電廠鍋爐安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用(一)

1、（一）1概述電廠的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FurnaceSafetySupervisionSystem，簡稱FSSS），是電廠重要的安全系統(tǒng)之一，F(xiàn)SSS1常包括燃燒器控制系統(tǒng)（BCS或BMS）和燃料安全系統(tǒng)（FSS。為了保證安全系統(tǒng)可靠的工作，F(xiàn)SSS很高的獨(dú)立性要求，包括采取獨(dú)立的邏輯控制、獨(dú)立的輸入/輸出系統(tǒng)和獨(dú)立的電源，在功能上和物理上獨(dú)立于其他的鍋爐控制系統(tǒng)。觸發(fā)主燃料跳閘（MFT）和鍋爐跳閘（BT）的信號必須采用硬接線，而不能通過總線通訊傳輸。這個(gè)由硬接線實(shí)現(xiàn)的鍋爐跳閘功能應(yīng)確保機(jī)組能在任何緊急工況下能切斷所有風(fēng)和燃料的供應(yīng)，包括風(fēng)機(jī)、燃料快關(guān)閥、風(fēng)機(jī)的風(fēng)門等。在控制邏輯的設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分

2、考慮：單一設(shè)備元件的故障不應(yīng)導(dǎo)致強(qiáng)制性的主燃料跳閘（MFT）或鍋爐跳閘（BT）.邏輯系統(tǒng)故障不應(yīng)阻止合理的操作員干預(yù).控制邏輯能夠防止非授權(quán)的更改.機(jī)器設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不可對其邏輯進(jìn)行修改.系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)盡可能的短以防止對應(yīng)用回路產(chǎn)生不利影響.對干擾影響采取的保護(hù)措施應(yīng)防止產(chǎn)生誤動(dòng)作.提供診斷功能用于監(jiān)控處理器的邏輯功能同時(shí)控制系統(tǒng)還應(yīng)評估各類設(shè)備元件的故障模式，對下述故障進(jìn)行評估并提供解決方案：.電源的中斷、漂移、短時(shí)波動(dòng)、恢復(fù)、瞬變過程和部分失去.存儲損壞或丟失輸入和輸出故障信號不能讀或未讀出無法處理偏差處理器故障繼電器線圈故障繼電器接點(diǎn)故障時(shí)鐘故障為了便于運(yùn)行人員迅速查找事故發(fā)生的原因，F(xiàn)S

3、SSS需要提供MBT和BT以及所有輔機(jī)跳閘的首出原因（FirstOut）判斷邏輯。除了對燃燒器控制和管理，F(xiàn)SSS另一個(gè)重要的組成部分是燃料安全系統(tǒng)，即FSSFS膜防止由于爐膛內(nèi)燃料和空氣的混合物產(chǎn)生的不安全工況。必要時(shí)切除燃料系統(tǒng)，并避免鍋爐受壓部件過熱。在實(shí)現(xiàn)方法上，F(xiàn)SSM以采用通用型處理部件，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。其中通用型處理模件構(gòu)成的FSS系統(tǒng)是最常見的方法。在能源過程控制應(yīng)用中，美卓自動(dòng)化的DNA系統(tǒng)還可以根據(jù)故障安全型控制器相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)（如IEC61508等）設(shè)計(jì)成安全性控制系統(tǒng)。使DCS系統(tǒng)在冗余的控制器均故障的情況下，仍有有效地措施來確保安

4、全停爐。在這種特殊應(yīng)用中，由于控制器和I/O模件都是DCS的相同硬件，F(xiàn)SS勺安全型控制系統(tǒng)也是DCS系統(tǒng)的一部分，可與DCSg;行無縫連接。本專題說明以一臺CFB鍋爐為例，重點(diǎn)描述用通用型處理器和I/O模件構(gòu)成的燃料安全系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)方法。2.FSS勺監(jiān)控和保護(hù)功能FSSS通過下列監(jiān)控和保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作：監(jiān)控鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況，并在檢測到危害人員和設(shè)備安全的工況時(shí)發(fā)出主燃料跳閘（MFT）信號和鍋爐跳閘（BD信號。當(dāng)發(fā)生RUNBack!況時(shí)，應(yīng)停運(yùn)一部分已投運(yùn)的鍋爐燃料設(shè)備和有關(guān)輔機(jī)，快速切斷進(jìn)入鍋爐的燃料量。MFT發(fā)生后，應(yīng)維持鍋爐進(jìn)風(fēng)量，以便清除爐膛內(nèi)、煙道尾部和煙道中的可

