炉膛安全监控系统FSSS（完成版）.pdf

炉膛安全监控系统 第一节 炉膛安全监控系统概述 一、概 述 电力工业迅速发展，已经进入大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。目前新建 电厂一般都采用600MW及以上机组。大容量、高参数机组运行的安全重要性日益提高，需要 控制的与燃烧有关的设备越来越多。有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风挡板、燃 料风挡板等，这些设备不仅类型复杂，而且操作方式多样化，操作过程也比较复杂。例如， 油枪的投运操作包括：点火油枪的推入、雾化蒸汽阀开启、进油阀开启、点火器的投入与断 开等。在锅炉启停工况和事故工况时，燃烧器的操作更加繁琐，如果操作不当很容易造成意 外事故。 从20世纪60年代起，在国外火电机组上就开始使用一系列火焰检测装置和炉膛安全监控 系统（Furnace Safeguard Supervisory System ，简称FSSS ），并制定了有关的标准。其中，美 国国家燃烧保护协会（National Fire Protection Association ，简称NFPA ）制定的标准得到了最 广泛的应用。它为防止锅炉炉膛爆燃，对燃气锅炉、燃油锅炉、单燃烧器锅炉和多燃烧器燃 煤锅炉的炉膛防爆均作了详细的规定。对炉膛爆燃原因、术语、定义、设备要求、设计、安 装、调试、维护、操作程序、系统联锁和报警等都作了详细阐述，并经常对该规定进行修改 和补充。它已成为美国国内各锅炉制造商和用户共同遵循的法规，其它各国也广泛采用和遵 循这该标准，NFPA标准已经成为了设计FSSS的主要依据。从20世纪70年代起，炉膛安全监 控系统开始在我国火电机组上使用，从国外引进的大型火电机组都配套有锅炉安全运行必不 可少的重要监控手段。原水电部在1993年明文规定：“今后凡新投产机组必须安装火焰检测 和安全防爆装置，现有机组在条件许可情况下也必须设法加装”。原电力工业部电力规划设 计总院于1993年9月颁发了《锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》(DLGJ116-93) ，为我国火 电机组FSSS 的设计提供了依据。目前，炉膛安全监控系统已经作为火电机组自动保护和自动 控制系统的一个重要组成部分。 炉膛安全监控系统是 （指对锅炉燃烧器进行自动投切控制，以满足机组启停以及增减负 荷的要求；对锅炉的运行状态进行监视，并确保锅炉安全的一个控制保护系统）。在有些资 料中，也把该系统叫做燃烧器管理系统（Burner Managment System，简称BMS ），在不作严 格区分的场合，可以将这两个系统等同。从FSSS 的定义可以看出，该系统主要包括两部分 内容： ①
燃烧器控制系统，完成锅炉燃烧器的自动投切控制； ②
锅炉安全保护系统，在锅炉正常工作和启停等各种运行工况下，连续监视燃烧系统 的大量参数和状态，进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种顺序控 制和联锁装置，使燃烧系统中的有关设备严格按照一定的逻辑顺序进行操作以保证 1 锅炉燃烧系统的安全。 FSSS不实现连续调节功能，不直接参与负荷和送风量等参数的调节，仅完成锅炉及其辅 机的启停监视和逻辑控制功能，但FSSS 能行驶超越运行人员和过程控制系统的作用，可靠地 保证锅炉安全运行。锅炉的连续调节是由MCS完成的，FSSS与MCS之间有一定联系和制约， 其中FSSS的安全联锁功能的等级最高。例如，在锅炉启动后，只要出现风量低于启动允许的 最低值（例如25 ﹪MCR ）情况，FSSS会自动发出MFT信号停锅炉。同样，如果运行人员违 反安全操作规程，FSSS也将自动停设备，如点火油枪过早撤出，会引起有关主燃料自动切除。 FSSS 的具体联锁条件由各台机组燃烧系统的结构、特性和燃料种类等因素决定。FSSS 已成为 大型锅炉控制系统的重要组成部分，与MCS一起并称为电厂控制系统的两大支柱，但目前 FSSS 的管理和调节功能还不够完善，还需要进一步发展完善。 二、FSSS 基本功能 总的来说，炉膛安全监控系统的功能是确保锅炉安全、经济、稳定地运行，可分为燃烧 器控制功能以及锅炉安全监控功能。具体将炉膛安全监控系统的基本功能分成以下几个方面： 1．炉膛吹扫 锅炉停炉后，尤其是长期停炉后，闲置的炉膛里必然会积聚一些燃料、杂物等，给重新 运行带来不安全因素。因