電廠鍋爐安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

電廠鍋爐安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用1

概述

電廠的爐膛平安監(jiān)控系統(tǒng)（FurnaceSafetySupervisionSystem，簡(jiǎn)稱FSSS），是電廠重要的平安系統(tǒng)之一，F(xiàn)SSS通常包括燃燒器掌握系統(tǒng)（BCS或BMS）和燃料平安系統(tǒng)（FSS）。

為了保證平安系統(tǒng)牢靠的工作，F(xiàn)SSS有很高的獨(dú)立性要求，包括實(shí)行獨(dú)立的規(guī)律掌握、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)立于其他的鍋爐掌握系統(tǒng)。觸發(fā)主燃料跳閘（MFT）和鍋爐跳閘（BT）的信號(hào)必需采納硬接線，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全部風(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。

在掌握規(guī)律的設(shè)計(jì)上，應(yīng)充分考慮：

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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）

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.規(guī)律系統(tǒng)故障不應(yīng)阻擋合理的操作員干預(yù)

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.掌握規(guī)律能夠防止非授權(quán)的更改

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.機(jī)器設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不行對(duì)其規(guī)律進(jìn)行修改

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.系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)盡可能的短以防止對(duì)應(yīng)用回路產(chǎn)生不利影響

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.對(duì)干擾影響實(shí)行的愛護(hù)措施應(yīng)防止產(chǎn)生誤動(dòng)作

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.供應(yīng)診斷功能用于監(jiān)控處理器的規(guī)律功能

同時(shí)掌握系統(tǒng)還應(yīng)評(píng)估各類設(shè)備元件的故障模式，對(duì)下述故障進(jìn)行評(píng)估并供應(yīng)解決方案：

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.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

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.存儲(chǔ)損壞或丟失

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輸入和輸出故障

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信號(hào)不能讀或未讀出

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無(wú)法處理偏差

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處理器故障

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繼電器線圈故障

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繼電器接點(diǎn)故障

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時(shí)鐘故障

為了便于運(yùn)行人員快速查找事故發(fā)生的緣由，F(xiàn)SSS還需要供應(yīng)MBT和BT以及全部輔機(jī)跳閘的首出緣由（FirstOut）推斷規(guī)律。

除了對(duì)燃燒器掌握和管理，F(xiàn)SSS另一個(gè)重要的組成部分是燃料平安系統(tǒng)，即FSS。FSS要防止由于爐膛內(nèi)燃料和空氣的混合物產(chǎn)生的擔(dān)心全工況。必要時(shí)切除燃料系統(tǒng)，并避開鍋爐受壓部件過熱。

在實(shí)現(xiàn)方法上，F(xiàn)SS可以采納通用型處理部件，也可以采納平安牢靠性更高的故障平安型掌握器和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。在能源過程掌握應(yīng)用中，美卓自動(dòng)化的DNA系統(tǒng)還可以依據(jù)故障平安型掌握器相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如IEC61508等）設(shè)計(jì)成平安性掌握系統(tǒng)。使DCS系統(tǒng)在冗余的掌握器均故障的狀況下，仍有有效地措施來(lái)確保平安停爐。在這種特別應(yīng)用中，由于掌握器和I/O模件都是DCS的相同硬件，F(xiàn)SS的平安型掌握系統(tǒng)也是DCS系統(tǒng)的一部分，可與DCS實(shí)行無(wú)縫連接。

本專題說明以一臺(tái)ＣＦＢ鍋爐為例，重點(diǎn)描述用通用型處理器和I/O模件構(gòu)成的燃料平安系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)方法。

2．FSS的監(jiān)控和愛護(hù)功能

FSS應(yīng)通過下列監(jiān)控和愛護(hù)功能實(shí)現(xiàn)愛護(hù)動(dòng)作：

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監(jiān)控鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況，并在檢測(cè)到危害人員和設(shè)備平安的工況時(shí)發(fā)出主燃料跳閘（MFT）信號(hào)和鍋爐跳閘（BT）信號(hào)。

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當(dāng)發(fā)生RUNBack工況時(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。

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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燃?xì)狻?/p>

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在5分鐘吹掃完成及有關(guān)許可條件滿意之前，應(yīng)阻擋燃料重新進(jìn)入爐膛。

為了實(shí)現(xiàn)這些功能，掌握系統(tǒng)應(yīng)能夠：

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快速響應(yīng)跳閘輸入信號(hào)

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直接切斷全部燃料來(lái)源

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運(yùn)行人員能直接進(jìn)行燃料跳閘

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自動(dòng)記憶和顯示“跳閘緣由”

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不許有跳閘的旁路

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在收到MFT信號(hào)和鍋爐跳閘信號(hào)時(shí)，燃燒器掌握系統(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。

