摘 要：基于某厂实际运行情况，介绍锅炉FSSS系统的构成和主要逻辑功能，分析FSSS系统相关的个别细节问题，提出FSSS系统调试期间须重点关注的要点，并提出解决办法。

关键词：炉膛安全监控系统（FSSS）；炉膛吹扫；燃油泄漏试验；主燃料跳闸（MFT）

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.031

0 引言

锅炉炉膛安全监控系统Furnace Safeguard Supervisory Systems（FSSS），是大型火电机组自动保护和自动控制系统的一个重要组成部分，其主要功能是保护锅炉炉膛安全，在防止运行人员操作事故及设备故障引起炉膛爆炸等方面起着重要作用。

随着DCS系统的改进和不断发展，现在DCS的软硬件可靠性已经完全满足FSSS系统控制的需要，目前FSSS的所有功能在设计时都包含在DCS系统中。FSSS设计有独立的跳闸继电器机柜，包含后备硬手操MFT按钮及硬跳闸继电器，具有完善的故障容错诊断功能，避免出现保护拒动。

1 FSSS系統构成

1.1 FSSS系统的主要功能

FSSS系统控制逻辑分为公用控制逻辑、燃油及燃煤控制逻辑三大部分。

公用控制逻辑部分包含锅炉保护的全部内容，即油泄漏试验、炉膛吹扫、主燃料跳闸（MFT）、油燃料跳闸（OFT）、首出原因记忆、点火允许条件和RB等。

公用控制逻辑还包括有FSSS公用设备（如火检冷却风机、密封风机）的控制。

燃油控制包括各油燃烧器单角、对角投切及层投、切控制。

燃煤控制包括各个磨煤机、给煤机及其辅助设备的投切、保护和控制。

1.2 FSSS系统的主要逻辑构成

1.2.1 炉膛吹扫

锅炉点火前和停炉后必须对炉膛进行连续吹扫。吹扫开始和吹扫过程中必须满足吹扫条件（分为一次和二次吹扫条件），以便有效地清除炉膛及烟道内聚积的可燃物。吹扫时必须切断进入炉膛的所有燃料源，并最少有25%～30%额定空气量的通风量，吹扫时间不少于5min。在吹扫过程中FSSS逻辑连续监视吹扫允许条件，如果一次吹扫允许条件不满足就会导致吹扫中断，同时计时器复位；如果二次吹扫条件不满足吹扫计时器复位，但不中断吹扫，满足条件后自动吹扫。

1.2.2 燃油泄漏试验

在点火前检查进行油泄漏试验，检查燃油系统是否有泄漏，试验分三个步骤：

（1）充油试验：打开进油阀和回油阀对油母管充油。从回油阀关闭后开始计时，若在一定时间内油母管压力建立则关闭进油阀，进行下一步；若油压未建立则充油失败。

（2）油角阀及母管泄漏试验：充油成功后关闭进油阀计时开始，如果一定时间内油母管压力一直保持在规定值，则回油阀、油角阀及油母管没有泄漏，油角阀及母管泄漏试验成功。

（3）进油阀泄漏试验：油角阀及母管泄漏试验成功后开回油阀，将母管油压泄压后关回油阀，延时5s稳压，开始进油阀泄漏试验，在一定时间内如果进油阀后的压力低于规定值，则进油阀没有泄漏，试验成功；否则表明进油阀有泄漏，试验失败。

1.2.3 主燃料跳闸（MASTER FUEL TRIP，简称MFT）

MFT是炉膛安全监控系统最主要的功能，它连续地监视预先确定的安全运行条件是否满足，一旦出现可能危及锅炉安全运行的情况，就快速切断进人炉膛的所有燃料以达到保护锅炉的目的，在以下任一条件出现时，将引起MFT动作（以直流炉为例）：

（1）引风机全停；（2）送风机全停；（3）空预器全停；（4）炉膛压力高高；（5）炉膛压力低低；（6）手动MFT；（7）火检冷却风丧失；（8）一次风机全停且任一煤层投运；（9）燃料投入且给水泵全停；（10）燃料投入且给水流量低；（11）总风量<25%BMCR；（12）汽机跳闸；（13）主蒸汽压力高高；（14）再热器保护；（15）全燃料丧失；（16）全炉膛灭火；（17）三次点火失败；（18）点火延迟；（19）脱硫跳闸。

发生MFT，画面中显示最先引起MFT动作的原因。MFT动作将造成以下设备动作：

MFT跳闸继电器动作；关闭主给水电动阀；关闭过热减温喷水总阀和一、二级过热减温喷水阀（硬联锁）；关闭再热减温喷水总阀（硬联锁）；关闭进油阀（硬联锁）；关闭回油阀（硬联锁）；送信号至就地点火柜（硬联锁）；停所有给煤机（硬联锁）；停所有磨煤机，关闭磨入口冷、热风门和磨出口门（硬联锁）；跳一次风机（硬联锁）；MFT动作后炉膛压力低三值跳所有引风机；MFT动作后炉膛压力高三值跳所有送风机；开主蒸汽疏水阀；跳吹灰（硬联锁）；送信号至METS（硬联锁）；送信号至ETS（硬联锁）；送信号至电除尘（硬联锁）；送信号至脱硫（硬联锁）；送信号至各DPU（硬联锁）。

