锅炉炉膛安全监控系统基本技术要求

1、产品型号 SG-1181/25.4-M4403产品名称 1181t/h超临界压力直流锅炉编 号 4403-1-8616 上海锅炉厂有限公司 2012年5月1 用途及概况随着电站单元机组容量变得越来越大，锅炉的安全和正常运行所必须的监控也变得越来越复杂。这就使得普通的操作人员很难准确而迅速地处理许多危及锅炉安全的异常现象，因为操作人员处理突发事故的能力是受其精神状态运、行经验和体能等许多因素的限制。要是操作人员能借助控制对给定的输入用预先编制的程序给予快速反应使得复杂的安全联锁程序自动进行，就可更有效地提高锅炉运行的安全性。锅炉炉膛安全监控系统，其英文名称为Furnace Safeguard S

2、upervisory System简称FSSS。FSSS是由燃料安全联锁（FSS）和燃烧器控制系统（BCS）二部分组成，它在防止运行人员操作事故及设备故障引起锅炉炉膛爆炸方面起着重要作用。锅炉为超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全悬吊结构型锅炉。2 系统功能及规范2.1系统功能概述 本FSSS系统的主要功能包括（1） 锅炉炉膛吹扫（2） 主燃料跳闸（Main Fuel Trip）（3） 发出跳闸原因显示和记忆（4） 炉膛正、负压保护（5） 燃油泄漏试验（6） 燃油母管跳闸阀和循环阀的联锁控制（7） 油燃烧器点火和熄火控制（中央顺序点火和就地点火）（8）

3、自动顺序启、停油燃烧器（9） 煤粉燃烧器的层投切控制自动顺序启、停煤粉燃烧器（10） 负荷的快速返回（RUN BACK）（11） 炉膛灭火保护（12） 火焰检测（13） 火焰探头冷却风系统的管理（14） 二次风门挡板的开关控制（15） 联锁和报警2.2 主要技术原则2.2.1 锅炉炉膛吹扫 锅炉吹扫是锅炉点火前和锅炉点火失败后必须进行的吹扫条件。炉膛吹扫的目的是将锅炉炉膛和烟道内积存的可燃混合物排除掉，完整的吹扫过程是燃烧器必要的条件之一。在5分钟吹扫过程中，如果失去任一项吹扫条件，控制逻辑将立即中断吹扫程序，并发出报警，待吹扫条件全部满足，重新吹扫。 吹扫条件为（1） 有送风机运行（2） 引

4、风机运行（3） 所有油角快关阀关闭（4） 燃油母管跳闸阀关（5） 无MFT指令（6） 所有给煤机停（7） 所有磨煤机停（8） 二次风风门挡板在吹扫位（9） 所有火检指示无火（10） 燃烧器喷嘴在水平且风量适当（3040%）（11） 火检冷却风压力正常（12） 有预热器运行（13） 电除尘器停运（14） FSSS系统电源正常（15） MCS系统电源正常（16） SOFA风门挡板关（17） 一次风机均停（18） 所有磨煤机出口风门关闭（19） 风量大于30%（20） 仪表空气压力不低 在运行操作站上，设有相应指示灯显示上述条件，并根据工况，分别显示“吹扫允许”、“吹扫进行”、“吹扫中断”和“吹扫完

5、成”，吹扫完成指令同时自动复位MFT继电器及首出指示灯。2.2.2 锅炉跳闸(MFT)2.2.2.1 当发出下列条件之一时，FSSS系统则立即切断锅炉主燃料，机组停止运行，并显示记忆首出跳闸原因。（1） 二个手动按钮同时紧急按下，即手动紧急停炉（2） 送风机均跳闸（3） 引风机均跳闸（4） 预热器全部跳闸（5） MCS电源丧失（是否设置由用户决定）（6） 给水泵全部跳闸（7） 省煤器进口给水流量小与设定值（三取二）（8） 再热器保护丧失（9） 炉膛压力高越限（三取二）（10） 炉膛压力低越限（三取二）（11） 全炉膛燃料丧失（12） 全炉膛火焰丧失（13） 火检冷却风丧失（三取二）（是否设置由

