锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)

第4章锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）第一节FSSS概述随着锅炉容量的不断增大，需要控制的燃烧设备数量也随之增多，如点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、一次风档板、二次风档板等等。燃烧设备的操作过程也趋于复杂化，如点火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、电点火器的投入与断开等。煤粉燃烧器的投运操作包括：一次风档板和二次风档板的开启、煤粉挡板的开启、给粉机启动等。点火油枪的解列操作包括：进油阀关闭、油枪吹扫入油枪退出等。煤粉燃烧器的停运操作包括：停给粉机、煤粉挡板的关闭、二次风挡板的关闭等。在锅炉启停工况和事故工况时，燃烧器的操作更加繁琐，由于操作不当很容易造成事故。当锅炉炉膛内压力增高到一定值时，因炉膛面积较大，可能发生损坏水冷壁管的事故，严重时甚至会使锅炉炉墙、支架损坏，致使锅炉报废。国内锅炉过去缺少燃烧安全控制系统，每年较大型锅炉发生炉膛爆燃事故几十起，损失巨大。目前，国内外大、中型发电机组都装有炉膛安全监控系统。炉膛安全监控系统的英文名称为FurnaceSafeguardSupervisorySystem（简称为FSSS），也可称作燃烧器管理系统（BurnerManagementSystem，简称BMS）。炉膛安全监控系统是现代大型机组自动化不可缺少的组成部分，它对炉膛的正常燃烧，锅炉的安全运行起着决定性的作用。炉膛安全监控系统有两项重要作用，分别是锅炉安全保护作用和锅炉安全操作管理作用，分别由燃料安全系统（FuelSafeguardSystem，简称FSS）和燃烧器控制系统（BurnerControlSystem，简称BCS）完成。锅炉安全保护作用主要包括在锅炉运行的各个阶段，对参数、状态进行连续地监视；不断地按照安全规定的顺序对它们进行判断、逻辑运算；遇到危险工况，能自动地启动有关设备进行紧急跳闸，切断燃料，使锅炉紧急停炉，保护主、辅设备不受损坏或处理未遂性事故。锅炉安全操作管理作用主要包括制粉系统和燃烧器的管理即控制点火器和油枪，提供给粉（煤）机的自启动和停止，提供制粉系统监视和远方操作，防止危险情况发生和人为操作的误判断，误操作。分别监视油层、煤层和全炉膛火焰。当吹扫、燃烧器点火和带负荷运行时，决定风箱挡板位置，以便获得所需要的炉膛空气分布。同时还供状态信号到协调控制系统、全厂监测计算机系统及全厂报警系统等。FSSS不仅能自动地完成各种操作和保护动作，还能避免运行人员在手动操作时的误动作，并能执行手动来不及的快动作。FSSS和CCS（协调控制系统）是保障锅炉运行的两大支柱，FSSS和CCS相互有一定关系和制约，而FSSS的安全联锁功能是最高等级的。本章主要介绍炉膛爆燃的原因及防止；压力特性及检测；FSSS的组成及功能等。第二节FSSS系统功能炉膛安全监控系统是逻辑控制系统，它将锅炉燃料系统的控制与安全保护融为一体，既向运行人员提供全部燃料系统的操作手段和管理方式，又可以在锅炉运行的各个阶段进行连续的监视、报警、主辅设备的安全运行及跳闸保护。本节主要介绍FSSS的组成、配置和功能等。一、系统的组成炉膛安全监控系统主要由操作显示盘、逻辑控制柜、检测元件、驱动机构、被控对象等组成，如图4.1所示。图4.1系统结构1、操作显示操作显示设备是运行人员与逻辑控制部分之间进行人、机对话的联络工具，运行人员的操作指令是通过操作盘上的发令元件或键盘送到逻辑控制部分，然后运行状态及参数、被控对象动作完成状态等又返回显示盘或CRT。操作的方式有仪 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盘操作和CRT操作方式，CRT操作方式是通过操作站的CRT进行。用于操作的有键盘、鼠标或球标、触摸式屏幕等。操作信号通过输入接口送到逻辑控制部分。显示的方式有仪表面板显示和操作站、工程师站显示方式，CRT显示包括趋势显示、报警显示、过程显示、系统显示、记录显示等。2、输入、输出接口输入接口是用来完成输人信号的电平转换。输出接口是用来完成控制信号的功率转换。输人、输出接口不但能完成信号的转换，而且能对信号进行隔离，起到抗干扰的作用。3、检测元件检测元件是用来将不同的物理量信号转换成电信号（检测信号）。在FSSS里检测元件是监测炉内燃烧情况，燃烧空气系统状态等。FSSS里用到的检测元件主要有压力开关、温度开关、流量开关、行程开关和火焰检测器等。FSSS用到的压力开关信号主要有炉膛压力高、低，冷却风压力低、油箱压力低、吹扫蒸汽压力、一次风压力等。温度开关信号主要有油箱油温，一次风温等。流量开关信号主要有炉膛空气燃料流量，二次风流量等。行程开关信号是阀门开、关；油枪进到位、没进到位等。火焰检测器监测炉膛的油、煤火焰。检测元件通常与一些反馈装置如运行人员控制盘的指示灯、报警屏上的光字牌指示相连接，若检测信号达到报警点的设定值时，提醒运行人员将发生事故的状况。如果运行人员未能及时进行操作，纠正事故倾向，则检测信号达到跳闸点设定值时，超限信号送入FSSS使机组自动跳闸或通过逻辑控制产生其他适当的作用。显然，保持检测元件的良好工作状态极其重要，检测元件的故障将导致事故发生或不必要的停炉跳闸。检测元件投入使用前应进行严格的检查，保证满足运行要求。检测元件投入使用后，要定期进行校验，必须保持敏感元件的清洁度，这时火焰检测器更为重要，除定期检查外，应提供足够的冷却空气。当FSSS出现故障时，大多数情况是由于现场设备（包括检测元件，驱动装置）引起的，所以首先应该检查现场设备。为了得到可靠的现场信号，可选用2个、3个、4个检测元件进行测量，然后进行二取一、三取二、四取三等数据处理，得到可靠的检测信号。4、驱动装置FSSS里的驱动装置用于控制和隔离进入炉膛的燃料和空气，驱动装置包括阀门电动装置和转动机械驱动装置。燃烧系统的驱动装置有阀门驱动器，挡板驱动器如驱动油箱跳闸阀、风门等；电动机启动器如启动磨煤机、给煤机、风机等。控制信号或运行人员的操作作为驱动装置的指令，驱动装置的输出控制被控对象。燃料系统驱动装置有的采用交流电驱动，有的用直流电驱动；它可以设计为给予能量跳闸或不给予能量跳闸两种类型，对于FSSS通常采用给予能量跳闸类型。这种类型的系统打开阀门时需要能量，关闭阀门也需要提供能量。当不提供任何能量时，阀门状态不变，从而防止了由于电源消失而引起的跳闸，保证系统安全的工作。保证这些驱动装置良好的工作状态是十分重要的，因FSSS的指令和安全联锁要靠这些驱动装置执行和实现，所以必须对所有现场设备进行定期监测、检查和测试，并保持这些设备的清洁，不让这些设备粘上灰尘和油污。设备停运后，要定期活动所有的阀门和挡板。5、逻辑控制部分逻辑控制部分是FSSS的核心，逻辑控制部分能完成逻辑综合、判断、运算功能。所有运行人员的指令，现场运行的状态，被控对象的状态等都要通过逻辑控制部分验证，满足一定的许可条件后才能送到驱动装置去控制被控对象。