钱庆生

（江苏方天电力技术有限公司，江苏 南京 211102）

随着国民经济的迅速发展，电力需求与能源供应之间的矛盾日益凸现，能源供应紧张已经成为电力生产企业生存与发展的瓶颈。采用高效率、低能耗的大型超临界乃至超超临界机组已经在电力行业形成共识，并得到国家的大力支持。我国是一个石油进口大国，目前国际油价起伏不定,节约点火用油具有非常重要的意义。随着微油点火技术的发展和推广，将大大降低电站锅炉点火用油量，对发电厂来说，具有可观的经济效益。现以望亭发电厂3号机组为例，介绍其FSSS系统的特点及在微油点火技术应用中出现的问题的处理与优化方法。

1 660 MW超超临界机组FSSS系统的特点

1.1 FSSS相关设备概述

华电望亭发电厂3号机组锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的首台660 MW超超临界锅炉，型号为SG-2024/26.15-M621，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型露天布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。燃烧器分6层布置，每层4只，共24只。每只燃烧器配有1套点火设备，包括油枪、点火枪、油角阀、吹扫阀各1支。

锅炉装设6套制粉系统，每套制粉系统由1台磨煤机和1台给煤机组成。磨煤机采用HP碗式中速磨，给煤机系电子称重式给煤机，并在锅炉底层配置了XSQ型双强少油点火系统。

1.2 FSSS系统构成

FSSS系统是锅炉侧最重要的热工保护系统，主要由锅炉燃烧器管理系统BMS和炉膛安全系统FSS组成，采用OVATION分散控制系统。

1.3 控制对象

FSSS系统的控制对象主要有：6台磨煤机和给煤机、2台一次风机、燃油总阀、点火油泄漏试验阀、启动油快关阀、2台回油阀、24套点火枪设备、微油点火系统、2只密封风机、2台火检冷却风机，并能跳闸其系统以外的设备，如：汽轮机、小汽机、电除尘和脱硫系统等。由此可见，FSSS系统是一个直接影响全厂运行安全的保护系统。

1.4 主要功能

FSSS系统在锅炉存在较大运行安全问题时，及时跳闸锅炉设备，并正确动作相关系统设备，以保证人身及设备安全。主要有以下功能：

(1) 锅炉启动前的燃油泄漏试验；

(2) 炉膛吹扫；

(3) MFT保护联锁功能；

(4) OFT保护联锁功能；

(5) 保护动作相关系统(如汽机、脱硫系统等)；

(6) 火焰监视及报警。

1.5 MFT逻辑构成

锅炉主燃料跳闸(MFT)是全厂最重要的热控保护之一，下面任一条件发生时，触发MFT动作：

(1) 机组负荷>120 MW且汽机跳闸；

(2) 2台送风机全停；

(3) 2台引风机全停；

(4) 2台空预器全停；

(5) 炉膛压力高二值 (延时3 s）；

(6) 炉膛压力低二值 (延时3 s）；

(7) 总风量<30%(延时3 s）；

(8) 2台冷却风机均停(延时10 s）；

(9) 炉膛冷却风压力低低(延时10 s）；

(10) 全炉膛无火；

(11) 全燃料丧失；

(12) 有任一煤层投运且油枪都未投运时，2台一次风机均停；

(13) 主蒸汽压力过高(延时3 s）；

(14) 省煤器进口流量低(延时20 s）；

(15) 省煤器进口流量低低(延时3 s）；

(16) 3台给水泵均停(延时3 s）；

(17) 再热器遮断；

(18) 操作台手动跳闸；

(19) FSSS保护柜电源消失。

2 调试过程中出现的问题及对策

为减少锅炉启动点火燃油消耗量，在锅炉底层配置了XSQ型双强少油点火系统。由于启动方式的改变，原先针对燃油点火的FSSS控制逻辑在细节上不再适应生产的要求，在调试过程中发现了一些问题，下面详细介绍这些问题及其改进方法。

2.1 “全燃料丧失”逻辑改进

MFT触发条件之一“全燃料丧失”的逻辑内容为：当锅炉某煤(油)层已运行后，若所有磨煤机停止且燃油中断，即发生全燃料丧失。之所以有“当锅炉某煤(油)层已运行后”这一条件，是考虑到锅炉启动前设备的停止状态，避免逻辑死循环，以及锅炉未运行前，防止启动初期设备故障触发MFT，造成很多相关设备的保护动作，拖延启动时间。详细逻辑见图1，其中：