6、用户决定）（14） 风量小于25%（三取二）（15） FSSS电源丧失（是否设置由用户决定）（16） 分离器水位高越限（17） 螺旋水冷壁出口金属壁温高越限（18） 过热器出口蒸汽温度高越限（19） 再热器出口蒸汽温度高越限（20） 分离器出口蒸汽温度高越限（21） 预热器出口蒸汽温度高越限（是否设置由用户决定）（22） 所有给煤机均停且运行油层电源丧失（是否设置由用户决定）2.2.2.2 MFT动作时，应同时对下列设备快速发出动作指令（1） 关闭暖炉油母管跳闸阀及油角阀（2） 切除全部高能点火器（3） 切除全部一次风机（4） 切除全部运行给煤机（5） 切除全部磨煤机（6） 置磨煤机控制为手动

7、方式（7） 切除投运吹灰器（8） 关闭减温水调节阀（9） 关闭减温水截止阀（10） 汽机跳闸（11） 除尘器跳闸（12） 送信号给MCS、SCS、DAS（13） 送信号给汽机旁路控制系统（14） 开二次风门挡板（15） MFT后20秒且炉膛压力低至-2290Pa，则跳闸送风机和引风机（16） 5分钟后吹扫时间到且炉膛压力高至+1520Pa，则跳闸送风机和引风机（17） 圣光报警2.2.2.3 MFT信号来源的建议（1） 二个手动按钮同时紧急按下，即手动紧急停炉信号来自紧急跳闸按钮（2） 送风机均跳闸信号来自送风机的MCC，建议每台风机至少取2点，坐冗余配置。（3） 引风机均跳闸信号来自引风机的

8、MCC，建议每台送风机至少取2点，坐冗余配置。（4） 预热器全部跳闸（5） MCS电源丧失（是否设置由用户决定）（6） 给水全部跳闸信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子。(7)给水流量小于设定值（三取二）信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子。（8）再热器保护丧失信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子。（9）炉膛压力高越限信号来自就地压力开关（三取二）（10）炉膛压力低越限信号来自就地压力开关（三取二）（11）全炉膛燃料丧失信号来自FSSS逻辑（12）全炉膛火焰丧失信号来自FSSS逻辑（13）火检冷却风丧失（是否设

9、置由用户决定）信号来自就地压力开关（三取二）（14）风量小于25%信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子（15）FSSS电源丧失（是否设置由用户决定）信号来自FSSS逻辑（16）分离器水位高越限信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子（17）螺旋水冷壁出口金属温度高越限信号来自DAS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子（18）过热器出口蒸汽温度高越限信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子（19）再热器出口蒸汽温度高越限信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子（20）分离器出口蒸汽温

10、度高越限信号来自MCS输出，输出3点（三取二），硬接线至FSSS输入端子(21)预热器出口烟气温度高越限（是否设置由用户决定）（22）所有给煤机均停且运行油层层电源键丧失（是否设置由用户决定）2.2.3 燃油泄漏试验 在锅炉点火前需检查燃油跳闸阀至各油枪入口快关阀之间的管道和烦闷在规定的油压下有无漏油现象 由运行人员在CRT上操作，如果泄漏试验失败则炉膛吹扫不成功，系统发出泄漏试验失败信号，经处理后重新开始泄漏试验。 油泄漏试验一般分两部分进行，首先是检测各油枪角阀及各油枪角阀至母管跳闸阀之间的油管路是否泄漏，然后检测油跳闸阀是否有泄漏。当着两部分试验都通过时，则表明该油系统泄漏试验成功。具体

11、过程如下：在母管油压达到泄漏试验设定值时，先开跳闸阀和回油阀进行油循环后，经过一定时间的油循环关闭回油阀，对油系统的各管路、阀门进行充压至跳闸阀后泄漏试验压力高开关动作，关闭跳闸阀。这时观察跳闸阀后的压力变化是否保持在规定的允许范围之内。在证实前面这段无泄漏后，再进行对油跳闸阀的试验，打开回油阀泄压至跳闸阀后泄漏试验压力低压力开关动作后，关闭回油阀、观察跳闸阀出口压力变化。在规定时间内，若该压力开关不动作，则表明跳闸阀泄漏试验通过，反之则说明该跳闸阀有泄漏现象。2.2.4 油燃烧器点火和熄火控制 油燃烧器控制方式分中央单角、中央对角控制，根据用户要求，就地不设置控制。当单角控制方式时，可通过软