当出现危及设备和机组安全运行的情况，逻辑控制部分会自动发出指令停掉有关设备。FSSS中程序控制部分的编程有多种方法，如梯形逻辑图、功能模块、助记符及编程语言等。通常分散控制系统提供一种或几种编程方法。功能模块法把逻辑运算作为功能块处理，按功能块组态的方法连接来完成编程；编程语言是采用分散控制系统提供的语言或高级语言来编程；梯形逻辑图编程采用梯形逻辑图来描述程序控制系统的逻辑关系，它是由继电器梯形图演变而来，与电气操作原理图相对应，具有直观、易懂的特点，在分散控制系统和可编程控制器中得到广泛的应用。FSSS是由多个逻辑控制系统构成的，这些逻辑控制系统中有开环逻辑控制、闭环逻辑控制和混合逻辑控制等。二、系统的功能FSSS包括燃烧器控制系统（BCS）和燃料安全系统（FSS），以下分别从这两个方面来介绍FSSS的功能。1、BCS的主要功能：（1）对油燃烧器和煤燃烧器的安全点火、投运和切除的连续监视。（2）提供采用最新技术和适合电厂使用且操作灵活的自动化装置，至少应提供两级自动化水平。高一级的自动化水平是应能执行自动程序控制。即从运行人员启动吹扫后到点燃一个预先选定的燃烧器组实现自动化。在给粉机子系统投运前，投煤燃烧器可能需要运行人员的干预。次一级的自动化水平是应使运行人员能按分阶段顺序控制方式启动燃烧。例如：先启动炉膛吹扫程序，然后进行油系统的泄漏试验，再启动油枪点火程序，等等。在高一级自动方式发生问题或机组运行状态需要时，应采用这种次一级自动方式。（3）应提供在各种运行方式（即高一级自动方式、次一级自动方式及就地手操方式）下完善的监视和联锁功能，包括燃烧器火焰监视功能。（4）在吹扫、燃烧器点火和带负荷运行期间，应控制风箱挡板位置，以满足合适的二次风分配。（5）提供锅炉火焰检测冷却风机的控制功能。具体体现在以下四个方面：·锅炉点火准备·点火抢点火·油枪点火·煤燃烧2、FSS的主要功能：FSS应能防止由炉膛内燃科和空气混合物产生的不安全工况。必要时，切除燃料系统，并避免锅炉受压部分过热。FSS应通过下列监视和保护功能完成保护动作：（1）监视锅炉和汽轮发电机组的运行工况，并在检测到危及人员和设备安全的工况时，发出主燃料跳闸（MFT）信号。（2）当发现危险工况时，应停运一部分己投运的锅炉燃烧设备和有关辅机，快速切除进入锅炉的燃料量。（3）MFT发生后，应维持锅炉进风量，以便清除炉膛内、烟道尾部和烟道中的可燃气体。（4）在5min吹扫完成及有关许可条件满足之前，应阻止燃料重新进入炉膛。具体体现在以下三个方面：·炉膛吹扫·油燃料系统泄漏试验·燃料跳闸具体功能可参考图4.2。图4.2FSSS功能框图第三节FSSS系统相关设备本节主要介绍供风系统、煤燃烧器、制粉系统；燃油系统和高能点火器；以及火焰检测系统等内容。它们是理解FSSS的作用和原理的基础。一、煤粉燃烧系统按照美国国家安全防火协会（NationalFireProtectionAssociation，缩写NFPA）的说法，煤粉燃烧系统由下述子系统组成：供风、给煤机、磨煤机、主燃烧器、点火器、炉膛、燃烧后生成物的排出装置等。每个部分都应有合适的尺寸并互相连接起来以满足功能要求，并且不妨碍燃烧过程的连续进行。燃烧控制系统要提供安全启动、运行和停止燃烧过程的手段。包括要有合适的接口、各种良好的装配结构以便观察、参数的测量和对燃烧过程进行控制。燃烧系统的设计要使得它能连续的将燃烧器的输入提供到炉膛，并在燃烧设备的运行范围内保持稳定的火焰而不需要辅助点火子系统的支持。1、燃烧器以某前后墙对冲燃烧方式锅炉为例，燃烧器布置图见图4.3。24只HT－NR3燃烧器分三层布置在炉膛前后墙上，使沿炉膛宽度方向热负荷及烟气温度分布更均匀。燃烧器一次风喷口中心线的层间距离为4957.1mm，同层燃烧器之间的水平距离为3657.6mm，上一次风喷口中心线距屏底距离为27118.7mm，下一次风喷口中心线距冷灰斗拐点距离为2397.7mm。最外侧燃烧器与侧墙距离为4223.2mm，能够避免侧墙结渣及发生高温腐蚀。燃烧器上部布置有燃尽风(OFA)风口，12只燃尽风风口分别布置在前后墙上。中间4只燃尽风风口距最上层一次风中心线距离为7004.6mm。2只侧燃尽风风口距最上层一次风中心线距离为4795.5mm。图4.3燃烧器布置示意图在HT-NR3燃烧器中，燃烧的空气被分为三股，它们是：直流一次风、直流二次风和旋流三次风。燃烧器配风示意图见图4.4。图4.4燃烧器配风示意图一次风由一次风机提供。一次风管内靠近炉膛端部布置有一个锥形煤粉浓缩器。燃烧器风箱为每个HT-NR3燃烧器提供二次风和三次风。每个燃烧器设有一个风量均衡挡板，该挡板的调节杆穿过燃烧器面板，能够在燃烧器和风箱外方便地对该挡板的位置进行调整。三次风旋流装置设计成可调节的型式，并设有执行器，可实现程控调节。调整旋流装置的调节导轴即可调节三次风的旋流强度。燃尽风风口包含两股独立的气流：中央部位为非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心；外圈气流是旋转气流，用于和靠近炉膛水冷壁的上升烟气进行混合。2、供风系统锅炉采用热风送粉直吹系统。一次风机输出的一次风分为两路，一路经空气预热器形成热风，另一路则不经空气预热器形成冷风。热风作为制粉的干燥剂，冷风则为调温所用，受热的一次风与部分冷一次风混合进入磨煤机，然后进入煤粉燃烧器。二次风由送风机供给，经空气预热器加热后进入燃烧器风箱，并通过各调节挡板而进入炉膛，在此与燃烧的燃料进行混合。如图4.5所示：3、制粉系统锅炉常用的制粉系统有储仓式和直吹式。在储仓式制粉系统中，制成的煤粉先储存在煤粉仓中，然后根据锅炉负荷的需要再从煤粉仓通过给粉机将煤粉送入炉膛燃烧。储仓式制粉系统的特点是可以相对独立地进行制粉和调节，与锅炉负荷的变化没有直接的关系。但储仓式制粉系统存在着系统复杂，土建及运行、维护费用高，而且排粉风机磨损严重等缺点。直吹式制粉系统具有效率高，降低了能耗；可靠性较高，工作稳定，操作设备台数少，成套磨煤装置紧凑，研磨部件磨损轻等特点。在直吹式制粉系统中，煤由磨煤机磨成煤粉后直接吹入炉膛燃烧。根据排粉机的位置不同，可分为负压式和正压式，在负压系统中，原煤由煤斗落下后经给煤机进入磨煤机。由空气预热器出来的热风分为两部分，一部分作为二次风经燃烧器进入炉膛，另一部分作为干燥剂将煤烘干并输送煤粉。煤粉分离器设在磨煤机出口，经分离器分离出来的粗粉送回磨煤机重磨，干燥剂和细粉通过排粉风机提高风压后作为一次风经燃烧器送入炉膛。正压系统与负压系统生产过程基本相同，所不同的是排粉机置于磨煤机前面（也称一次风机），使磨煤机内处于正压状态。双进双出球磨机并配以正压式直吹式制粉系统如图4.6所示，该系统具有以下设计特点：系统简单；适于磨制较难磨的煤；煤粉细度较高，额定负荷下煤粉细度达89%通过200目筛，低负荷下煤粉细度更细，且系统风煤比低，有利于煤粉的着火和锅炉低负荷稳燃；磨煤机可实现半台磨运行，当锅炉在50%BRL负荷下或一台磨煤机的单侧给煤机出现故障时，磨煤机可单侧出粉或单侧进煤，运行灵活性很大。