5、燃?xì)?。?分鐘吹掃完成及有關(guān)許可條件滿足之前，應(yīng)阻止燃料重新進(jìn)入爐膛。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，控制系統(tǒng)應(yīng)能夠：快速響應(yīng)跳閘輸入信號直接切斷所有燃料來源運(yùn)行人員能直接進(jìn)行燃料跳閘自動(dòng)記憶和顯示跳閘原因”不許有跳閘的旁路在收到MFT信號和鍋爐跳閘信號時(shí)，燃燒器控制系統(tǒng)應(yīng)按指令協(xié)同F(xiàn)SS快速切斷至爐膛的燃料和點(diǎn)火能量。提供SO昕需要的接點(diǎn)信號應(yīng)提供某參數(shù)逼近其預(yù)定危險(xiǎn)值時(shí)的預(yù)先報(bào)警功能，以及時(shí)的告訴運(yùn)行人員。3、用通用型控制器實(shí)現(xiàn)FSS勺具體功能：用通用型控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)FSS勺功能可以概括為：涉及到爐膛安全的重要輸入信號采取三取二的方式（2oo3）,以提高其可靠性。DCSS入信號采取三取二的表決

6、方式（2oo3）,以進(jìn)一步提高其可靠性。設(shè)計(jì)兩套MFT/BT動(dòng)作回路控制相關(guān)設(shè)備，一套由控制器邏輯實(shí)現(xiàn)（軟邏輯回路），接受DCS的DO接點(diǎn)輸出；另一套接受來自主控臺的一對跳閘按鈕的接點(diǎn)輸出，并由繼電器組合邏輯實(shí)現(xiàn)（硬邏輯回路）。其中一對按鈕的兩對接點(diǎn)兩兩串聯(lián)后分別接至兩只跳閘出口繼電器的跳閘閉合線圈，DCS在不同的開關(guān)量輸出卡件上提供兩路獨(dú)立的跳閘輸出，輸出接點(diǎn)分別接至兩只跳閘出口繼電器的跳閘閉合線圈。任何信號觸發(fā)MFT時(shí)，兩套回路同時(shí)動(dòng)作，在爐膛吹掃型號復(fù)位前，兩套回路均自保持。MFT動(dòng)作信號和動(dòng)作繼電器均采用三取二方式（2oo3）,以提高可靠性。硬邏輯回路對所控制設(shè)備輸出兩路信號，斷開啟動(dòng)

7、回路，閉合停止回路。手動(dòng)MFT動(dòng)作硬邏輯回路，同時(shí)觸發(fā)軟邏輯回路。手動(dòng)MFT還具有獨(dú)立DCS的應(yīng)急停爐功能。采用兩路獨(dú)立的直流電源供電。對兩路直流供電電源進(jìn)行長期監(jiān)視，在一路電源故障時(shí)自動(dòng)切換到另一路，以保證任何一路電源的故障均不會導(dǎo)致系統(tǒng)的任一部分失電。FSS勺邏輯控制功能則分成四個(gè)子系統(tǒng)來完成主燃料跳閘（MFT）鍋爐跳閘（BT）鍋爐吹掃油燃料系統(tǒng)泄漏實(shí)驗(yàn)燃料系統(tǒng)的安全運(yùn)行是由FS濯輯的完整性來保證的。主燃料跳閘為了避免鍋爐爐膛產(chǎn)生的不安全工況，應(yīng)提供油槍跳閘、給煤機(jī)跳閘等多層次的燃料跳閘。在MFT時(shí)，應(yīng)快速切斷所有進(jìn)入爐膛的燃料。以下條件任一發(fā)生（保護(hù)投入），即產(chǎn)生主燃料跳閘：l床溫900

8、度l總風(fēng)量25%102過低l失去全部燃料爐膛溫度低于允許投煤的溫度，且床槍、風(fēng)道燃燒器和床上燃燒器槍均未投入l爐膛溫度低于床槍投入的溫度，且風(fēng)道燃燒器未投入l風(fēng)道燃燒器連續(xù)兩次點(diǎn)火失敗l汽機(jī)跳閘l發(fā)電機(jī)跳閘l鍋爐跳閘手動(dòng)MFT（主控制臺“MF動(dòng)作”和確認(rèn)”按鈕觸發(fā)）l由鍋爐特點(diǎn)決定的其它跳閘要求當(dāng)發(fā)生MFT時(shí)，控制邏輯自動(dòng)執(zhí)行下列操作：LCD液晶顯示顯示并打印跳閘首出原因l燃油母管快關(guān)閥關(guān)閉l所有點(diǎn)火器切除并退出l所有油槍燃料閥關(guān)閉、油槍退出l所有給煤機(jī)跳閘并關(guān)閉石灰石給料系統(tǒng)l切除外置床-（關(guān)閉錐形閥和硫化風(fēng)閥）l汽機(jī)跳閘l發(fā)電機(jī)跳閘l投入過熱器保護(hù)（蒸汽吹掃程序）l切除電除塵器MCS得到下列指令：關(guān)閉過熱器噴水調(diào)節(jié)閥和截止閥關(guān)閉再熱器噴水閥和截止閥閉鎖吹灰系統(tǒng)的運(yùn)行，投入運(yùn)行的吹灰器應(yīng)退出在無保護(hù)條件、吹灰完成或滿足熱態(tài)啟動(dòng)條件后，經(jīng)手動(dòng)確認(rèn)復(fù)位MFT，保護(hù)記憶復(fù)歸，上次跳閘首出原因記憶復(fù)歸。燃料油跳閘（OFT）下列任何一個(gè)條件成立產(chǎn)生OFT