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鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS的應(yīng)用

文檔作者：吳天一1 修宏亮2 文檔來源： 1．山東三維石化工程股份有限公司 2．青島堿業(yè)股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月27日
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技改與創(chuàng)新
化工自動化及儀表，2010，37(6)：104—107
Contml and InstrumenIs in Chemical Industry
鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS的應(yīng)用
吳天一1，修宏亮2
(1．山東i維石化工程股份有限公司，山東青島26607l；2．青島堿業(yè)股份有限公司，山東青島266043)
摘要：鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FsSS是煤粉鍋爐安全運行的關(guān)鍵系統(tǒng)，介紹了煤粉鍋爐FsSS系統(tǒng)采用DCS
實現(xiàn)的主要功能和組成，分析了FsSS的硬件配置及主要的聯(lián)鎖邏輯及保護系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控系統(tǒng)；FssS；程序；邏輯；安全聯(lián)鎖
中圖分類號：x924文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1000．3932(20lO)06一0104講
1 引言
鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS是一個燃燒器管
理和燃料安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，它能在鍋爐正常工作、啟動
和停止運行方式下，連續(xù)監(jiān)視燃燒系統(tǒng)的參數(shù)與狀
態(tài)，并且進行邏輯運算和判斷，通過聯(lián)鎖裝置使燃燒
設(shè)備中的有關(guān)部件按照既定、合理、安全程序完成必
要的操作或處理未遂性事故以保證鍋爐爐膛及燃燒
系統(tǒng)的安全，它在防止運行人員操作事故及設(shè)備故
障下引起鍋爐爐膛爆炸方面起著重要作用，最大限
度的保證鍋爐的安全運行。FSss是監(jiān)控系統(tǒng)，是安
全裝置，是安全聯(lián)鎖功能級別中的最高等級。本文
介紹青堿公司熱電聯(lián)產(chǎn)工程2×220 L／h煤粉鍋爐
FSSs的功能和組成。
青堿公司熱電聯(lián)產(chǎn)工程2×220 L／h煤粉鍋爐為
四角切向噴燃方式燃燒，即每層四個角各有一個噴
燃器，全爐膛有兩個煤燃燒層和一個油燃燒層，則共
有3個燃燒層、12個噴燃器。DCS要通過一種FlR—
EYE 95IRsl型紅外動態(tài)火焰檢測器監(jiān)視每個火嘴
燃燒情況，共計12個探頭，分別向DCS送回火焰有
或無的開關(guān)信號。Dcs主要是判斷角火焰丟失(每
角3個火嘴)、層火焰丟失(每層4個火嘴)、全爐膛
火焰丟失(12個火嘴)及所謂的“臨界火焰”這幾種
情況下的不同狀態(tài)。當(dāng)一定位置、一定數(shù)量的火嘴
火焰丟失并超過臨界條件時，證明鍋爐安傘已受到
威脅，因為大量未燃燒的煤粉可燃物，濃度聚積增
