统等同。从FSSS的定义可以看出，该系统主要包括两部分内容：燃烧器控制系统BCS，完成锅炉燃烧器的自动投切控制；锅炉安全保护系统FSS，在锅炉正常工作和启

2、停等各种运行工况下，持续监视燃烧系统及机组的大量参数和状态，进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种顺序控制和联锁装置，使燃烧系统中的有关设备严格按照一定的逻辑顺序进行操作，以保证锅炉燃烧系统的安全。,FSSS基本功能,(1)炉膛吹扫 (2)燃油投入许可及控制 (3)煤粉投入许可及控制 (4)持续运行监视 (5)特殊工况监控 (6)紧急跳闸 (7)跳闸后炉膛吹扫,FSSS子系统划分及功能,1、燃烧器控制系统（BCS）【强调Control】 A、连续监视运行 B、控制燃烧相关设备 C、提供信号给其它系统 D、强调要点：燃烧器和提供信号 2、燃料安全系统FSS【强调Safety与Safeg

3、uard的侧重点】,A、MFT信号的产生 B、MFT信号产生后的处理 C、MFT的善后处理 D、围绕“MFT” 3、炉水循环泵控制（BCP）,吹扫点火主燃料运行监视切除停炉吹扫,炉膛安全监控系统的概念 为什么要投用FSSS 大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量多、类型复杂； 如：点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风（二次风）挡板、燃料风（周界风）挡板等。 燃烧相关操作过程复杂； 如：油枪的投用与退出、煤粉燃烧器的投入与停用等。 燃烧辅助系统繁琐复杂； 如：为炉膛火焰监视配置了复杂的火检系统,FSSS的组成：操作控制盘、现场设备、逻辑系统 FSSS系统的硬件设备控制台；逻辑控制系统；驱动装置；检测

4、敏感元件。 FSSS的逻辑控制系统的实现方式 ：继电器式、逻辑组件式、微计算机式、可编程控制器（PLC）式 FSSS的现场设备：驱动装置、敏感元件,外爆和内爆的概念 外爆的原因分析（热力学分析）及外爆防止的原则性措施和操作要领,为简易说明问题，假设外爆过程是一定容绝热过程（即炉墙没有向外崩塌） 分析：利用理想气体方程式 原理：热量平衡,由上式可知，影响爆燃后压力升高的主要因素,总结： 进入炉膛的燃料越多，爆燃后危害越大 采取措施：一旦炉膛灭火立即切断燃料进入炉膛 启动前炉膛温度较低，爆燃后产生的危害就大 采取措施：启动前必须先使用空气吹扫炉膛 点火时燃油热值高，柴油热值 42705千焦/公斤

5、14571公斤标煤/公斤,产生外爆的条件分析 A、炉膛或烟道内有燃料和助燃空气积存 B、寄存燃料与助燃介质的混合物具有爆炸性浓度合适 C、足够的点火能源,外爆防止的原则性措施 1、点火能源的位置恰当，能量足够 2、点火失败或炉膛熄火时及时切断燃料 3、点火失败或炉膛熄火应立即吹扫 4、只有部分燃料燃烧时，应做MFT处理,内爆原因分析（热力学分析）和内爆的防止,切断主燃料后，M变化，平衡被破坏（介质发生变化，高温烟气变成了预热空气，介质温度亚急剧降低），从而引起炉膛压力急剧下降 假设送风机和引风机挡板开度不变，则送入空气量增加，抽出的烟气量减少，炉膛内介质质量增加，逐渐达到新的平衡，因此内爆最可

6、能发生在锅炉熄火初期。 防止的关键在于MFT后初期提高炉膛驻留介质的质量 不立即减燃料减缓切断燃料的速度 增加送风量切为手动，挡板位置不变 降低引风量先关小25%，一段时间后恢复,炉膛安全监控系统的主要功能： 炉膛安全监控系统的主要功能：在锅炉正常运行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