12、手操对所选定的油角进行启、停控制；当对角控制方式时，可通过软手操对1、3角或2、4角进行启、停控制。（是否设置层控由用户决定）。2.2.3.1 在油枪可投入运行之前，FSSS控制系统检查下列许可条件：a、主燃料跳闸复归b、火焰检测系统正常（电源、冷却风压）c、油母管跳闸阀打开d、油温大于设定值e、炉膛风量适当或至少有一层煤粉燃烧器投运f、供油压力不低g、FSSS电源正常h、仪用空气压力不低i、燃油泄漏试验完成2.2.4.2 当以上这些条件满足后，在CRT操作站上显示“允许点火”信号，且当各个油枪的点火条件满足后，油枪可以投入运行。2.2.4.3 由运行人员投入油枪时，系统设计时考虑给运行人员提

13、供投入单个油枪或一堆油枪的灵活性2.2.4.4 你在运行人员通过CRT操作站启动一个指定的燃烧器组进行点火时，系统能根据时间顺序，开启快关阀。如在设定时间内某有枪未被证实点燃，关闭其对应的快关阀，并发出“点火失败”的报警。在维持吹扫风量的前提下，允许再进行下一次点火，但至少相隔一分钟以上。禁止在没有查明或纠正点火失败原因之前就试图重复再点火操作2.2.4.5 许可条件丧失或在指定时间内不能完成运行程序，则中断此程序2.2.4.6 运行任运能通过操作CRT操作站中断运行程序，停止运行程序的过程能监视并被证实。任何一个阀门不能关闭的情况下，产生一个“断油不成功”的报警。2.2.4.7 本工程不设置

14、就地点火操作，在CRT上应设置油枪闭锁按钮。当在闭锁状态时油枪（油燃烧器）禁止操作，以便现场检修时使用。2.2.4.8 正常情况下退出油枪时、对油枪进行吹扫。油枪吹扫可由运行人员或燃烧器控制逻辑来完成。油枪吹扫条件为：a、燃烧器逻辑不处于燃烧器点火方式b 油枪进到位c 燃油器油阀关闭d “允许点火”信号e 无MFT条件存在f 吹扫介质压力不低2.2.4.9 当油枪吹扫条件满足时，吹扫指令将按下列顺序启动油枪吹扫 a 启动高能点火器b 开吹扫阀c 吹扫5分钟d 证实高能点火器投运后一定时间内，吹扫阀未打开，则停止吹扫只有上述所有油枪吹扫条件满，油枪将吹扫5分钟，一旦油枪吹扫过程中断或启动失败，则

15、给出“油枪吹扫闭锁”报警信号，并指明哪个油枪吹扫被闭锁当下列任一条件出现时闭锁油枪吹扫： a 油枪吹扫期间，吹扫介质丧失 b MFT动作 c 油枪进不到位油角启停过程中控制对象时：油枪进退，高能点火枪进、打火，燃油快关阀的开关，吹扫阀的开关，油燃烧器辅助风门挡板的开、关。单只油燃烧器点火流程见图1，单只油燃烧器熄火流程图22.2.5 自动顺序启、停油燃烧器自动顺序启、停油燃烧器的主要任务是根据锅炉负荷设定启、停油燃烧器满足锅炉实际负荷要求。一般有（1）自动/手动切换方式选择；（2）自动油燃烧器顺序控制。也可以根据油压自动顺序启、停有燃烧器，油压燃烧器，油压信号取自油母管调节阀出口的压力变送器。

16、根据锅炉负荷启、停油燃烧器指令信号来自锅炉控制系统（MCS/APC）自动启动油燃烧器的顺序为AB层-CD层-1层-DE层；自动停运油燃烧器的顺序为DE层-CD层-1层-AB层；每层的角启动顺序为#1、#3、#2、#4,每层的停运顺序与角启动顺序相反。2.2.6 煤粉燃烧器的投切控制煤粉燃烧器控制方式有遥控操作方式和程控操作方式，还包括火焰检测器联锁系统。遥控操作是指运行人员通过CRT操作单独启、停给煤机、磨煤机、风门等各种设备；程控操作时通过机组程序按照规定的逻辑程序、联锁条件对煤闸门、给煤机、磨煤机、风门等设备进行顺序启、停控制。启停过程中控制对象是：给煤机、磨煤机、风门等各种设备。磨煤机启