；磨煤机的负荷调节方便灵活，调节范围大，对机组调峰运行适应性较强；一台炉设一套密封风系统，2运1备，系统运行可靠方便；磨煤机筒体内料位采用电耳控制和压差控制，分别用于磨煤机启动和正常运行工况。图4.5风烟系统示意图图4.6制粉系统示意图二、燃油系统燃油系统是指锅炉的油燃烧系统，由于油燃料是用于启动、燃、点燃主燃料以及低负荷助燃和稳定燃烧的，因此认识和理解燃油系统是十分必要的。1、系统作用燃油系统从锅炉点火、启动，直至磨煤机投人运行达到低负荷燃烧要求为止，该系统一直处于投运状态。其作用主要包括：（1）点火和燃烧；（2）升压或低负荷时使燃烧稳定；（3）机组故障而发生快速减负荷（RunBack－RB）和机组快速切断返回负荷（FastCutBack－FCB）时，启动燃油燃烧器，维持锅炉负荷达到燃烧稳定的目的。燃油燃烧器的容量为一台锅炉最大连续出力的30％。2、系统组成燃油系统由油枪、支油阀、燃油管道、雾化蒸汽管道和若干截止阀、调节阀等组成。如图4.7所示。在燃油母管上安装主油阀（油母管跳闸阀或快关阀），回油管路上安装再循环阀。图4.7燃油系统示意图燃油系统采用高能点火器，进行燃油至煤粉的二级点火。若设计的燃油为重油，因为燃重油在常温下粘度较大，为了便于输送和雾化，一般采用辅助蒸汽对燃重油进行加热；若设计的燃油为轻油，由于轻油在常温下粘度不大，因此对燃轻油在常温下不需加热。燃油经加热器、跳闸阀（快关阀）、压力调节阀、燃油阀至燃油枪。燃油母管跳闸阀在机组运行时是常开的，使炉前油管路处于热备用状态。当发生MFT时，跳闸阀则自动关闭。压力调节阀的位置是根据燃母管压力和锅炉的需要确定的。在锅炉点火前，把燃油母管跳闸和再循环阀都打开，而把所有的燃油阀关闭，这样燃油可以在油总管道中循环。在锅炉点火时，只要有一只燃油阀打开，就必须将再循环阀关闭，这样可以使燃油总管道的压力维持所要求的数值。3、燃油枪燃油枪也叫油燃烧器，按其工作原理可分为机械雾化、介质雾化及组合式等类型。以下通过介绍可摆动式蒸汽雾化油枪来熟悉燃油枪的基本原理。其主要由油枪的主体部件、活动接头和伸缩机构组成。如图4.8所示。图4.8油枪结构（1）油枪的主体部件油枪的主体部件包括固定接头、两根平行的油枪管、挠性管和喷嘴组件。固定接头焊在可伸缩的导管上，可伸缩导管置于固定导管之内。固定接头下半部两个口分别与油管和雾化蒸汽管相连接，固定接头上半部两个口与活动接头上半部两个口连接，每个口都有一套管分别与活动接头的口连接，为了防止在运行时油与雾化蒸汽泄漏，在套管和活动接头连接处装有密封垫圈。两根平行的油枪管分别把油和雾化蒸汽送到喷嘴组件，这样布置可以减少两种介质之间的温度影响，并使重油和雾化蒸汽在进人喷嘴组件之前保持互相隔离。油枪的挠性管可以吸收两根油枪管的不同膨胀，并使油枪可以随着摆动燃烧器系统摆动。喷嘴组件由喷嘴体、雾化片、固定片和喷嘴拼帽组成，喷嘴拼帽将雾化片、固定片固定在喷嘴体上。由两根油枪管分别送来的油和雾化蒸汽进人喷嘴体，油通过喷嘴体的外缘，蒸汽通过喷嘴体的中心，两种介质同时进人雾化片在喷人炉膛时相交，使得雾化了的油与燃烧空气相接触，保证油迅速点燃和完全燃烧。（2）活动接头活动接头与固定接头采用压紧丝杆连接，活动接头下半部分有两个口分别与固定接头上的雾化蒸汽（A口）和油管（B口）相接，活动接头上半部有两个口，A口和B口分别与两根平行的油枪管相接。活动接头上的导销使固定接头上的油枪限位开关接通时，向FSSS系统发出信号，表明油枪已接通。（3）伸缩机构伸缩机构是由压缩空气驱动器、空气电磁阀和连杆机构组成，伸缩机构用螺栓固定在燃烧器前板上。空气电磁阀根据FSSS的命令，控制压缩空气进人驱动活塞的某一侧而驱动可伸缩性导管和油枪伸进或缩回，在油枪未投人运行时，可以手动操作电磁阀中的铁芯，使油枪伸进与缩回。在可伸缩导管附近安装了一个伸进／缩回极限开关，用于向逻辑控制部分发出油枪位置信号即油枪退回原位、进到位状态信号。在主油管和雾化蒸汽母管上分别设置了相应的压力开关和温度开关，当燃油与雾化蒸汽的压力、温度不能满足要求时，油枪不允许投入运行。三、点火系统目前锅炉起动时，大多采用点火系统使燃油着火；停炉时为了使可燃混合物燃尽，也要起动点火器；在锅炉负荷过低或煤种变化等引起燃烧不稳定时，也应利用点火系统维持燃烧稳定。1、点火方式以前锅炉点火经常采用电热丝点燃乙炔或丙烷，然后点燃轻油和（或）重油；另外也有用高压放电产生的电火花去点燃气体，再点燃轻油和（或）重油。以上所述点火方式管路系统复杂，给可燃气体的存放和日常维护都带来不便。80年代初出现了可直接点燃轻油、重油的高性能点火器，并且在大型锅炉上得到推广应用。大中容量锅炉的煤粉燃烧器点火均采用多级点火方式，先由高能电点火器点燃燃油，再由燃油火焰点燃煤粉。除此之外近年来等离子点火装置也在电厂中得到应用。2、高能电弧点火器高能电弧点火器（HighEnergyArc－HEA）的点火原理是利用高压放电的电弧将油雾点燃。高能电弧点火器安装在燃油枪的附近，作为燃油枪的点火源。点火时，点火器的火花棒直接插在油枪的油出口处，产生高强度的电火花将雾化的油点燃。高能电弧点火器主要由6个部分组成即点火激励器、软火花棒、点火端、软电缆、伸缩机构和导管组成，如图4.9所示。图4.9高能电弧点火器结构（1）点火激励器点火激励器是高能电弧点火器的关键部件，它向点火端提供高电压。点火激励器是由点火变压器、整流元件、充电电容、电阻和放电管组成，如图4.10所示。图4.10点火激励器电路在点火变压器一次侧接上交流14.2V／220V、50HZ电源，最大电流为5A。在二次侧产生高压交流电，经D1、D2整流后，向高压储能电容C1、C2充电，当电容上的电压达到一定数值时，放电管中的火花间隙产生离子放电，电流从电容器正端经放电管直到点火端上，再由输出导线返回到电容器的负端。当能量在点火端上耗尽时，电容器重新充电。放电电阻用于两个点火周期之间，将电容器上的残留电荷释放掉。输出端电阻（开路电阻）用于点火（即负载开路）的情况下，为电容器能量提供释放回路。点火火花的速率是约每秒产生4个火花，每个点火周期30S共产生120个火花。点火激励器最大连续工作时间为4.2min如果连续工作4.2min后，必须至少间隔30min才能再次工作。（2）软电缆软电缆是一根软的金属编织电缆，用于连接点火变压器和软火花棒。虽然电缆具有韧性，但为了防止电缆损坏，软电缆的曲率半径不小于100mm，电缆环境温度不能超过110℃。（3）软火花棒软火花棒的一端用一套管型接头与电缆相连接，另一端用一接头与点火端相连接。软火花棒将电压传到点火端。软火花棒有一部分是柔性的，因此软火花棒可以随着油枪喷嘴摆动而摆动。软火花棒的总长度（包括柔性段58.4cm）为2.44m。软火花棒可承受的最高温度是400℃。软火花棒可以由伸缩机构定位，气动活塞驱动，可在导管内伸缩。当点火器不投人运行时，应将点火棒从靠近火焰高温区退至导管中，点火时可伸到油枪喷嘴区进行点火。（4）点火端点火端通过电气插头与软火花棒相连，高电压施加在点火端部的一个金属球上，一个表面涂有半导体材料的陶瓷绝缘子将金属球与球周围的端部金属环分隔开来。