7、员和锅炉燃烧系统的安全。,FSSS组成,目前，炉膛安全监控系统通常由四个部分组成：控制台、逻辑控制系统、执行机构和检测元件。,第二章,一般机组风烟系统组成 一、二、三次风的作用：(1)一次风是用来输送加热煤粉， 使煤粉通过一次风管送入炉膛，同时以满足挥发分的着火燃烧。(2)二次风一般是高温风，配合一次风搅拌混合煤粉， 提供煤粉燃烧所需要的空气量。(3) 三次风一般是由制粉系统的乏气从单独布置的喷口送入炉膛，以利用未分离掉的少量煤粉燃烧产生热量。,风烟系统,喷燃烧器的布置,喷燃器的分类 四角切园燃烧的锅炉喷燃器的典型布置,风门挡板的控制 一般情况下，二次风的总流量是由燃烧调节系统根据总燃料量来进

8、行调节的。而FSSS根据燃烧器投入或切除状况，自动开启或关闭各风门挡板，并可根据燃料量设定比例控制、差压控制，以获得锅炉最佳的燃烧工况。 二次风挡板（辅助风挡板）是由炉膛一风箱的差压进行控制的，差压的设定值随锅炉负荷（即主蒸汽流量）大小而改变。,炉膛清扫时，二次风挡板开启，其开度按炉膛一风箱差压进行控制，燃料风挡板关闭。 MFT紧急停炉时，所有风门挡板均开启。,锅炉辅机大联锁,两台预热器全停，停止两台吸风机； 两台吸风机全停，停止两台送风机； 两台送风机全停，停止两台一次风机； 两台一次风机全停，停止三台磨煤机。,燃油系统 ： 其作用主要包括： （1）点火和燃烧； （2）升压或低负荷时使燃烧稳

9、定； （3）机组故障而发生快速减负荷（Run BackRB）和机组快速切断返回负荷（Fast Cut BackFCB）时，启动燃油燃烧器，维持锅炉负荷达到燃烧稳定的目的。燃油燃烧器的容量为一台锅炉最大连续出力的30。,油枪,点火器,火检探头,探头冷却风机,BMS机柜,火焰检测系统,火检按工作原理分类 （1）温度开关式 （2）差压开关式 （3）火焰棒式 （4）摄像管式 （5）声学或其他方法 (6) 光学式,光学火焰检测器的原理： 不同种类的燃料，燃烧火焰辐射的光线强度分布不同，燃烧火焰脉动频率与燃料的种类相关，据此可以区别火焰的燃料类别。火焰检测器就是利用火焰的闪烁频率和光强度来鉴别火焰的有无及

10、强弱的。,CE-1火焰检测器探头部分处理过程及其特点 电子机架部分处理过程 利用光线进行工作的火焰检测器的原理: 利用光线进行工作的火焰检测器的原理 ：不同种类的燃料，燃烧火焰辐射的光线强度分布不同，燃烧火焰脉动频率与燃料的种类相关，据此可以区别火焰的燃料类别。火焰检测器就是利用火焰的闪烁频率和光强度来鉴别火焰的有无及强弱的。,探头部分处理过程及其特点? 过程为： 火焰信号经透镜进入检测器探头，经光电管转换成电流信号，然后经对数放大器转换成电压信号，最后经传输放大器转换成电流信号去处理机架。 特点为： 视角为35的透镜，以提高鉴别能力 采用带红外滤波的特种光电二级管 采用对数放大器使电压信号与

11、光信号成线性关系 使用了发光二极管的负反馈回路 电流信号易于传输，且抗干扰性能好，故通过传输放大器将电压信号转成电流信号,电子机架部分处理过程： 强度、频率、故障检测原理图及工作过程、特点 C-E型火焰检测器电子处理机架部分对信号进行强度、频率、故障检测方面的检测。,C-E型火焰检测器和C-E型区别: II型火焰检测器的测量原理与I型基本相同，处理机架内部也设有频率检测、强度检测和故障检测回路。其不同之处在于，II型火焰检测器有两路频率检测回路：一路按单根油枪火焰频率设定；另一路按煤粉火焰频率设定。两路频率检测回路都与一个探头相连，探头安装油枪边，当油枪停止工作时，又可检测煤粉火焰。,第三章,

12、基本逻辑符号：RS、延时开/关 基本逻辑图分析 FSSS的分层控制结构 FSSS指令的传递过程,FSSS的上位逻辑包括:公共逻辑、层逻辑,下位或层逻辑的某一部分故障，其他部分仍能正常工作。 脱离上位指令、上位逻辑和公共逻辑，层逻辑和下位逻辑仍能保持最基本的功能。 结论：采用分层逻辑结构使得系统的可靠性高，便于在线检修，控制操作更加灵活。,要能读懂逻辑图.,吹扫的作用： 锅炉点火前进行吹扫的目的是为了清扫积聚在炉膛及管道内的没有燃烧的残余燃料和可燃气体，防止炉膛点火时发生爆燃。 吹扫时间：炉膛吹扫时间不少于5min；煤粉炉一次风管带一次风管吹扫时，一次风管吹扫35min；油枪用蒸汽进行吹扫，保证

