通辽发电总厂 028011
摘要：随着现代工业的飞速发展，国民经济的迅猛发展使得电力的需求与能源供应之间的矛盾日益凸现，火电机组的单机容量不断增大，600MW机组已逐渐成为新建电厂的主力机组。大容量、高参数机组安全运行的重要性也日益提高，先进的机组保护系统和装置得到了广泛采用。因此本文就600MW机组FSSS系统的常见问题及解决对策进行了阐述。
关键词：600Mw；FSSS系统；问题；改进
炉膛安全监控系统是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监控系统，它能在锅炉正常工作和起停等各种运行方式下，连续密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断的进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过种种连锁装置，使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序，完成必要的操作或处理未遂性事故，以保证锅炉燃烧系统的安全。采用FSSS系统不仅能自动完成各种操作和保护动作，还能避免运行人员在手动操作时的误动作，并能及时执行手操来不及的快动作，如紧急切断和跳闸等。
1 FSSS系统及功能概述
FSSS系统即炉膛安全监控系统。FSSS系统使锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启（投）、停（切），并能在危急工况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料（包括点火燃料），防止爆燃、爆炸等破坏性事故发生，以保证炉膛安全的保护和控制系统。包括炉膛安全系统和燃烧器控制系统。FSSS系统功能一般分为两个部分，即燃烧器控制系统BCS和燃料安全系统FSS。燃烧器控制系统的功能是对锅炉燃烧系统设备进行监视和控制，保证点火器，油枪和磨煤机组系统的安全启动、停止和运行。燃料安全系统的功能是在锅炉点火前和跳闸停炉后对炉膛进行吹扫，防止可燃物在炉膛堆积。在检测到危及设备、人身安全的运行工况时，启动主燃料跳闸（MFT），迅速切断燃料，紧急停炉。
2FSSS系统的主要逻辑构成
2.1炉膛吹扫
炉膛吹扫是指让空气流过炉膛及烟道，以便有效地清除炉膛及烟道内积聚的可燃物，防止炉膛爆炸。下述条件具备时，自动开始炉膛吹扫：（1）所有煤粉分离器出口挡板已关；（2）压缩空气压力不低（开关量信号：3取2，定值0.3MPa）；（3）所有燃烧器火检无火；（4）任1台送风机在运行；（5）任1台引风机在运行；（6）炉膛压力不低（开关量信号：3取2，定值：-2.5KPa）；（7）炉膛压力不高（开关量信号：3取2，定值：2.5KPa）；（8）手动MFT按钮未动作；（9）回油阀已关；（10）主油阀已关；（11）所有油角阀已关；（12）无磨煤机运行；（13）无一次风机运行；（14）总风量合适（大于25%BMCR）。
2.2油泄漏试验
油泄漏试验的主要作用是检验整个炉前油系统中的燃油母管是否泄漏以及进出口关断阀和各油角阀的严密性，以保证油系统的正常运行。油泄漏试验按以下顺序进行：
第1步：在试验启动许可条件下打开油泄漏试验阀向油管路缓慢注油，注油60s后关闭油泄漏试验阀，监视油压的下降速度，180s后试验前后油压差<0.05MPa即试验一次成功。本项试验目的是确保油母管带压时无泄漏；
第2步：第1步试验成功后，则自动打开回油关断阀，卸掉大部分油，10s后关回油关断阀，监视试验阀后油压（此时应>0.1MPa），若300s后试验前后油压差<0.05MPa则试验成功。本项试验目的是确保燃油主关断阀在关位时无泄漏。
