导航：安全管理网>> 安全论文>> 特种设备论文>>正文

锅炉炉膛安全监控系统的完善

文档作者：李新建文档来源：华电潍坊发电有限公司		点击数：	更新时间： 2021年09月03日
下载地址：点击这里	文件大小： 361.83 KB 共5页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共5页]

本文件共5页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：361.83 KB 共5页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：油气储运过程管道防腐问题探讨

上一篇：特种设备安全法对企业安全主体责任的若干…

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

第33卷第2期
2011年2月
华电技术
Huadian Technology
Vol_33 No．2
Feb．20l1
锅炉炉膛安全监控系统的完善
李新建
(华电潍坊发电有限公司，山东潍坊261204)
摘要：锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)作为大型燃煤机组的主要保护装置之一，在设计上的不完善将给机组的安全运
行带来极大的威胁。结合潍坊发电有限公司燃烧系统主、辅设备及分散控制系统的特点，从控制逻辑的设计、信号的投
切、MFT硬接线回路的设计等方面进行了优化，最大限度地提高了锅炉运行的安全性和可靠性。
关键词：锅炉主燃料跳闸；软逻辑；硬逻辑
中图分类号：TK 323 文献标志码：B 文章编号：1674—1951(2011)02—0062—04
1 机组概述
锅炉炉膛安全监控系统FSSS(Furnace Safe．
guard Supervisory System)是现代化大型锅炉都具有
的一种监控系统，当进入炉膛的燃料不具备燃烧条
件或燃烧器管理系统BMS(Burner Management Sys．
tem)发现由于设备或其他原因对其失去控制与监视
时，有可能造成燃料的积累，这种积累遇到正在运行
的锅炉或正在点火的锅炉中的能量时，会使炉膛发
生爆燃。为防止这种爆燃的发生，BMS发出主燃料
跳闸Mrr(Master Fuel Trip)命令，迅速切断全部燃
料，以免炉膛发生放炮、爆炸等恶性事故。
华电潍坊发电有限公司二期工程安装有2台
670 Mw超临界燃煤汽轮发电机组，锅炉为上海锅炉
厂有限公司引进美国ALSTOM成熟技术，结合上海
锅炉厂有限公司燃用贫煤经验制造的超临界参数变
压直流炉，最大连续蒸发量为2 102 t／h，过热器出口
压力为25．4 MPa，过热器出口温度为571 oC。
分散控制系统DCS(Distributed Control Sys—
tems)采用ABB公司的Symphony系统，FSSS采用与
DCS一体化的设计方案。FSSS软件由公用控制逻
辑、燃油控制逻辑、燃煤控制逻辑组成，主要完成炉
膛吹扫、油泄漏试验、主燃料跳闸(MFT)、点火油／
启动油系统控制、煤层控制等功能。
2 MFT软逻辑的实现
锅炉主燃料跳闸(MFT)条件有：
(1)手动跳炉；
(2)空气预热器全停；
(3)送风机全跳；
(4)引风机全跳；
收稿日期：2010—09—18；修回日期：2010—09—28
(5)省煤器进口给水流量低(延时10 S)，低于
617．8t／h；
(6)省煤器进口给水流量低低(延时2 S)，低于
592．77t／h；
(7)再热器保护丧失：锅炉负荷>40％ 且投油