13、一次风管与油枪内无残留的燃料，保证点火安全。 吹扫风量充足：一般为2540额定风量,炉膛吹扫的目的、条件 炉膛吹扫的逻辑,油系统泄漏检查目的和方法,暖炉油母管泄露试验的目的是检查：暖炉油母管跳闸阀、油枪喷嘴阀 关闭严密性,油系统泄露检查, 油系统泄露检查流程，油系统泄露检查过程。 A、关闭炉前油枪喷嘴阀； B、打开快关阀，使炉前油管路充油； C、关闭快关阀，经过若干秒（10s），若油枪入口压力在规定值以上，即为合格（炉前油管及油枪喷嘴阀无泄漏）（或快关阀前后的压力差值p来检查，若p大于规定压力差有泄漏，说明，反之则无泄漏）。 D、打开再循环阀10s后关闭，经过若干秒（60s），若油枪入口压力在

14、规定值以下，即为合格（快关阀无泄漏）（或快关阀前后的压力差值p大于规定压力差，说明快关阀合格无泄漏，反之则有泄漏）,MFT的概念、条件 MFT逻辑 MFT动作后的处理,主燃料跳闸（MFT）有哪些主要功能和触发条件？ 当某些不能保证锅炉正常运行的情况出现时，FSSS的主燃料跳闸（MFT）功能能迅速切断所有燃料，并将危急报警信号发至各个系统，进行必要的安全操作，同时显示出跳闸的第一原因，并将主燃料跳闸（MFT）状态维持到下次锅炉启动。 手动跳闸；火焰全部熄灭； 炉膛压力过高；炉膛压力过低； 汽包水位过高；汽包水位过低； 送风机全部跳闸；引风机全部跳闸； 燃料全部中断；给水泵全部跳闸； 主蒸汽温度高

15、；再热器出口汽温高； 冷段再热管道金属温度高；送风机风量降于25额定风量。,MFT后会引起哪些连锁？ （1）MFT信号送送制粉系统 跳闸全部给煤机 跳闸磨煤机及其辅助系统 跳闸两台一次风机 跳闸密封风机 关闭全部一次风关断门、关闭热风挡板和冷风挡板,（2）MFT信号送往燃油系统 关闭轻、重油进油和回油跳闸阀，关全部油枪的油阀 （3）MFT信号送往二次风系统 全部燃料风挡板开至最大（维持30-60s） 全部辅助风挡板开至最大（维持60s），并将辅助风挡板控制切换到手动方式,（4）MFT信号送往其它系统 跳闸电气除尘器 跳闸汽动给水泵 跳闸锅炉吹灰器 汽轮机跳闸 送往CCS 送往DAS 送往辅助蒸

16、汽控制系统,全炉膛灭火检测,全炉膛灭火检测的目的 全炉膛灭火检测的过程 层火焰和全炉膛灭火分别如何判断,全炉膛火焰监测目的： 向运行人员提供全炉膛火焰分布的指示信号，使其能直观地判断炉膛火焰燃烧工况及稳定程度，判断是否会出现全炉膛灭火现象，以便运行人员决定是否采取稳定燃烧或人为停炉的措施。 ,三层煤粉喷嘴的燃烧器全炉膛灭火检测逻辑,炉膛火焰监视中，层火焰和全炉膛灭火分别判断： 层火焰信号检测的逻辑是2/4（3/4） 逻辑 全炉膛灭火检测采用“投票”方式进行。 “投票”权取决于煤粉层和油层。只有在煤粉层和油层同时投“灭火”票时，才证实全炉膛灭火。,全炉膛灭火检测采用“投票”方式进行。“投票”权取决于 ：油层、煤粉层,锅炉常用的点火方式 高能点火器点燃重油燃烧器再点燃煤粉燃烧器的两级点火方式 高能点火器点燃轻油燃烧器再点燃重油燃烧器最后点燃煤粉燃烧