1? 概述
??????? 電廠的爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（Furnace Safety Supervision System，簡(jiǎn)稱FSSS），是電廠重要的安全系統(tǒng)之一，F(xiàn)SSS通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有很高的獨(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(hào)必須采用硬接線，而不能通過(guò)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(duì)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(duì)應(yīng)用回路產(chǎn)生不利影響
??????? ·?.對(duì)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(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(guò)程和部分失去
??????? ·?.存儲(chǔ)損壞或丟失
??????? ·?輸入和輸出故障
??????? ·?信號(hào)不能讀或未讀出
??????? ·?無(wú)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)SSS還需要提供MBT和BT以及所有輔機(jī)跳閘的首出原因（First Out）判斷邏輯。
??????? 除了對(duì)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FSS。FSS要防止由于爐膛內(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(guò)熱。
??????????? 在實(shí)現(xiàn)方法上，F(xiàn)SS可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(guò)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(guó)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(lái)確保安全停爐。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的安全型控制系統(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(shuō)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)成的燃料安全系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)方法。
??????? 2．FSS的監(jiān)控和保護(hù)功能
??????? FSS應(yīng)通過(guò)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(cè)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(hào)和鍋爐跳閘（BT）信號(hào)。
??????? ·?當(dāng)發(fā)生RUN Back 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。
??????? ·?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?br /> ??????? ·?在5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(hào)
??????? ·?直接切斷所有燃料來(lái)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(hào)和鍋爐跳閘信號(hào)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SOE所需要的接點(diǎn)信號(hào)
??????? ·?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的具體功能：
??????? 用通用型控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)FSS的功能可以概括為：
??????? ·?涉及到爐膛安全的重要輸入信號(hào)采取三取二的方式（2oo3），以提高其可靠性。
??????? ·?DCS輸入信號(hào)采取三取二的表決方式（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(lái)自主控臺(tái)的一對(duì)跳閘按鈕的接點(diǎn)輸出，并由繼電器組合邏輯實(shí)現(xiàn)（硬邏輯回路）。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(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。
??????? ·?MFT動(dòng)作信號(hào)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(duì)所控制設(shè)備輸出兩路信號(hào)，斷開啟動(dòng)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(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的邏輯控制功能則分成四個(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)泄漏實(shí)驗(yàn)
??????? 燃料系統(tǒng)的安全運(yùn)行是由FSS邏輯的完整性來(lái)保證的。
??????? 3.1? 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度
??????? l?總風(fēng)量<25%
??????? l?O2過(guò)低
??????? l?失去全部燃料
??????? l?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
??????? l?手動(dòng)MFT（主控制臺(tái)“MFT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：
??????? l?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(guò)熱器保護(hù)（蒸汽吹掃程序）
??????? l?切除電除塵器
??????? l?MCS得到下列指令：
??????? —? 關(guān)閉過(guò)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(wú)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信號(hào)，OFT信號(hào)迅速切斷所有油槍的燃料；
??????? —?燃油母管快關(guān)閥故障關(guān)閉：燃油母管快關(guān)閥在達(dá)賴后又在任何時(shí)刻被關(guān)閉
??????? —?燃料油壓力低：所有油系統(tǒng)閥門打開時(shí)，燃料油壓力低
??????? —?所有油系統(tǒng)閥門關(guān)閉：任何一個(gè)又發(fā)在打開后又被關(guān)閉。
??????? —?運(yùn)行人員跳閘：運(yùn)行人員在主控制臺(tái)上按下油系統(tǒng)隔絕閥“關(guān)閉”開關(guān)。