当金属球上的电压达到预定的数值（2300V）时，则半导体材料将金属球与金属环导通，但是由于半导体不能象金属那样迅速传导电流，因而使金属球与金属环之间的空气电离形成电弧。点火端最高允许温度为454℃，其寿命预定为20万个火花。（5）导管导管焊接在风道中，它作为点火器的冷却风通道，以保护软火花棒和点火端。（6）伸缩机构伸缩机构由气动驱动活塞、四通电磁阀、伸进和缩回的限位开关和接线盒等组成。四通电磁阀控制进入气动活塞两端的空气，使软火花棒伸进缩回。限位开关1或2由气动驱动活塞接触的凸轮盘触发，软火花棒位置信号由限位开关发出，即点火器退回原位、进到位，并可在FSSS控制盘上指示出来。在伸缩机构旁边的是接线盒用于电气接线。在点火时，点火器的整个工作过程可由FSSS自动进行控制，也可由运行人员就地操作。3、等离子点火装置等离子点火装置基本原理是利用电能将空气电离为等离子体，等离子体将其携带的能量使煤粉升温，并超额析出可燃挥发份，达到直接点燃煤粉的目的。其技术关键在于高温状态下电极的烧损，阳极、阴极的使用寿命；大容量特种电源的设计及整机绝缘抗电及电弧功率自动调节的问题；燃烧器的结焦、烧损等；对不同容量、不同设计煤种的锅炉的支持，实现产品的标准化和系列化。主要设备包括直接电源屏；等离子点火装置；轴流式两级燃烧器；粉煤分离装置；图像火检；风粉在线监测；风、粉、压缩空气、冷却水系统。如图所示：等离子无油点火称稳燃，节省燃油资源，并大大节省运行费用，具有巨大的经济效益。由于燃油启动锅炉不能使用电除尘，因而每次启动时不可避免地要冒几个小时的黑烟，造成对环境的严重污染。采用等离子技术启动锅炉可以使用电除尘器，减少了对环境的污染。四、火焰检测系统火焰检测系统是FSSS的基础设备，它的作用是对炉膛火焰和各燃烧器火焰进行检测，输出送FSSS的逻辑控制系统，其工作好坏对整个FSSS系统能否正常工作是至关重要的。在600MW锅炉上配套的火焰检测器，多采用复合式检测器，即在一个检测器中装有两种不同的传感器，适用于多种燃料场合。1、火焰特性火焰的检测和诊断都需要对其各种特性进行研究，火焰的形状及其辐射的各种能量是检测其存在及判断其稳定性的主要依据。（1）辐射特性锅炉使用的燃料主要有煤、油和可燃气体，这些燃料在燃烧过程中会产生热辐射，所谓热辐射是指物体温度高于绝对零度时，由于其内部带电粒子的热运动而向外发射的不同波长的电磁波。因而热辐射具有与可见光等电磁波相似的特性，如以光速传播、服从折射和反射定理等，热辐射在电磁波谱中所占的波段见图4.11。图4.11电磁波波段炉膛火焰光按波段可分为紫外光、可见光和红外光。燃料品种的不同，其火焰的频谱特性亦不同，煤粉火焰有丰富的可见光、红外光和一定的紫外光；燃油火焰有丰富的可见光、红外光和紫外光；燃气火焰有丰富的紫外光和一定的可见光、红外光。同一燃料在不同的燃烧区，火焰的频谱特性亦有差异。辐射能量的分布曲线是波长与温度的函数，参见图4.12。当温度升高时，辐射能量分布曲线向较短的波长方向移动，且辐射总能量增大；当温度降低时，辐射能量分布曲线向较长的波长方向移动，且辐射总能量减小。图4.12辐射能量与波长的关系由于检测用的波段不同，又可分为紫外线、可见光、红外线及全辐射火焰检测。紫外线是煤粉着火初期产生的，所以用它可以很好地区分单个燃烧器的火焰。但由于炉膛内存在着大量的煤粉粒子、焦炭粒子、灰粒子，对紫外线的吸收严重，所以用紫外线检测煤粉火焰的信噪比很低，这对于燃油锅炉的火焰检测比较合适。红外线比较适合检测全炉膛火焰。因为单个燃烧器火焰、全炉膛火焰、炙热的炉壁都会发出很强的红外线，用它检测单个燃烧器火焰比较困难。全辐射法检测由于其光电元件响应速度慢、易受环境影响等原因，在应用上受到了一定的限制。可见光及近红外线是应用较多的光谱区。火焰存在及熄灭时的辐射强度是不同的，如图4.13所示。判断火焰的存在与否，需要设定一个强度阈值，当火焰强度超过此阈值时认为火焰存在。由于相邻火焰和炉壁辐射的影响，不同负荷，不同煤种时火焰位置的变化，就需要现场调试时对探头的位置进行仔细的调整，工作量很大。a煤粉火焰存在b煤粉火焰熄灭c油火焰点燃图4.13火焰辐射强度变化（2）火焰的频率特性燃烧的实质是燃料中的碳或碳氢化合物与空气中的氧发生剧烈的化学反应，从燃烧器中喷射出的燃料形成火焰大约可以分为四个阶段：第一阶段从燃烧器喷射出的一股暗色的燃料与一次热风的混合物流。第二阶段是初始燃烧区，燃料因受到高温炉气回流的加热开始燃烧，大量的燃料颗粒燃烧成亮点流，此段的亮度不是最大，但亮度的变化频率达到最大值。第三阶段为完全燃烧区，各个燃料颗粒在与二次风的充分混合下完全燃烧，产生出很大热量，此段的火焰亮度最高。第四阶段为燃尽区，这时煤粉大部分燃烧完毕，形成飞灰，少数较大颗粒进行燃烧，最后形成高温炉气流。其亮度和亮度变化频率较低。由以上描述可知在燃料转换成温度极高的火焰的瞬变过程中，在某一固定区域其辐射能量是按一定频率变化的，从观察者的角度则为火焰亮度是闪烁的。图4.14为火焰波形和闪烁频率示意图。炉膛火焰存在闪烁量，这是区别它与自然光和炉壁结焦发光的一个重要特性，因此可以利用检测火焰的闪烁光强存在与否来判断是否发生灭火事故。图4.13火焰脉动示意由于各种随机扰动的存在，火焰辐射强度是随时间变化的，其频谱分布可达到2000Hz,而且煤粉火焰的波动程度要比油火焰的大。当燃烧不稳定时，火焰中的交流部分的强度增加，其中低频部分的能量增加较多，如图4.14所示。由于红外辐射和可见光相比，其强度波动较小，频谱范围也窄，所以频率检测一般用可见光。频率法检测的原理是：把探头输出的强度信号进行滤波，取出交流分量，经整形后由施密特触发器把它变成一系列的脉冲。对脉冲计数，确定火焰的频率。经过大量的实验 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，煤粉火焰存在着3个基础闪烁频率的范围：15~50HZ火焰正常、7~15HZ火焰不稳定、≤7HZ火焰丧失。这种检测方法可以检测到探头所能接收到的范围内的火焰频率变化，受火焰位置变化的影响相对较小。目前的炉膛安全监控系统常用火焰强度和火焰频率来综合判断火焰是否存在。图4.14不同燃烧状态时火焰频率分布2、火焰检测方法利用火焰的频谱特性进行火焰检测主要是采用以下方法：（1）紫外光（UV）火焰检测，响应紫外光谱约为290~320纳米波长，适用于检测气体和清油燃料火焰；由于其频谱响应在紫外光波段，所以它不受可见光和红外光的影响。根据含氢燃烧火焰具有高能量紫外光辐射的原理，在燃烧带的不同区域，紫外光的含量有急剧的变化，在第一燃烧区（火焰根部），紫外光含量最丰富，而在第二和第三燃烧区，紫外光含量显著减少。因此，紫外光用作单火嘴的火焰检测，它对相邻火嘴的火焰具有较高的鉴别率。利用紫外光检测火焰的缺点是：一是由于紫外光易为介质所吸收，因此当探头的表面被烟灰油雾污染时，灵敏度将显著下降，为此要经常清除污染物，现场的维护量大为增加。二是煤粉火焰光紫外光含量很小，根据紫外光的频谱特性，它在燃气锅炉上效果较好，而在燃煤锅炉上效果较差。此外，探头需瞄准第一燃烧区，也增加了现场的调试工作量。（2）红外光（IR）火焰检测，响应红外光谱约700~1700纳米波长，适用于检测油、煤、固体燃料燃烧的火焰检测。