并满足汽机丧失蒸汽(延时l0 s)或任一磨煤机在服
务且满足汽机丧失蒸汽；
汽机丧失蒸汽(在模拟量控制系统(MCS)完
成)：主汽门或高压调门关且高旁未投或中压主汽
门关且低旁未投；
(8)炉膛压力高2值(1 520 Pa)；
(9)炉膛压力低2值(一1 780 Pa)；
(10)丧失火检冷却风延时10 S；
(11)锅炉总风量过低(<25％)；
(12)丧失燃料(OFT且负荷小于40％或首支油
枪投运3次失败)；
(13)全炉膛失火：煤层检测本层火焰少于2
个，即只有1个火检有火时，视为此煤层无火，该信
号作为全炉膛灭火逻辑的判据。若在无油层(大于
3支油枪投运)投运的情况下，6层煤层都发出无火
信号时则发出全炉膛失火信号；
(14)3台给水泵全跳闸(延时10 s)；
(15)负荷>30％且汽机跳闸；
(16)FSSS主保护机柜电源丧失或DCS电源
丧失；
(17)再热器出口蒸汽温度超限(超过598 oC)；
(18)分离器水位超限(超过14．5 m)；
(19)分离器出口蒸汽温度超限(超过457 oC)；
(20)螺旋管壁温超温(超过474℃)，螺旋管出
口管壁超温前墙、后墙各超温l8点(18取3)，左
墙、右墙各超温17点(17取3)，或门产生超温跳闸
信号；
(21)任意煤层工作且无2层油层工作时一次
第2期 李新建：锅炉炉膛安全监控系统的完善 ·63·
f低低1 卜一1 J≥2 }
⋯ ⋯ ⋯
一 t ⋯，
一固一糟__
温度测量出现毛刺、阶跃跳变的现象，ABB系统
DCS逻辑(如图2所示)采用了 96冗余模拟输入
功能块，以检测输入的偏差和被选输入的变化率，如
果被选输入的变化速度超过限定的速率或输入的偏
差超过限定值，输出将是坏质量，可见，该功能对外
部干扰信号起滤波作用，避免了温度由于外部干扰
而突升。对模拟量信号加入质量品质判断，当出现
坏质量信号时对其进行自动隔离，不参与DCS保护
并发出报警信号，提醒运行人员采取必要的防范措
施。这种坏信号剔除故障的诊断方式，同样可以用
于热电阻接触不良或断线故障的判断，重要辅机轴
承和电动机线圈温度一般采用VI'lO0热电阻，有效
地防止误动作。
图2 螺旋管温度元件保护逻辑
2．3 单点保护的完善
2007—07—06 T 11：25：30， 3锅炉MFT保护
动作，首出原因为再热器保护丧失。DEH系统送到
MCS的DEH负荷参考信号故障是导致主再热汽调
门关闭，进而引发再热器保护动作的直接原因。热
控检修人员检查后结果如下：DEH系统AO输出卡
件42—03—11工作正常，接线端子单元41—9A电
源系统运行正常，但是该接线端子单元TB4—3，
TB4—4输出异常，检查确认该信号通道硬件故障。
热工维护人员为避免单一开关量信号用于保
护，只加入了故障鉴别信号，而忽视了模拟量信号。
检查并修改有关控制逻辑，使DEH负荷参考与汽机
调门信号出现质量异常或存在巨大偏差时不能投入
自动或遥控，同时全面检查控制系统中设定值与被
调量偏差大禁止投人自动的功能。
3 MFT硬逻辑的实现
MFT跳闸电气回路就是MFF发生时快速动作
相应的跳闸对象，以起到快速切断所有进入炉膛燃
料的作用。为了保证跳闸回路的可靠性，采用手动
跳闸和DCS输出指令并行的设计原则，即正常情况
下由DCS判断产生MFT条件，并通过DO输出6取
2逻辑产生MFT信号；紧急情况或DCS失去控制的
制的情况下，由操作员操作MFT双跳闸按钮产生
M订，该按钮通过MFT跳闸电气回路即可驱动相应
的跳闸对象。
· 64· 华电技术 第33卷
3．1 MFT紧急跳闸按钮的完善
传统的FSSS硬保护回路如图3所示，针对DCS