2.3 锅炉主燃料跳闸（MFT）逻辑
下述任一条件发生，锅炉MFT动作：（1）空预器全停（延时180s）；（2）2台送风机均停；（3）2台引风机均停；（4）手动MFT动作；（5）炉膛压力高2值（开关量信号：3取2，定值2.5KPa）；（6）炉膛压力低2值（开关量信号：3取2，定值-2.5KPa）；（7）火检冷却风压低（开关量信号：3取2，定值3.23KPa）；（8）总风量<20%BMCR；（9）机组负荷>90MW时发电机跳闸；（10）机组负荷>90MW时汽轮机跳闸；（11）全炉膛灭火；（12）给水流量低低延时15s（MCS模拟量信号：3取2，定值583.5t/h）；（13）全燃料丧失。
MFT动作后，控制系统发出以下指令：（1）跳所有磨煤机；（2）跳所有一次风机；（3）关过热器减温水总门；（4）关再热器减温水总门；（5）关主给水旁路调节阀；（6）去ETS跳汽轮机；（7）跳A，B给水泵汽机；（8）关燃油进油阀；（9）关所有燃油角阀；（10）关燃油回油阀；（11）关所有磨煤机冷、热风门、混合风门、负荷风门、煤粉关断门；（12）负荷>90MW时跳电泵。MFT动作后，继电器硬回路同时去跳以上第1，2，6，7，8，10条，以增强MFT动作的可靠性。
2.4 油燃烧器程控启/停逻辑
油燃烧器的相关控制逻辑如下：
下述条件具备，允许自动启动油燃烧器：（1）无MFT、OFT；（2）主进油阀已开，油泄漏试验阀已关；（3）油燃烧器无故障；（4）煤粉燃烧器无故障或该油火检有火；（5）油温高于一定值；（6）无油燃烧器在启动；（7）该排煤粉燃烧器在着火或该油火检无火；（8）该油角阀已关。以上条件1～4为绝对允许条件，在启动前后都必须满足。
下述条件具备，允许自动停止油燃烧器：（1）无MFT、OFT；（2）主进油阀已开，油泄漏试验阀已关；（3）任一火检有火（油或煤）。
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下述任一条件发生，强制停止油燃烧器：（1）该油燃烧器点火失败（油角阀已开30s后未检到火）；（2）该油燃烧器点火过程中故障；（3）在程控停允许条件1，2满足情况下就地停止按钮按下。
3Fsss系统常见问题及改进
3.1主燃料跳闸主保护条件的增补
ＦＳＳＳ系统的核心即主燃料跳闸（ＭＦＴ）主保护主要是监视燃料及炉膛燃烧情况并产生跳闸信号来切断油燃料或整个锅炉的燃料，进而保护整个机组。至于切断哪个燃料需要看具体哪个条件超过了定值。跳闸后会给出首次跳闸原因指示，这样操作员就可以进行正确的判断并采取必要的补救措施。由于有很多ＭＦＴ条件都可能造成设备及人身的严重伤害，当其中任何一个条件成立时，ＦＳＳＳ逻辑就会跳闸ＭＦＴ继电器，立即停掉所有的燃烧器及制粉设备，在该ＭＦＴ条件消失且锅炉吹扫结束后ＭＦＴ跳闸才允许结束。
3.2临界火焰ＭＦＴ逻辑完善
临界火焰是蒸发量1000ｔ/ｈ及以上锅炉“基于单个燃烧器的火焰监视和灭火保护”ＦＳＳＳ系统的重要监视逻辑之一，是对燃烧器火焰着火区进行“点监视”的火检系统中才存在的特有逻辑条件。出现了临界火焰时，如果不产生ＭＦＴ则会在炉膛中形成可燃性混合物的积累，进而引起炉膛爆燃事故的发生。因此，在大多数情况下，在有锅炉灭火后期的“全炉膛灭火”保护以及全炉膛灭火以后的“炉压高低ＭＦＴ”保护的前提下，为保锅炉的运行而放弃了临界火焰丧失ＭＦＴ保护。在兼顾运行和安全的前提下，经过实际运行经验，设计了以下临界火焰丧失ＭＦＴ保护回路：燃烧器投运的判断条件为煤粉挡板已开（或油角阀已开）且对应火检有火。当煤粉挡板未开（或油角阀未开）或对应火检无火，则此燃烧器退出。逻辑中在9ｓ内若有25%的燃烧器退出，则引发ＭＦＴ。在此回路中，既考虑了高负荷（电负荷>80%）下炉膛灭火的提前量，又考虑了特殊情况下的稳定燃烧（例如ＲＢ）。经过实际检验，起到了很好的作用。