由于其频谱响应在可见光和红外光波段，辐射强度大，所以对器件的要求相对而言较低。缺点是区分相邻火嘴的鉴别率不如紫外光。虽然利用初始燃烧区和燃尽区火焰的高频闪烁频率不同这一特性来作单火嘴火焰检测有一定的效果，但要想获得对相邻火嘴的火焰有较高的鉴别率，其现场调试工作量很大；根据光敏电阻和硅光电池的频谱响应特性，它在燃煤锅炉和燃油锅炉上效果较好，而在燃气锅炉上效果较差。（3）可见光火焰检测，适于检测重油和煤火焰，也用于检测轻油火焰，但由于受背景光干扰大，穿透黑龙区的能力差，目前在电力行业中已逐步淘汰。（4）离子棒火焰检测器，利用火焰的导电性检测气体燃烧的火焰（一般为气体点火火焰）。炉膛火焰的平均光强可作为判断炉膛火焰强度的依据。在燃料送入炉膛燃烧得愈充分时（稳定燃烧），其平均光强愈大；当燃料送人炉膛燃烧得很不充分，恶化到危及锅炉安全运行（不稳定燃烧）时，平均光强显著下降，根据此可将平均光强下降到某个整定值，定为炉膛火焰发暗的报警值。紫外光火焰检测器对火焰强度反应较敏感；红外光火焰检测器对闪烁频率反应敏感；可见光火焰检测器对火焰强度和闪烁频率反应都较敏感。从原理和实践的角度，各生产厂家利用不同的原理生产多种形式的火焰检测器供用户选择；用户则应从锅炉的燃烧形式、燃料品种和燃烧器管理系统的需要等方面综合考虑，当然还须注意生产厂家的产品质量、服务等因素。3、火焰检测器目前电厂使用基本上是光电型火焰检测装置，它们都是利用火焰燃烧时发出热辐射的原理工作的。炉膛燃料燃烧幅射出的能量具有脉动性，脉动的频率根据燃料种类的不同有很大的变化，燃煤的脉动频率最低，油和天然气则比煤要高得多。同时燃料空气比、燃料喷射速度、风速和燃料的几何形状等等都会影响到火焰的脉动频率和强度。（1）火焰检测器原理FORNEY公司UNIFLAME系列火焰检测器是利用火焰的三大特性的智能一体化火焰检测器。UNIFLAME95IR、95UV、95DC型火焰探头是基于微处理器的火焰探头，采用了固态红外、紫外和双通传感器。UNIFLAME95型火焰探头内部带有火焰继电器，可调整ON/OFF（有火/无火）门槛值，因此部需要远程火焰放大器。UNIFLAME探头检测目标火焰产生振动的振幅（火焰闪烁频率）。在探头启动过程中，能捕捉到振动频率火焰最好的ON/OFF分辨率。相关的频率和探头增益可以手动选择（S1型）或忽略手动进行自动调节（S2型）。UNIFLAME探头可就地控制或远程调试。就地控制可输入密码后进入编辑菜单直接对火焰探头进行调试，特别适用于单个燃烧器故障现场解决和现场调试的情况；远程调试可在远程PC机上通过专用火检软件进行调试，在燃烧器点火和运行调试中可同时对多个火检进行参数设定和监视，可通过软件对燃烧工况进行分析。因此，UNIFLAME探头的就地控制和远程调试功能适用于火检数量多和工况复杂的600MW等大型机组应用。UNIFLAME火焰检测器含有自检系统，以确保不会提供一个虚假的“有火焰”信号，每支火检探头的火焰强度信号输出有4~20mA标准模拟量信号输出，以及“有火/无火”开关量输出和火检故障报警输出，并伴有信号隔离措施，便于与DCS系统连接。（2）火焰检测系统组成一套完整的UNIFLAME火焰检测系统包括以下几个方面：①外导管组件、内导管组件（含光纤）和安装管组件；②UNIFLAME探头；③电缆组件及接线箱；④火检电源箱；⑤PC、通信软件及附件；⑥火检冷却风系统。以上配置为600MW机组火检系统的基本配置，根据炉型不同，其配置也会不同。对冲锅炉一般为内、外导管，而油火检可根据具体情况可选用带管线型或非带光纤型，也可选择紫外线或红外线探头。锅炉燃烧器火焰光信号从光纤或观察管传递到UNIFLAME探头，探头通过带航空插头的12芯电缆组件将火检信号送到就地接线箱或FSSS系统。火检电源箱一般为两路互为冗余的电源，既可以放在现场，也可放置在电子j间，电源箱内有含有所有探头的控制开关和过负荷保护，同时有对输入电源的监视信号。所有探头电缆有两根双绞线为通信线，并且通过菊花链的方式接到转换器上，然后接到PC机上，专用火检软件安装在PC机上后，就可对最多128个火检进行调试、分析。两台互为冗余的风机为所有火检探头起到冷却和清洁的作用。（3）火焰检测器的安装在锅炉任何运行工况下，很好地检测炉膛内火焰常常是件困难的事。要很好地检测炉膛内的火焰，必须正确地安装火焰检测器。燃烧器或油枪喷出燃料燃烧所生成的火焰，通常可分为两个区域：火焰在其燃烧的第一阶段，即靠近火焰根部区域，也就是y次燃烧区（PCZ）。在一次燃烧区内，火焰强度最大，火焰的脉动频率也最大，是检测火焰“有”或“无”最敏感的区域。火焰离开一次燃烧区继续燃烧，这个火焰的前端区是二次燃烧区（SCZ），在二次燃烧区内，火焰强度明显减弱，火焰的脉动频率也随着离燃烧器喷口的距离增加而递减。对于燃烧器前后墙布置的锅炉（如B&W锅炉），火焰检测器用于检测各个燃烧器（包括油枪）的火焰。火焰检测器的安装位置应这样确定：火焰检测器的视线应既对准该燃烧器的一次燃烧区，也不要“偷看”到邻近或对墙燃烧器火焰的一次燃烧区域火焰检测器探头的位置对频率具有重要影响，当其安装在油喷嘴根部靠近燃罩附近时，频率可达到上述频率；但安装位置远离油枪根部时或油枪火焰燃烧不稳定时，频率降低。如果探头装于二次风风口内，油枪也装于二次风风口内，此二次风若上、下与一次风相邻，此二次风口内的火焰检测探头即可以检测油枪火焰，又可以检测一次风风口的煤粉火焰。若需要鉴别油枪是否点燃时，则需要二路频率检查回路与此探头相连，一路按油火焰频率整定，一路按煤粉火焰频率整定，这样就避免了在同一个二次风口内装设两套火焰检测探头的必要，可以节省一部分探头及电缆的投资。每个火焰检测器探头的安装必须保证能在风量和负荷的全部变化范围内保证对主火焰或点火器火焰的检测。参见图4.15，调整探头应注意以下几点：图4.15火焰检测器探头检测示意①对于监视主火焰的探头，调整时应使得它不能检测点火火焰；②在调整探头时，探头的中心线与燃烧器中心线应相交，当夹角较小时（如50º），并且能观察到最大的着火区，此时效果最好；③探头与火焰之间应无障碍物；④二次风的旋转方向可能会使火焰发生偏转，此时应该考虑探头安装在旋转的切线方向10－300的位置；⑤观测管的安装应考虑便于调整，一般不采用焊接固定的方法；⑥探头应安装在观察管内；⑦探头的透镜不能沾染污物（油、灰、烟垢等）；⑧探头内温度不能超过它的额定温度（65℃）。观察调整探头是应戴上保护滤光镜。火检导管和观察管的安装正确与否将直接影响火检的运行稳定性和可靠性。600MW超临界机组多采用对冲燃烧锅炉，对冲燃烧锅炉火检煤火检基本上要求带光纤装置，而点火油枪和启动油枪则可选带光纤装置和观察装置。（4）火焰检测器的调试在调试火焰检测器时，既要考虑可靠性又要考虑鉴别能力。在燃烧器上装设多层检测器探头时，底层探头调试定值偏低为宜，即主要考虑可靠性，而顶层检测器调试可以多考虑鉴别能力，因为在低负荷运行时司炉往往切掉顶层喷嘴，它的切投操作机会比其它喷嘴多。火焰检测器的强度指示要经过严格的校验，它反映喷嘴火焰的亮度。