1.2.4 油燃料跳闸（OIL FUEL TRIP，简称OFT）

油燃料跳闸是为了防止在OFT情况下燃料流入炉膛，生成爆燃物。OFT条件为：

（1）任意油角阀开时母管油压力低低；（2）任意油角阀开时进油阀未开；（3）任意油角阀开时回油阀未开；（4）锅炉房仪用压缩空气压力低低；（5）MFT；（6）手动OFT。

当发生OFT时，所有的油枪、油角阀、进油阀、回油阀全部关闭。

1.2.5 燃油控制（油枪组点火、退出程控）

锅炉经过炉膛吹扫，并且所有“油燃烧器启动允许条件”满足后，锅炉才能点火启动。油枪只能依靠自己所属的高能点火器点火。在DCS操作油燃烧器时，可分为油层控制、对角控制和单角控制。

炉膛点火允许条件为（与）：

（1）MFT已复位；（2）OFT已复位；（3）锅炉总风量正常或任一油层或任一煤层已投运；（4）火检冷却风压正常。

油燃烧器启动允许条件为（与）：

（1）炉膛点火允许条件满足；（2）燃油母管压力正常；（3）进油阀全开；（4）回油阀全开；（5）吹扫蒸汽压力不低；（6）无油燃烧器在启动过程中。

1.2.6 炉膛火焰检测

锅炉运行中，常因进入炉内的燃料量与风量控制不当而发生燃烧不稳乃至锅炉突然熄火。若未及时采取紧急措施，继续让燃料进人炉膛，就有可能瞬间爆燃，出现严重的锅炉灭火放炮事故。火电机组均使用单个燃烧器的火焰检测装置，同时检测火焰的强度和脉动频率。

1.2.7 制粉系统控制

锅炉满足“煤层点火允许条件”时，可按预定程序启停制粉系统各设备，或磨组按预定程序自动启停。磨煤机、给煤机为锅炉的重要辅机，设计有磨煤机、给煤机的启动允许和保护逻辑。

当机组在运行中出现某些影响正常运行的特殊工况时，如RB工况，需要快速降负荷，使锅炉从全负荷或高负荷运行迅速回到较低负荷，相应的控制逻辑迅速跳停一定台数的磨煤机，只保留较少台数继续运行，同时投入一层油枪，配合MCS的调节功能快速稳定地使锅炉转移到目标负荷。

2 FSSS系统设计要点

（1）系统应有独立于DCS系统的硬跳闸回路，在DCS出故障时紧急情况下可由运行人员通过手动停炉按钮，控制由跳闸继电器（专用双路电源供电）发出触点信号给设备电气回路使其跳闸，切断进入炉膛的燃料。建议该回路采用继电器失电跳闸的方式。

（2）对于汽包爐，汽包水位保护应采用独立测量的三取中逻辑判断。

（3）重要保护信号，如送、引风机跳闸、炉膛压力高、低等信号，应通过硬接线直接接入FSSS机柜I/O卡件，不能通过DCS通讯网络由别的机柜DPU再传送到FSSS控制柜中，避免网络故障时MFT保护拒动。

（4）MFT、OFT、制粉系统等重要控制系统要有完善的跳闸首出功能，在出现跳闸时能帮助运行人员快速判断跳闸原因。

（5）保护回路中不应设置可投、切保护的任何接口。

（6）油枪的控制逻辑要有油角阀和吹扫阀的互锁逻辑，防止油阀和吹扫阀同时打开，避免燃油进入吹扫蒸汽管道。

（7）油燃烧器之间要有闭锁逻辑，任一油燃烧器启动过程及启动完成后，一定时间内不允许启动其他油燃烧器。

（8）对于汽轮机跳闸引起MFT的逻辑，只有在机组负荷>30%的条件下发生汽轮机跳闸，才触发MFT动作。这样在并网前做汽机打闸试验时无需退出该保护。

（9）MFT跳闸柜跳给煤机的指令线要根据厂家图纸，确认是要与“启动指令”线串联，还是与“停止指令”线并联接至就地控制回路。

（10）MFT柜关进油阀的指令线，要与热控电源柜电源线和DCS侧“开进油阀”指令线串联接至就地阀门。

3 FSSS系统调试要点

（1）在机组调试前的逻辑检查阶段，必须仔细检查系统的所有逻辑和功能，并对照25项反措里提到的锅炉防爆要求，如果设计与规程相违背，要及时以工程联系单等方式提出书面的逻辑修改意见。

（2）锅炉首次点火前要进行MFT硬跳闸回路功能试验，试验前所有保护条件的热控或电气信号均要从就地一次元件进行传动。

（3）火检探头安装完毕后必须从就地和机柜进行核对，采用光源照射探头的方式，检查安装位置和控制、保护逻辑里的标示是否对应，避免发生安装位置错误。

（4）在机组启动前检查FSSS控制逻辑，调试期间热控试验或运行工艺可能会将FSSS的保护定值或逻辑进行修改，之后如果由于疏忽未将保护定值恢复，则有可能造成保护误动或拒动的严重后果。

（5）锅炉启动前检查所有的保护功能是否已投入。

4 结语

锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）在火电机组控制过程中占有极其重要的地位，其安全性不容忽视。在设计和调试过程中，一定要详细了解各项保护的作用，检查控制逻辑的正确性和合理性，全面考虑各种特殊情况，合理设计好每一个细节，否则，随时可能发生损坏设备或误跳机组的安全事故。

作者简介：单钰春（1982-），男，甘肃兰州人，本科，工程师，从事火电厂热工自动化调试、研究。