17、动必须同时满足下列条件：（1） 无MFT (2) 煤粉喷嘴摆动到水平位置且风量合适或任一给煤机在运行 (3)二次风温大于设定值。当上述条件同时满足且磨煤机自身启动条件满足且磨煤机点火允许条件满足，可启动磨煤机对于磨煤机、给煤机自身的启动条件及跳闸条件，详见磨煤机、给煤机制造商的有关导则说明。当出现下列条件之一时，自动跳闸磨煤机（磨煤机跳闸应自动跳闸给煤机）；(1) MFT(2) 失去相关一次风（3）磨煤机出口阀未开；（4）在启动给煤机后X分钟内，磨煤机点火允许条件丧失；（5） RB指令跳闸相应磨煤机；（6） 磨煤机自身跳闸条件；当出现下列条件之一时，应自动跳闸给煤机；（1）MFT；（2）磨煤机

18、停运；（3）给煤机自身跳闸条件。2.2.7 自动顺序启、停煤粉燃烧器 根据锅炉负荷自动启、停煤粉燃烧器指令信号来自锅炉控制（MCS/APC）。自动顺序启、停煤粉燃烧器的主要任务是根据锅炉负荷设定启、停煤粉燃烧器满足锅炉实际负荷要求。一般有顺序系统（1）自动/手动切换；（2）自动煤粉燃烧器顺序控制 冷态/温态时，全自动启动燃烧器的顺序为；投AB层油投CD-1层油投B层/A层投C层/A层D层E层； 热态/极热态时，自动启动燃烧器的顺序为CD-1层油DE层油C层/D层D层/E层B层/AB层油A层 自动停运煤粉燃烧器的顺序为；E层A层B层D层C层。油枪启动允许对角启动指令油角启动指令令关油角阀火检有火

19、？延时未开到位油角阀关到位开油角阀点火枪退不到位自动退点火枪延时10秒开点火器延时未到位点火枪进到位进点火枪延时未到位油枪进到位位进油枪否是油角点火失败油角点火成功故障报警熄火指令关油角阀油角阀关到位延时未到位进点油枪延时未到位点火枪进到位点火枪退不到位开吹扫阀延时未到位退油枪油枪退到位油角熄火成功故障报警延时30秒吹扫阀未关到位开点火器吹扫阀开到位延时5分钟吹扫反关到位延时未到位关吹扫阀2.2.8 二次风门挡板的控制 在锅炉处于停炉、炉膛吹扫、锅炉点火以及负荷升降等不同状态时，挡板控制逻辑将按照燃烧工程师预先给定的原则控制各层二次风挡板、一次风挡板、顶部CCOFA风挡板及SOFA风挡板的开、

20、关（吹扫位、点火位、调节位等，详见表2.2.8-1），其开度大小由MCS执行。2.2.9火焰检测对油燃烧器每只油枪设置一只火检探头进行单火嘴监视，对煤粉燃烧器进行单喷嘴火焰监视。当一层有3个以上火检指示无火时，即为该层火焰丧失，所有层火焰均丧失时即建立一个全炉膛灭火信号，并产生MFT。2.2.10 探头冷却风机的控制 火检冷却风机二胎，互为100%备用，控制方式有两种，即集控室启、停和就地启、停，两台风机通过压力联锁，自动启、停。 启动火检探头冷却风机有三种指令：（1）手动（2）顺空自动（3）压力联锁自动。 停运火检探头冷却风机有二种指令：（1）手动（2）顺空自动。2.2.11 燃油跳闸阀、循环阀的联锁控制 当燃油供油压力不低且所有油角阀关切无MFT指令，运行人员可在操作站（CRT）按压开按钮，燃油跳闸阀将自动开启。 如下工况将自动关油母管跳闸阀：（1）MFT (2)运行人员按压关按钮（3）有油角阀开单油母管压力低。 当所有油角阀关，运行人员可在操作站（CRT）按压开关按钮，燃油循环阀将自动开启。如下工况将自动关