探头距一次风口约300mm，这个位置一般见不到黑龙，一、二次风对探头的影响也较小。当个别喷口的煤粉喷射角度不适当，使黑龙大角度偏移。即会引起火焰强度指示偏低，此时只要将个别一、二次风挡板稍加调整，即对稳定燃烧有好处，对火焰检测也有好处。冷炉启动时，火焰检测频率低于停炉时的同样负荷下测得的频率稳定值。冷炉时燃料的着火位置，炉膛的火焰分布与停炉时（热炉）有一定差别，对火焰信号的频率、强度的影响也必然不同。煤粉火焰在冷炉启动时，煤粉火焰亮度和火焰频率都在变动，炉膛内压力波动很大，火焰摆动也较大。当锅炉带20％负荷以上时，火焰燃烧位置才比较固定，而且火焰频率值也逐渐提高且稳定。在锅炉启动过程中，煤粉火焰闪动很大，但不会发生灭火信号，因为在失去火焰的逻辑回路中，此时油枪火焰为主信号，只要油枪层火焰稳定点亮，就不会发出灭火信号，这种状态持续到油枪退出工作。那时煤粉火焰信号已经稳定。油火焰的频率定值设在10~20Hz围内，稳定值定在10Hz以下，由于油的着火点距离喷口较远，如果烧的是渣油，则油火焰的频率偏低。在停炉时对火焰检测器的调试通常采用模拟光源，模拟光源可用220V、100W砂磨灯泡。直接接50Hz电源时得到100Hz的闪动频率。当模拟光源的电源经过一个二极管整流，得到50Hz闪动频率。（5）火焰检测器性能试验火焰检测器在国内外尚无统一的技术标准，它还是属于不断发展的过程中。如何衡量火焰检测器的综合性能目前还是一个难题。下面讨论一下火焰检测装置的检测性能与诸多因素的关系。①单只油燃烧器火焰监视对于燃油和燃气燃烧器的火焰监视已有成熟的经验，置于火焰根部的火检探头的安装位置是特别重要的，一定要避开其它燃烧器的干扰。火焰检测器主要是靠频率值来鉴别火焰是否存在，油枪根部火焰频率值高于其它部位的火焰频率，要求被监视的油枪必须雾化较好，着火区比较固定，火焰频率相对较稳定，这时检测才有较高的鉴别能力。②单只煤粉燃烧器火焰监视对于燃煤机组，要严格控制单只煤粉喷嘴的火焰信号，这一点无论是对国外还是国内都是极为困难的，不能根据简单的资料或某个检测装置就能断定某个火嘴的工作情况。因为煤粉喷嘴的火焰工况是与整个炉膛火焰有关，而且与锅炉负荷有关，对于切圆燃烧的炉膛，四个角的火焰在没有辅助燃料投入时是相互依存的。在只有一层燃烧器工作时，难度更大。对于大型锅炉，一般低负荷时只有一、两层煤粉燃烧器工作，而且要投油助燃，这种情况下同角同层的油火焰对单只煤粉燃烧器火焰监视干扰较大。在额定负荷下，有多个煤粉燃烧器工作，构成强烈的背景光，这也给单只煤粉燃烧器火焰监视带来一定难度。因此要求火焰检测器有一个较大的识别范围，能够区别不同负荷下不同亮度的火焰信号。对于负荷的考虑是既要满足低负荷时火焰信号的可靠性，又要满足高负荷时切投火嘴的鉴别能力。因此整定火焰信号的原则应是两者兼顾，如果只强调检测装置的鉴别能力，检测装置在低负荷时容易闪动，这对安全运行是不利的。检测火焰信号不象检测电气信号，界限清楚，实时性强。火焰的规律性不强，火焰信号的发出都要经一定的延时，好的火焰检测器应该响应时间快，迅速准确。火焰检测装置的火焰信号内部延时大约2秒，延时愈长，发生灭火时也就愈危险。对于任一台新机组，火检探头参数的整定都要积累经验，逐渐提高整定值。开始时按照上述原则整定火焰信号，使司炉对火焰检测装置的指示与运行工况间建立一定联系。经过一个时期的经验积累再提高一些定值，使之具有更高的鉴别能力。及时与运行人员交流，适时修改定值趋势，使火检的功能完全发挥，而且不发生事故。如果定值的提高影响了层火焰2/4信号的可靠性，就必须降低定值来保证层信号的稳定。③全炉膛火焰监视对冲炉的火焰监视与四角切圆炉有较大的区别，后者基于层的概念，每层投入的煤（油）燃烧器少于2/4，则判断灭火，而对冲炉的失去全部火焰指的是在锅炉投运的情况下，所有的煤火检、油火检全部检不到火，这种情况是极难发生的，因而也不具有实际意义，因此引入了部分火焰丧失逻辑：当锅炉负荷少于50%时，一次性煤燃烧器有8个及以上灭了火；或者负荷大于50%时，一次性煤燃烧器有12个及以上灭了火，此时，不论投入的油枪有多少，均发生部分火焰丧失停炉。部分火焰丧失逻辑主要是针对二台以上磨煤机投运的情况，如果又有一台磨煤机投运，则引入了全部主火焰丧失逻辑：在锅炉已投运的前提下，所有的主燃料丧失或煤火焰丧失，此时，工作的油枪数如果少于三只，则发生主火焰丧失停炉。直吹式W炉如果能正常投运，失去全部火焰，失去全部主火焰，失去部分火焰三套灭火保护，则基本可以保证燃烧时的炉膛安全。对于油燃烧器，如果油阀已开，油火检见火，则判断为油枪正常投运，考虑到油枪是基础，即使在高负荷下，由于火焰中频谱的缘故而导致油火检可能见不到火，用油火检见火来判断油枪投运的条件也不应该放松。对于煤燃烧器，考虑到煤火检的可靠性，除风粉气动门已开，煤火检见火，判断煤燃烧器正常投运，同时，如果该燃烧器点火能量满足在风粉气动门已开，也认为燃烧器正常投运。（燃烧器的油枪正常投运，或者在高负荷下，该燃烧器旁边的二个煤燃烧器正常投运。）④探头保护试验探头插人深度对探头内部工作温度影响很大，而探头插人深度对信号强度的影响却不明显。有报道介绍当把探头端面由喷口端面后退1米，信号强度仅衰减约5％，由此看来，为了保护探头免受火焰强烈的辐射及熔渣对镜片的沾污（炉膛内正压时会出现），在正常工作情况下，可将探头适当后撤，以距离喷口端面200至400毫米为宜。⑤火焰检测系统现场热态试验了解火焰检测系统现场热态试验可加深我们对火焰检测，特别是各有关因素如何进行综合考虑是有帮助的。以某锅炉的现场热态试验为例，说明试验方法。整个试验分两个阶段，第一阶段是滑参数停炉过程中测定的，第二阶段则是在冷态启动锅炉中进行试验。在试验中使用光线示波器及数字毫伏记录仪分别记录了各个火焰检测器在全部降负荷的及升负荷过程中火焰的闪动频率和信号强度的变化情况。根据这些数据归纳出以下一些规律，并且据此提出了火焰检测器各个整定参数的推荐值以及装置使用时的一些局限性。以下是该锅炉的现场热态试验结论。·煤粉火焰根部的闪动频率大于炉膛火球的闪动频率，但它们的差值并不悬殊；·当锅炉负荷在40％以上时，火球的强度信号大于火焰根部的强度信号；·锅炉负荷由100％降至40％（投油助燃）各层煤火焰检测器的信号强度电平变化不明显，根据得到的测量数据（低负荷下较低读数为2.59mA）建议“升伐值”可定为2.0mA，“降伐值”可定在1.5mA左右。在冷态启动过程中所测数据也证明了上述推荐值是合理的；·在冷态启动中点火油枪的火焰频率变化较大。刚点火时，闪动频率只有10~20Hz左右，但随着炉温及二次风温的上升，火焰根部的频率可达到30~40Hz左右。观察分析发现是因油温较低，二次风速稍高，使油枪根部脱火，而在距喷口1~2米处燃烧，探头测到的较低频率为背景光所有；·在实验过程中发现，当锅炉在80％负荷以上工作时（本炉绝大部分时间带基本负荷），所有喷嘴均投入，这时各个煤火焰检测器均监视火焰根部，此时参考频率可设定为10Hz左右。以层火焰监视为主，如果锅炉处于启停炉及低负荷运行时，此时火焰频率（特别是火球频率）低且不稳定，为安全考虑应将参考频率定在3.5Hz，以监视火球为主。