3.3关于ＭＦＴ出口信号的问题
由于ＭＦＴ的软逻辑和硬继电器两套回路互相冗余，所以当ＭＦＴ条件出现时软件会送出相应的信号来停掉相关的设备，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停掉它们。例如，ＭＦＴ发生时逻辑会通过相应的模块输出信号来关闭油母管跳闸阀，同时ＭＦＴ接点也会送出信号来直接关闭该跳闸阀。在实际设计中，软回路和硬回路动作的设备并不完全重合。例如，ＭＦＴ停汽机硬ＭＦＴ继电器回路有输出信号，而软ＭＦＴ逻辑逻辑回路就没有单独的信号线到大机ＥＴＳ柜。这样当这唯一的一路信号发生问题时就不能及时停机。为此对以下重要设备增加了软回路（ＤＣＳ柜ＤＯ卡件输出）和硬ＭＦＴ继电器回路（从ＭＦＴ继电器柜端子排输出）双接线：ＭＦＴ跳大机（至大机ＥＴＳ柜）、ＭＦＴ停Ａ/Ｂ给水泵（至Ａ/Ｂ小机ＭＥＨ柜）、ＭＦＴ停吹灰（至吹灰柜）、ＭＦＴ跳发电机（至发电机保护屏Ａ/Ｂ屏）。
3.4泄漏试验旁路ＭＦＴ功能的实现
在锅炉点火前应进行燃油系统的泄漏试验，且泄漏试验应在ＭＦＴ未复归的前提下进行。当ＭＦＴ发生后，为可靠地切断进入炉膛的燃料，ＭＦＴ软回路和硬继电器控制回路将同时强制关闭点火油及启动油进油快关阀、油压调节阀、回油电动阀、泄漏试验阀，直至ＭＦＴ条件消失，ＭＦＴ信号复归。而进行燃油系统的泄漏试验时必须打开以上阀门，对炉前油管道进行充油。为了解决以上矛盾，在ＤＣＳ系统ＣＲＴ画面上用软件做了一个油泄漏试验旁路ＭＦＴ信号软按钮，用以旁路ＭＦＴ软硬回路的强关点火油及启动油进油快关阀、油压调节阀、回油电动阀、泄漏试验阀的信号。
3.5 热控电源丧失报警及其切换的问题
鉴于热控设备的重要性，一般情况下热控设备均设计有2路互为备用的电源回路。当其中一路电源失去时，自动切换到备用电源，此时可以保证设备的安全运行。为了对热控设备的电源有效地进行监视，在ＤＣＳ画面中增加了一幅热控设备电源监视专用画面，当两路电源中有一路电源失去时，软光子牌报警，提醒热控人员及时检查处理；当两路电源均失去时，ＤＣＳ系统发出语音报警，提醒运行人员采取紧急措施。具体报警内容包括：ＤＣＳ系统电源柜失去报警、ＦＳＳＳ火检柜电源失去报警、ＤＣＳ系统各个ＣＰ柜电源失去报警、空预器火灾报警柜电源失去报警、空预器间隙调整柜电源失去报警、吹灰系统控制柜电源失去报警、热控就地执行器电源失去报警、ＥＴＳ柜电源失去报警、大小机ＴＳＩ柜电源失去报警、ＤＥＨ柜电源失去报警、ＭＥＨ柜电源失去报警等。
4结束语
现代飞速发展的工业，能源需求愈来愈大，电能已经成为现代工业生产的主要能源和动力。随着电力工业迅速发展，大电网、高参数、大机组、高度自动化已成为电力工业的基本特征，火电机组的单机容量不断增大，600MW 机组已逐渐成为新建电厂的主力机组。锅炉安全监控系统FSSS主要承担了机组锅炉保护和燃烧器管理的任务，其系统的控制系统设备质量必须可靠，控制系统的设计思想应该先进、完善，软件逻辑设计正确、合理。只有做到这一点，才能完全消除可能出现的拒动和误动，保证600MW火电机组的安全稳定的运行。
参考文献：
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[3]闫生琳. 锅炉FSSS系统稳定运行的分析与研究[J]. 轻工科技，2013，02期：53-56.
论文作者:王磊
论文发表刊物:《基层建设》2015年34期
论文发表时间:2016/10/21
标签：炉膛论文; 系统论文; 机组论文; 回路论文; 锅炉论文; 燃烧器论文; 电源论文; 《基层建设》2015年34期论文;