大，遇到落下的熾熱灰渣時引起爆炸，此時若出現(xiàn)引
起爐膛爆炸或危及鍋爐安全運行的情況，黔SS系統(tǒng)
將聯(lián)鎖動作，立即迅速切斷所有進入爐膛的燃料，防
止?fàn)t膛爆炸，以確保鍋爐安全。
2 FSSS的配置和組成
FsSS系統(tǒng)是DCS系統(tǒng)的主要控制部分之一，青
堿公司熱電聯(lián)產(chǎn)工程2×220∥h煤粉鍋爐骼ss采
用FoxBOR0 L／A DCs系統(tǒng)，由兩對冗余Cp60控制
器組成。
Fsss主要包括：監(jiān)控單元、主控單元(程控)、就
地控制單元、就地檢測單元、就地執(zhí)行機構(gòu)和軟件六
部分。監(jiān)控單元包括：DCS及其相關(guān)外設(shè)；主控單元
(程控)包括：主電源柜、L／O接f1及繼電器柜；就地
控制單元包括：就地點火控制柜、爐膛壓力開關(guān)箱、
冷卻風(fēng)機控制柜；就地檢測單元包括：爐膛正負壓力
開關(guān)、冷卻風(fēng)系統(tǒng)檢測開關(guān)、火檢探頭及其處理箱和
專用電纜；就地執(zhí)行機構(gòu)包括：高能點火器、推進器、
角油閥、角吹掃閥、油母管快關(guān)閥、回油母管快關(guān)閥、
火檢探頭冷卻風(fēng)機、油槍、點火槍等；軟件包括：Dcs
程控部分編程軟件等。
3 FSSS的主要功能
FSSS系統(tǒng)主要控制邏輯(基本功能)：
(1)鍋爐點火前的吹掃；
(2)點火和熄火程序控制及就地手動控制；
(3)火焰監(jiān)視；
(4)主燃料跳閘(M盯)；
(5)油循環(huán)試驗；
(6)發(fā)出跳閘原因首次顯示、記憶；
(7)爐膛滅火保護(鍋筒水位、爐膛壓力、燃油
壓力、風(fēng)量等參數(shù))；
(8)DCs操作員站顯示功能；
(9)火檢探頭冷卻風(fēng)系統(tǒng)的管理； ．
(10)自診斷功能；
(11)聯(lián)鎖與報警。
4 FSSS邏輯分析
鍋爐的安全連鎖保護主要分為鍋爐吹掃、主燃
料跳閘(MfT)、油燃料跳閘(O盯)、燃油泄漏試驗及
收稿日期：2010講旬8(修改稿)
萬方數(shù)據(jù)
第6期吳天一等．鍋爐爐膛安傘監(jiān)控系統(tǒng)FssS的應(yīng)用·105·
預(yù)點火、火焰檢測控制、程控點火、制粉系統(tǒng)程控等部分，安全保護系統(tǒng)邏輯框圖如圖1所示。
肩動吹掃I l吹fI清求
吹n二次
條件滿足
吹扣次
條件滿足
M¨處于
跳1刎狀態(tài)
吹fl中斷I f吹f】完成I I吹打侄進行
●至少·臺送Jx【機運f，日檔板開
●至少-臺引風(fēng)機運fj且檔板開
●主油閥炎
●傘部芰路油閥關(guān)
●全部給粉機跳閘
●全部排粉機跳閘
●?吖動作條件小存在
●傘爐脖尤火焰
●空子器在運}i
●會部·次Jx【捎板關(guān)
●令部二次風(fēng)門術(shù)關(guān)
●爐膛通風(fēng)l}}滿足定值
●火檢冷卻風(fēng)壓力正常
圖l 安全保護系統(tǒng)邏輯框圖
4．1鍋爐吹掃
鍋爐點火前，必須進行爐膛吹掃，這是鍋爐防爆
規(guī)程中基本的防爆保護措施。在鍋爐的爐膛，煙道
和通風(fēng)管道中積聚了一定數(shù)量的可燃混合物突然同
時被點燃，這種現(xiàn)象稱為爆燃，嚴重的爆燃即為爆
炸。由于爐膛壓力聚增，超過爐膛結(jié)構(gòu)所能承受的
壓力，使?fàn)t墻外延崩塌稱為“外爆”。當(dāng)爐膛壓力過
低，其下降幅值超過爐膛結(jié)構(gòu)所能承受壓力時，爐膛
就會向內(nèi)坍塌，這種現(xiàn)象稱為爐膛內(nèi)爆。
在正常工況下，進入爐膛的燃料立即被點燃，燃