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供應(yīng)SOE所需要的接點(diǎn)信號(hào)

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應(yīng)供應(yīng)某參數(shù)靠近其預(yù)定危急值時(shí)的預(yù)先報(bào)警功能，以準(zhǔn)時(shí)的告知運(yùn)行人員。

3、用通用型掌握器實(shí)現(xiàn)FSS的詳細(xì)功能：

用通用型掌握器構(gòu)成的掌握系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)FSS的功能可以概括為：

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涉及到爐膛平安的重要輸入信號(hào)實(shí)行三取二的方式（2oo3），以提高其牢靠性。

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DCS輸入信號(hào)實(shí)行三取二的表決方式（2oo3），以進(jìn)一步提高其牢靠性。

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設(shè)計(jì)兩套MFT/BT動(dòng)作回路掌握相關(guān)設(shè)備，一套由掌握器規(guī)律實(shí)現(xiàn)（軟規(guī)律回路），接受DCS的DO接點(diǎn)輸出；另一套接受來(lái)自主控臺(tái)的一對(duì)跳閘按鈕的接點(diǎn)輸出，并由繼電器組合規(guī)律實(shí)現(xiàn)（硬規(guī)律回路）。其中一對(duì)按鈕的兩對(duì)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)量輸出卡件上供應(yīng)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。

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任何信號(hào)觸發(fā)ＭＦＴ時(shí)，兩套回路同時(shí)動(dòng)作，在爐膛吹掃型號(hào)復(fù)位前，兩套回路均自保持。

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MFT動(dòng)作信號(hào)和動(dòng)作繼電器均采納三取二方式（2oo3），以提高牢靠性。

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硬規(guī)律回路對(duì)所掌握設(shè)備輸出兩路信號(hào)，斷開啟動(dòng)回路，閉合停止回路。

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手動(dòng)MFT動(dòng)作硬規(guī)律回路，同時(shí)觸發(fā)軟規(guī)律回路。手動(dòng)MFT還具有獨(dú)立DCS的應(yīng)急停爐功能。

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采納兩路獨(dú)立的直流電源供電。對(duì)兩路直流供電電源進(jìn)行長(zhǎng)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(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的任一部分失電。

FSS的規(guī)律掌握功能則分成四個(gè)子系統(tǒng)來(lái)完成

-主燃料跳閘（MFT）

-鍋爐跳閘（BT）

-鍋爐吹掃

-油燃料系統(tǒng)泄漏試驗(yàn)

燃料系統(tǒng)的平安運(yùn)行是由FSS規(guī)律的完整性來(lái)保證的。

3.1

主燃料跳閘

為了避開鍋爐爐膛產(chǎn)生的擔(dān)心全工況，應(yīng)供應(yīng)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)快速切斷全部進(jìn)入爐膛的燃料。

以下條件任一發(fā)生（愛護(hù)投入），即產(chǎn)生主燃料跳閘：

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床溫900度

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總風(fēng)量25%

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O2過低

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失去全部燃料

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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

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爐膛溫度低于床槍投入的溫度，且風(fēng)道燃燒器未投入

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風(fēng)道燃燒器連續(xù)兩次點(diǎn)火失敗

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汽機(jī)跳閘

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發(fā)電機(jī)跳閘

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鍋爐跳閘

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手動(dòng)MFT（主掌握臺(tái)“MFT動(dòng)作”和“確認(rèn)”按鈕觸發(fā)）

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由鍋爐特點(diǎn)打算的其它跳閘要求

當(dāng)發(fā)生MFT時(shí)，掌握規(guī)律自動(dòng)執(zhí)行下列操作：

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LCD液晶顯示顯示并打印跳閘首出緣由

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燃油母管快關(guān)閥關(guān)閉

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全部點(diǎn)火器切除并退出

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全部油槍燃料閥關(guān)閉、油槍退出

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全部給煤機(jī)跳閘并關(guān)閉石灰石給料系統(tǒng)

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切除外置床-（關(guān)閉錐形閥和硫化風(fēng)閥）

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汽機(jī)跳閘

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發(fā)電機(jī)跳閘

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投入過熱器愛護(hù)（蒸汽吹掃程序）

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切除電除塵器

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MCS得到下列指令：

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關(guān)閉過熱器噴水調(diào)整閥和截止閥

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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(wú)愛護(hù)條件、吹灰完成或滿意熱態(tài)啟動(dòng)條件后，經(jīng)手動(dòng)確認(rèn)復(fù)位MFT，愛護(hù)記憶復(fù)歸，上次跳閘首出緣由記憶復(fù)歸。

燃料油跳閘（OFT）

下列任何一個(gè)條件成立產(chǎn)