（6）火焰检测器的整定原则由启炉与停炉过程火焰检测试验数据分析得知，强度和频率信号都要经过一定的延时稳定处理。因示波器所测得的数据有一定的出入，仅可供使用者作最终定值时参考。由试验得知火焰根部的火焰频率高于炉膛中心的火焰，单凭火焰根部和炉膛中心火球频率的差别来整定是不可靠的，所以要想鉴别单个煤粉燃烧器的火焰仅靠目前的探头装置是有困难的。目前国外也是以监视全炉膛火焰和层火焰为主。如锅炉的数层煤火嘴相距很近，受相邻火嘴的干扰是严重的，加上油枪容量大，油火焰和多层煤火焰交织在一起，单个火嘴的火焰很难严格区别开来。火焰检测强度、频率定值均与锅炉负荷有着密切关系。从以上分析及数据均可看出若按低值整定的频率、强度在锅炉负荷越高时便进入一个更加稳定可靠的阶段，但单个燃烧器及层火焰的鉴别能力随着降低。按照一般设计原则，在存在油火焰时，BMS不发出灭火信号，认为存在一层油火焰即可稳定相邻煤层火焰。冷炉启动时由于油层的稳定存在，因此投油时煤层火焰检测与无油层工作时发生的灭火显然是不相同的。火检信号定值应按无油运行时锅炉的最低负荷下整定。冷炉启动时，火焰检测频率低于停炉时的同样负荷下测得的频率稳定值。冷炉时燃料的着火位置，炉膛的火焰分布与停炉时(热炉)有一定差别，对火焰信号的频率、强度的影响也必然不同。油火焰的频率定值设在10—20HZ范围内，稳定值定在10HZ以下，由于油的着火点距离喷口较远，如果烧的是渣油，则油火焰的频率偏低。由分析可知，控制室装设的角火焰显示仅供运行人员参考，不能作为单支燃烧器工作的标志，而与逻辑有关的层2／4指示则是主要的炉膛火焰显示标志。在出现全炉膛灭火时，所有的火焰显示标志都应显示灭火状况。第四节FSSS主保护逻辑FSSS的控制逻辑指的是锅炉燃烧系统各个设备的动作所必须遵循的安全联锁，许可条件和先后顺序以及它们之间的逻辑关系，它使得整个系统能按照正确的顺序安全启停和正常运行。一旦安全联锁条件破坏或规定许可条件不满足，则自动停止运行，并作出相应的反应，保证锅炉燃烧系统所有设备保持在安全状态。逻辑系统根据DCS运行控制站（OIS）发出的操作命令与控制对象传来的检测信号进行判断和逻辑运算，结果作为控制信号对各种执行机构进行操作；表达控制对象状态的某些特征量则送到DCS供运行人员参考。FSSS控制逻辑中的一个核心问题是通过周密的安全联锁和许可条件避免可燃性混合物在炉膛、煤粉管道和燃烧器中积存，以防止炉膛爆燃的发生。这一节我们将对FSSS的主保护逻辑系统进行分析，从本质上掌握整个FSSS系统的工作原理以及程序执行过程中运行人员的配合（即操作）；FSSS在机组启停和正常运行、事故情况下的控制功能。由于实际控制逻辑需根据现场实际情况确定，且逐步完善，所以本节讨论的仅是控制逻辑部分示例，目的是熟悉控制逻辑的一般分析方法。一、炉膛吹扫锅炉停炉后，在闲置的炉膛里会积聚杂物。炉膛吹扫的目的是将炉膛和烟道中可能积聚的可燃混合物清除掉，防止点火时引起炉膛爆燃。炉膛吹扫的方法是，在锅炉点火前要在炉膛内吹入足够的风量，把这些混合物带走，以防在点火时炉膛发生爆燃，这种防止炉膛爆燃的措施叫炉膛吹扫。锅炉点火前要进行炉膛吹扫，事故跳闸和正常停运后均须进行吹扫，吹扫时必须满足三个基本条件：①将所有进入炉膛的燃料切断；②炉膛内不存在火焰；③吹扫空气流量必须保证在5min内把炉膛内可能存在的可燃混合物清除掉，一般规定吹扫空气流量大于30％额定风量。如图4.16所示为吹扫流程。运行人员手动启动引、送风机，二次风调节系统，通过调整辅助风挡板来调节炉膛风量。在锅炉停炉的时候，将辅助风挡板调节系统的设定值切到吹扫设定值，从而保证吹扫风量为30％。吹扫控制功能主要在吹扫以前对锅炉的有关设备进行安全性检查，条件认可以后，开始吹扫周期计时，保证吹扫时间不少于5min。在炉膛吹扫完成之前应阻止任何燃烧设备启动，使燃料进入炉膛。它分为点火前炉膛吹扫和MFT跳闸后炉膛吹扫。点火前炉膛吹扫是为锅炉点火做好准备，置换可能存在炉膛内的积聚可燃物，以免点火时产生不可控制的爆炸。MFT跳闸后炉膛吹扫是及时排除高温炉膛内可燃物的积聚。1、点火前炉膛吹扫锅炉在点火启动前必须进行吹扫，以稀释或吹尽炉内可能存在的可燃混合物，防止点火时爆燃。吹扫开始和吹扫过程中必须满足一定的吹扫条件，吹扫条件应根据锅炉容量和制粉系统的形式来确定，符合《锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》规定的锅炉炉膛吹扫条件。SHAPE\*MERGEFORMAT图4.16炉膛吹扫流程常见的点火前的炉膛吹吹扫条件如下：（1）无MFT；（2）FSSS电源正常；（3）至少一台送风机运行且风门挡板打开；（4）至少一台引风机运行且风门挡板打开；（5）一次风机均停；（6）至少一台空预器运行且风、烟道打开，且停运的空预器完全隔离；（7）所有磨煤机一次风入口挡板关；（8）所有磨煤机出口阀关，给煤机出口阀关；（9）所有磨煤机停运，所有给煤机停运；（10）空气流量大于25%MCR。（11）炉膛压力正常；（12）油泄露试验完成；（13）点火油阀，主油阀全关；（14）所有二次风控制挡板均在点火位置；（15）电除尘器停当上述条件满足后，表明正有空气通过炉膛，实际上这时已经在吹扫，“吹扫准备”灯亮，按下“启动按钮”启动炉膛吹扫程序，“正在吹扫”灯亮，并进行5分钟的吹扫计时，期间吹扫条件始终满足，5分钟之后则“吹扫完成”灯亮，MFT信号被复位，锅炉可以点火启动。这期间如任一吹扫条件丢失，则“吹扫中断”灯亮，待吹扫条件重新建立后，重复上述吹扫过程。炉膛吹扫逻辑如图4-17所示：图4.17点火前的炉膛吹扫控制逻辑点火前炉膛吹扫的计时是由运行人员启动进行的，吹扫完成信号还会送到MFT继电器硬跳闸回路，自动复位MFT继电器。吹扫完成之后，如30分钟内不点火，则会引发“再吹扫请求MFT”，请求再次吹扫。2、锅炉跳闸后炉膛吹扫锅炉跳闸后，通常送、引风机继续运行，辅助风挡板控制系统在MFT信号作用下，将调节定值自动切换到既定的吹扫位置，使吹扫风量不低于30%（或25%），FSSS的功能是进行这一吹扫过程的计时。与点火前吹扫不同，计时过程是自动开始的，锅炉跳闸后的炉膛吹扫通常也是不小于5min。当锅炉跳闸及炉膛吹扫准备信号建立后，就自动进行吹扫计时。例如：炉膛跳闸后的吹扫准备条件如下：（1）全部油枪三用阀关闭；（2）全部给煤机停；（3）全部磨煤机停；（4）燃油跳闸阀关闭；（5）炉膛风量大于30%（小于40%）；（6）全部火球探测器显示无火焰。上述信号在锅炉跳闸后即可自动建立，随之开始计时。跳闸后炉膛吹扫控制逻辑如图4.18所示。吹扫完成后，如炉膛压力高会跳送引风机；MFT跳闸后20秒后，如炉膛压力低会跳送引风机。图4.18跳闸后炉膛吹扫控制逻辑二、主燃料跳闸主燃料跳闸，简称MFT，它是燃烧器管理系统的主要功能。在锅炉运行的各个阶段，FSSS实时、连续地对机组的主要参数和运行状态进行监视，只要这些参数和状态有一个越出了安全运行的正常范围，系统就会发出MFT指令。MFT动作将快速切断所有进入炉膛的燃料，即切断所有的燃油和煤粉输入炉膛，实行紧急停炉，防止炉膛爆燃；并指出引起MFT的第一原因。MFT保护逻辑由跳闸条件、保护信号、跳闸继电器及首出记忆等组成。