“某油层已运行”指该层油层中油枪已投入，对应油阀已打开，并且有相应火检。

“某煤层已运行”指该煤层磨煤机和给煤机均运行，且任意3个火检有火。

(1) 问题：锅炉冷态启动时，采用微油点火系统进行点火，启动底层磨煤机和给煤机。由于启动初期磨煤机进口一次风温不高，煤粉未能得到很好干燥加热，因此，在点火一段时间后，无法检测到火焰，磨煤机因无火跳闸。根据前面的判据，虽然磨煤机和给煤机均运行，但是因为一直没有火检，因此不能构成“当锅炉某煤(油)层已运行后”这一条件，也就没法触发MFT动作。但是，磨煤机和给煤机已经运行了一段时间，有大量的未充分燃烧的煤粉进入炉膛内，为防止发生爆燃，应该触发MFT动作，然后进行炉膛吹扫后，方可再次点火。出现这一问题的原因是，以往在锅炉冷态启动时，均是先启动油层再启动煤层，由油层为煤层提供点火能量，而未考虑到微油点火这一特殊情况。

(2) 改进：这个问题的关键在于“某煤层已运行”这个判据不适应目前的运行要求，在微油点火时可直接投粉运行，因此，将“磨煤机和给煤机均运行，且火检正常”改为“磨煤机和给煤机均运行”，无需进行火检判断。这样，如果锅炉冷态启动时，不管有无火检，一旦磨煤机均跳闸就触发MFT，强制进行吹扫，保证了锅炉运行的安全。当进行常规性锅炉启动，油层先点火时，该逻辑同样适用。

2.2 “全炉膛无火”逻辑改进

MFT触发条件之一“全炉膛无火”的逻辑内容为：当锅炉某煤(油)层已运行后，若所有煤(油)层火检均消失，即发生全炉膛无火。其中：

“某煤(油)层已运行”逻辑同上；

“油层火检均消失”指该油层燃烧器有3个或3个以上燃烧器失去火检或对应油角阀未开；

“煤层火检均消失”指该煤层燃烧器有2个或2个以上燃烧器失去火检或对应磨煤机停止。

(1) 问题：通常锅炉冷态启动时，先进行油层点火，然后再启动煤层。在微油点火系统进行点火时，直接启动煤层，利用微油燃烧器提供点火能量。最初点火时，由于锅炉系统处于冷态，环境温度较低，燃烧器出口火焰强度较弱，火检信号不够稳定，容易产生波动。所以，当磨煤机和给煤机均运行后，一旦同时检测到3个火检信号，“煤层已运行”条件即满足。由于火检信号晃动，随时可能有2个火检同时消失，这样就触发了MFT。出现这一问题的原因是，以往先进行油层点火时，油枪容易着火，且火焰比较稳定，虽然刚开始偶尔也会出现熄火，但是总体上还是能够顺利启动的。

(2) 改进：进行了一定的试验后，发现点火60 s后火检便趋于稳定，因此，在微油点火时增加延时60 s再进行煤层失去火焰的判断。考虑到防止这期间微油系统出现异常，不能正常提供点火能量，可判断若10 s内煤层持续无火立即触发“全炉膛无火”，具体逻辑见图2。这样，既保证了锅炉运行安全，又避免了点火期间锅炉频繁跳闸与启动。

2.3 “炉膛吹扫”逻辑的改进

原“炉膛吹扫”条件中包含“所有火检探头均探测不到火焰”。由于微油燃烧器工作时是不允许吹扫的，因此将原条件改为“所有火检探头均探测不到火焰且所有微油设备停止运行”。

2.4 制粉系统保护逻辑改进

(1) 当微油燃烧器有2个或2个以上不能正常工作时，由于不能保证有充足的点火能量，因此应立即跳闸磨煤机，快关所有出口门。即在原磨煤机急停保护逻辑中加上“在微油模式下，2/4微油燃烧器停运，跳闸磨煤机”，以及时保护锅炉安全。

(2) 考虑到在微油点火方式下启动与底层磨煤机(A磨煤机)临近的磨煤机(B磨煤机)的情况，将原FAT设计中磨煤机启动条件中“对应油层已投运且负荷>20%或负荷>50%”条件，改为对于B磨煤机，或者满足上述条件或者满足“微油模式下A磨煤机运行且煤量大于35 t/h”。这样在微油继续工作且煤量大于35 t/h的前提下，锅炉能够为相邻的B层提供足够的点火能量。

3 结束语

目前，微油点火系统已经在全国很多600 MW及以上大型机组中使用，其运行特点和控制方法正在逐渐为人们所掌握，如何使其更加安全、高效地为电力生产服务，是值得深入研究的课题。本文基于望亭发电厂3号机组的调试工作，为控制微油点火系统提供一些思路，供大家参考。

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