失灵的问题，要考虑在DCS死机或故障的情况下机
组能够安全停下，不损坏机组设备。增加手动MFT
回路和手动停机回路，该后备操作装置通过继电器
回路实现，由硬接线实现跳闸控制逻辑，跳闸功能可
确保机组在紧急工况下能切断所有燃料的供料设
备，包括燃油快关阀、给煤机、磨煤机等，同时将
MFT接点送至其他控制系统。
110VDC+ 110VDC一
— — — — — — — 。，— ； ——— —一
FSSS主电FsSS备用
源丧失 电源丧失
— — — — — — — 。—— ：——— ， —一
CCS主电CCS备用
源丧失 电源丧失
。／ o，，／
．
主机主电 主机备用
源丧失 电源丧失
— — — — — — — ，—— ； ——— — —一
M FTl MF T2
／ ／二ZJ 1 — —
保再
白保持
继电器
ZJ
型 卜
跳塑 壁制
卜
磨煤机A控制
—
磨煤机 E控制
— 卜__
磨煤机A控制
— 叵卜_^
i
磨煤机；E控制
— 亘卜__
一次风机A控制
— 亘卜
一次风机B控制
— _r _L
备用
— 卜
备用
— _r
注：ZJ1~ZJ14的输出接点分别送全各设备跳『嗣【旦l路
图3 传统的FSSS硬保护回路
华电潍坊发电有限公司二期硬保护逻辑(如图
4所示)在原来典型逻辑的基础上进行了保护可靠
性和准确性的完善。
紧急跳闸按钮有2种接线方式：一种是2个按
钮串联，当2个按钮同时按下时，跳闸继电器和系统
才动作；另一种是采用2个独立的按钮，分别接跳闸
继电器和逻辑系统，当2个按钮之一按下时，跳闸继
电器就会动作。目前采用较多的是第1种方式，它
能防止误操作，但有可能在1个按钮出现故障时发
生拒动。第2种方式的2个按钮信号分2路触发跳
闸继电器，一路是按钮信号通过硬接线直接至跳闸
继电器，无中间环节，可靠性高；另一路是按钮信号
通过逻辑系统后至跳闸继电器。这种方式体现了
“宁可误动，也不能拒动”的设计原则。综合以上2
种情况，在采用第1种方式的情况下为了保证跳闸
回路的可靠性，采用手动跳闸和DCS输出指令并行
的设计原则。
(1)在正常情况下，由DCS逻辑条件判断产生
MFT指令，通过MFT指令取反分别驱动MFFDO01，
MFTDO02，MFTDO03，MFTDO04，MF"FDO05，MF'r—
DO06共6个继电器，利用这6个继电器的常闭点在
MFT跳闸回路中实现6取2硬接线逻辑，MFT发生
时这6个继电器失电，MFT跳闸板得电置位，MFT
跳闸电气回路即可驱动相应的跳闸对象。
(2)紧急情况下，从操作台来的2个手动MF'r
按钮同时按下时，MFT跳闸板得电置位，MF-'F跳闸
电气回路即可驱动相应的跳闸对象。
(3)在没有MF'r条件发生的情况下，吹扫完成
后，复位继电器得电，MFT跳闸板失电复位，MF'r跳
闸电气回路即可释放相应的跳闸对象。
3．2 FSSS主保护机柜电源丧失或DCS电源丧失保
护完善
FSSS主逻辑柜作为FSSS的控制核心，主要包
括软MFT逻辑、OFT逻辑、油泄漏试验、炉膛吹扫及
所有单元机组的SOE信号等重要的控制回路。当
FSSS主逻辑柜电源丧失时，主保护失控，如继续运
行下去，必将造成严重的后果。
传统的FSSS硬保护回路是通过分别增加FSSS
主电源丧失监视继电器触点串联FSSS备用电源丧
失监视继电器触点、DCS电源丧失监视继电器触点
串联DCS备用电源丧失监视继电器触点来实现的，
在该回路中，任一触点出现问题，都会出现拒动。
华电潍坊发电有限公司二期FSSS主逻辑柜控
制的2路电源分别从DCS电源的UPS段和保安段
来，电源丧失均会导致MFFDO01，MFTDO02，MFF—