燒后，生成的煙氣也隨時排出，爐膛和煙道內(nèi)沒有可
燃混合物積存，岡而也不會發(fā)生爆燃，fH如果運行人
員操作不當(dāng)，設(shè)備或控制系統(tǒng)設(shè)計不合理，或者沒備
和控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障等，就有可能發(fā)生爆燃，F(xiàn)SSS
4．3油燃料跳閘
的首要目標(biāo)是防止鍋爐在啟、停及任何運行過程中，
任何部位產(chǎn)生積聚爆炸性燃料和窄氣混合物的可
能，否則會產(chǎn)生損壞鍋爐和燃燒設(shè)備的惡性爆炸事
故。爐膛吹掃的目的是將爐膛內(nèi)的殘留可燃物質(zhì)清
除掉，以防止鍋爐點火時發(fā)生爆燃。
4．2主燃料跳閘
主燃料跳閘(M盯)是鍋爐安全保護的核心內(nèi)
容，是FSSS系統(tǒng)中最重要的安傘功能。在出現(xiàn)任何
危及鍋爐安全運行的危險工況時，M丌動作將快速
切斷所有進入爐膛的燃料，即切斷所有油和煤的輸
入，以保證鍋爐安全，避免事故發(fā)生或限制事故進一
步擴大。當(dāng)MFTr跳閘后，有首出跳閘原因顯示；當(dāng)
MFT復(fù)位后，首出跳閘記憶清除。M兀’邏輯如圖2
所示。
于．動笈位M|”r ll吹扣完成l l Mr，r未艇位
匝匝丑◇叫蔡。；器裟
燃燒器燃料仔在l M¨跳閘
切斷燃料
是
M¨’列所
fr聯(lián)鎖
●于．功M¨’跳閘
●爐胖，K力低一低(3取21
●爐脒球力高一高f3馭2)
●汽包水10低一低(3取2l
●汽包水1●高一高(3取2)
●全翻I送J札#L跳閘
●傘翻5，jl風(fēng)杉【跳閘
●命爐肺火焰_Ii乏失
●命部燃料北失
·氣輪機，發(fā)電機跳閘
●延送點火
●備_IH
●關(guān)閉上油閥
●關(guān)閉全部支路油閥
●停傘部給粉機
●停傘部排粉機
●戈吲鍋爐主汽門
●閉鎖吹灰系統(tǒng)
·送信號至其它系統(tǒng)
●備用
圖2主燃料跳閘示意圖
油燃料跳閘(OFT)信號發(fā)生后，應(yīng)該迅速切
萬方數(shù)據(jù)
·106· 化工自動化及儀表第37卷
斷系統(tǒng)中所有油槍的燃料。Ofvr邏輯如圖3所示。
手動復(fù)f征()¨’I M¨1復(fù)f0||t)¨’未復(fù)ft 一油燃燒器油燃料存作||()¨跳閘
切斷油燃料
()¨到所
ff聯(lián)鎖
圖3油燃料跳閘示意圖
4．4燃油泄漏試驗及預(yù)點火
燃油泄漏試驗及預(yù)點火邏輯如圖4所示。
在爐膛吹掃前，應(yīng)成功地完成油系統(tǒng)的泄漏
試驗。為了方便鍋爐的快速啟動，在畫匝上設(shè)有
4．5火焰檢測及控制
●手動()rT跳閘
●M¨動作
●上油閥關(guān)日支路油閥未關(guān)
●失去傘部油火焰
●燃油雕力低
●笛JfI
●關(guān)閉豐油蚓
●關(guān)閉傘部支路油閥
●送信號至其它系統(tǒng)
●備_Ⅲ
旁路按鈕。油泄漏試驗的目的是證實油系統(tǒng)的
油跳閘閥、回油閥和各油燃燒器油閥之間的油管
路和閥f J是嚴密的，如有泄漏，會指出泄漏的原
因。
}II}漏試‘聆按鉗I M¨’復(fù)f節(jié)|I o¨復(fù)佗
失上火焰數(shù)幾
投入燃燒器數(shù)門
●M¨’復(fù)f口
●()rr復(fù)化
●豐油閥扦
●燃油勝力正常
●汕泔漏試驗成功
●火榆冷風(fēng)勝力正常
●全部支路油閥關(guān)肼
●汽包水位正常
圖4燃油泄漏試驗及預(yù)點火示意圖
火焰檢測及控制邏輯如圖5所示。
，H是否人rI，2卜<黽H足否大于3，4>

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