DO03，MF'rDO04，MFTDO05，MFTDO06共6个继电
器失电，继电器常闭点两两串接再并接进入MFF硬
接线跳闸回路。由图4可知，当任一继电器误发信
号，该跳闸回路都不会动作，而6个继电器中任意2
个继电器动作，该跳闸回路都会动作，这样，就保证
了MFT保护的可靠性，有效防止误动和拒动。
3．3 FSSS动作继电器的独立性和分散性
传统的FSSS硬保护回路提供一路“MFW复归”
输出，输出的接点串联至MFT跳闸出口继电器的复
归闭合线圈，在图3“DCS来复位接点”出现故障不
导通时，ZJ1～ZJ16永不会得电，使整个硬保护回路
出现拒动，成为整个保护回路的瓶颈，在MFT发生
的情况下，动作继电器线圈会长时间带电发热，导致
继电器损坏。
华电潍坊发电有限公司二期FSSS硬保护采用
第2期 李新建：锅炉炉膛安全监控系统的完善 ·65·
500DDC—P1200Z1型继电器
；
图4 华电潍坊发电有限公司二期FSSS硬保护
ABB公司的500DDC—P1200Z1型继电器，每个继 圈的冲击。DCS来的动作信号和复位信号在需要保
电器12副触点，NO／NC可以根据现场实际需要进 护的回路中形成并联关系，保证了动作的准确性和
行现场转换。每个动作继电器上附带有1个小复位 可靠性。
线圈，动作继电器具有动作自保持功能，动作后只要 3．4 FSSS硬保护直流电源装置的改进
复位线圈瞬间带电就可保持复位状态，把危险点分 传统的硬保护回路的电源切换是通过继电器来
散到各个继电器上。在试运前期，出现了继电器线 实现的，这样的电源继电器保护回路存在2个缺陷：
圈相继烧毁的情况，分析其原因是在出厂前ABB工 (1)FSSS硬保护有一路正在投用的电源在掉电
程师为了确保MFT的可靠性，将DCS逻辑中MFT 的情况下切换时间达不到FSSS硬保护回路的真正
动作信号和炉膛吹扫完成复位信号采用了长信号， 要求。
继电器会一直带电，没有发挥出其优势。经现场检 (2)FSSS硬保护有一路正在投用电源出现故
验，对DCS逻辑中MFT动作信号和吹扫完成复位 障、不能满足跳闸继电器正常工作时，不能自动把电
MFT信号采用了5 S脉冲的动作时间，MFT动作时 源切到冗余一路，会造成FSSS硬保护不能正常动
继电器和复位继电器线圈都不需要长期一直带电， 作，严重影响机组的安全。
满足MFT硬保护的要求；同时，在ABB现场工程师 华电潍坊发电有限公司二期FSSS硬保护系统
的建议下，在每个动作继电器和其复位继电器的线 应采用2路独立的220V直流电源，2路直流电源由
圈上并联反向二极管，避免瞬间带电时对继电器线 1路UPS和1路保安电源组成，采用(下转第73页)
第2期 聂鹏飞，等：无GGH湿法脱硫旁路烟道的漏点治理 ‘73·
根本改观。
6 结束语
脱硫烟道的安全无渗漏运行对电厂的安全运行
和文明治理非常重要。不设GGH湿法脱硫装置的
净烟气腐蚀性不但没有降低，反而由于烟温的降低
而大大增加，因此，旁路烟道防腐需根据电厂的情
况、施工条件和资金等综合考虑。该研究可为类似
电厂的脱硫旁路烟道防腐改造提供借鉴。
参考文献：
[1]赵华，赖敏，丁经纬．脱硫系统不设烟气再热器方案探讨
[J]．热力发电，2005，34(10)：1—3．
[2]张爽．镍基及钛合金在湿法脱硫烟囱防腐中的应用[J]．
电力建设，2005，26(9)：62—64．
[3]冯玲．烟气脱硫技术的发展及应用现状[J]．环境工程，
1997，15(2)：30—35．
[4]姜大刚．发电厂排烟冷却塔防腐体系设计[J]．华电技
术，2009，31(8)：74—77．
[5]邓名杰，王天堂，陆士平，等．耐酸胶泥用于脱硫烟囱防
腐的可行性初探[J]．电力环境保护，2009，25(5)：22—
23．
(编辑：刘芳)
作者简介：
聂鹏飞(1983一)，男，河南新乡人，助理工程师，从事火
电厂脱硫技术监督与点检管理方面的工作(E—mail：daniao
433@163．corn)。
<> ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ● <> ●<> ●< > ●<> ‘ <> ●<> ●( )●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ● (> ●<> ●< > ●<> ●< > ●
(上接第65页)PEP—BC直流输入切换装置，2路
电源通过二极管切换回路耦合实现互为冗余，任意
一路电源故障都在LCD上报警显示，一路电源故障
时可自动切换到另一路。PEP—BC直流输入切换
装置附有电源监视继电器，失电后通过监视继电器
的常闭干接点送入DCS，只要有一路故障就会发出
“FSSS硬保护柜电源故障”。
3．5 FSSS输出信号的改进
MFT的控制回路有软逻辑和硬MFT继电器2
套回路，这2套MFT回路设计成软、硬件互相冗余，
其中一套失效时，另一套可以及时安全地停止机组
的运行，当MFT条件出现时，软件会送出相应的信
号来关闭相关的设备，同时，MFT继电器也会向这
些设备中的绝大部分送出一个硬接线信号来关闭它
们。例如，MFT发生时逻辑会通过相应的继电器来
关闭油母管跳闸阀，同时，MFF接点也会送出信号
来直接关闭该跳闸阀。
在 3机组试运期间，软回路和硬回路动作的设
备并不完全重合，如2007—05—11 T 12：05， 3机
组发“MFT直流回路电源故障”，检查发现FSSS系
统直流电源柜的双路直流切换电源跳闸，锅炉MFF
发生，汽机没有及时跳闸，运行人员紧急手动打闸才
避免了事故的发生。此种情况若发生在高负荷运行
过程中是非常危险的。经检查发现，由于汽机ETS
采用PLC控制，MFT停汽机硬MFT继电器回路有
输出信号，而软MFT逻辑回路没有单独的信号线到
大机ETS柜，当这唯一的一路信号发生问题时就不
能及时停机。为此，将大机ETS设计成2路软回路
(DCS柜DO卡件输出)和(从MFT硬保护继电器柜
端子排输出)2路硬MFF继电器回路，实现MFT信
号4选2联跳汽轮机。MFr保护试验时分2路：对
硬接线回路进行单独试验，即屏蔽掉FSSS组态中
MFT指令，操作手动MFT按钮；对软接线回路进行
单独试验，将硬保护柜2路电源全停，从FSSS组态
中发MFT指令，分别检查以下系统和设备动作是否
正常：
(1)所有磨煤机跳闸；
(2)所有一次风机跳闸；
(3)关燃油跳闸阀；
(4)信号至BMCS，TMCS，BSCS，TSCS等各相关
系统；
(5)输出至ETS(4路)跳汽机；
(6)跳吹灰系统。
4 结束语
华电潍坊发电有限公司2×670 MW 机组FSSS
系统完善后，各项功能测试均符合设计要求。现已
运行2年多时间，FSSS系统运行一直非常稳定，没
有出现影响机组的安全稳定运行的情况。FSSS保
护正确动作率100％ ，误动、拒动率为0％。实践证
明，华电潍坊发电有限公司FSSS的完善是非常成
功的。
参考文献：
[1]刘文丰，陈思铭．火力发电厂典型MFT逻辑控制实现
[C]／／湖南省电机工程学会热控专业委员会2006年学
术年会论文集．长沙：湖南省电机工程学会，2006．
(编辑：刘芳)
作者简介：
李新建(1979一)，男，山东潍坊人，助理工程师，从事电
厂热工专业维护方面的工作(E—mail：kylkl215@126．com)。

网友评论 more

特种设备论文最新内容

05-04