保护逻辑是根据机组特点而设计的，可靠的保护系统必须以可靠的信号为基础，保护系统中所用信号必须由专用检测元件及变送器送来，独立于其它保护系统；为了取得较高的可靠性，保护系统必须尽量选用转换环节少，结构简单而工作可靠的变送器；对重要信号，要采用多个检测信号优选后再输入保护系统。1、MFT设计依据目前生产炉膛安全监控系统的厂家，其逻辑系统的设计依据基本上是NFPA标准。NFPA认为锅炉本体重大事故的发生总是以下三种原因之一：①锅内过程与炉内过程不匹配，或者称为煤水比例失调；②锅内过程内部不平衡，造成汽水流动不正常；③炉内过程内部不平衡，造成风、煤、烟比例不正常。这三种工况超过一定限度时，会使锅炉受热面损坏或炉膛爆燃，严重时可能会使锅炉报废。三种原因的产生有锅炉内扰因素和外扰因素，有主观因素，也有客观因素。但所有因素中起决定作用的还是对锅炉缺乏必要的监控保护，这种情况可能是锅炉无安全监控装置，或安全监控系统设计不当，或安全监控系统失灵造成的。在前述三种故障刚发生是，避免对锅炉本体设备造成重大损失的最有效手段，就是快速切断进入炉膛的全部燃料。MFT逻辑控制系统的基本要求是：①监视锅炉启动过程和正常运行过程，启动步骤和操作要方法适当和按规定的程序；②当设备和人身安全受到危害时，按适当的程序停用最少的设备；③当锅炉自动停炉后，要指出引起停炉的第一原因，以保证在对该原因进行处理后再次启动；④使一些必要的停炉设备集中在一个系统中；⑤如自动控制设备没有达到NFPA要求的功能时，要有足够的仪表可使运行人员通过手动完成规定操作；⑥MFT测量元件和电路必须独立于其它控制系统；⑦对维护工作要有保护措施；⑧炉膛安全监控系统在运行中不允许手动退出；对系统的所有操作都要有自动记录；⑨对锅炉运行过程中产生的对FSSS的干扰和系统电源要有保护措施。任何控制系统都可能发生故障，FSSS是保证锅炉安全运行的最后屏障，FSSS一旦发生误动或拒动都会带来重大的损失。在尽量避免误动与拒动的同时，考虑到拒动比误动所造成的损失更加严重，因此为了不发生拒动，宁可误动。MFT系统设计原则：最大限度的消除可能出现的误动作及完全消除可能出现的拒动作。DCS设计冗余的软硬件两套跳闸回路，即在软件通过输出卡件切除相关的设备功能外，设计了专门的硬件跳闸继电器组，以保证任何危险工况下都能可靠停炉。2、MFT跳闸条件当发出下列条件之一时，FSSS系统则立即切断锅炉主燃料，机组停止运行，并显示记忆首出；当MFT复位后，首出跳闸记忆清除。（1）2个手动按钮同时紧急按下，即手动紧急停炉。信号来自紧急跳闸按钮。（2）两台送风机全停，两台引风机全停。信号直接来自送风机和引风机的电动机开关的辅助接点，即来自马达控制中心（MCC），俗称6kV开关室，不可以用中间继电器的扩充接点，以提高可靠性。每台送风机或引风机至少取两点，作为冗余配置。（3）预热器全部跳闸。（4）MCS电源丧失。（5）给水泵全部跳闸。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（6）给水流量小于设定值。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（7）再热器保护丧失。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（8）炉膛压力高越限。信号来自就地压力开关（三取二）。（9）炉膛压力低越限。信号来自就地压力开关（三取二）。（10）全炉膛燃料丧失。信号来自FSSS逻辑。（11）全炉膛火焰丧失。信号来自FSSS逻辑。（12）火检冷却风丧失。信号来自就地压力开关。（13）锅炉空气流量小于最小设定值（25%）。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（14）失去重要电源。不论是CCS电源或FSSS电源，失去电源均指整个系统的电源，通常是由失去系统的220VAC电源引起的。通常CCS、FSSS的交流电源均采用不停电电源系统（UPS），并设置有备用/旁路220VAC电源。为了保证微机分散控制系统（包括CCS、FSSS）的正常工作，备用/旁路220VAC电源的切换时间要小于5毫秒。（15）汽包水位高、低或分离器水位高越限。信号来自MCS输出，输出3点（四取三）。（16）螺旋水冷壁出口金属温度高越限。信号来自DAS输出，输出4点（四取三）。（17）过热器出口蒸汽温度高越限。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（18）再热器出口蒸汽温度高越限。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（19）分离器出口蒸汽温度高越限。信号来自MCS输出，输出4点（四取三）。（20）预热器出口烟气温度高越限。（21）所有给煤机均停且运行油层电源丧失。以上信号的回路部分逻辑可参考图4.19。图4.19a)主燃料跳闸信号回路一图4.19b)主燃料跳闸信号回路二图4.19c)全炉膛灭火逻辑3、MFT控制逻辑MFT设计成软硬件互相冗余的，当MFT条件出现时软件会送出相应的信号来停`掉相关的设备，同时MFT继电器也会向这些设备中的绝大部分送出一个硬接线信号来停掉它们。例如，MFT发生时逻辑会通过相应地模块输出信号来关闭进油母管燃油关断阀，同时MFT接点也会送出信号来直接关闭该跳闸阀。这种软硬件互相冗余有效地提高了MFT动作的可靠性。（1）MFT动作信号主燃料跳闸控制逻辑如图4.21所示，跳闸条件中任一个出现都会使“或门1”输出为“1”，产生MFT动作信号；图4.20主燃料跳闸控制逻辑（2）MFT复位条件：以下条件满足，复位MFT继电器。①炉膛吹扫完成；②MFT继电器已跳闸；③无MFT跳闸条件存在；④DC110V电源正常；⑤运行人员LCD操作复位开关（3）主燃料跳闸首出原因显示和记忆：NFPA对制定MFT逻辑系统作了一系列规定，其中有一条是：当锅炉事故停炉后，要指出引起停炉的第一原因，以便处理和分析事故原因。在MFT发生以前，诸多的触发条件不可能绝对的同时成立，这样只要系统采用高分辨率的逻辑判断程序，即可将最先触发MFT的条件记忆下来，并发出光显示信号，表示该条件触发了MFT。由于逻辑闭锁作用，该条件就成为一个唯一的首出原因而被显示和记忆下来。600MW超临界机组FSSS系统由DCS组成，首先触发MFT的条件可在CRT上显示，诸触发MFT的条件及一些重要信号送至SOE并打印出动作时间，分辨率可达1ms。如果DCS自身的分辨率达1~2ms，则可不用SOE，而由FSSS本身完成MFT首出原因的记忆和显示。MFT首出原因保存到下次锅炉启动前MFT复位后，由吹扫完成来解除记忆。（4）主燃料跳闸后锅炉联锁MFT信号生成后，即送往各个执行机构，实现锅炉和机组的全面跳闸，归纳起来如下：a）MFT信号送往制粉系统。①跳闸全部给煤机；②跳闸磨煤机及辅助设备；③跳闸两台一次风机；④跳闸密封风机；⑤关全部一次风关断门，关热风挡板和冷风挡板（冷风挡板关闭一定时间后，如5分钟，再开启）。b）MFT信号送往燃油系统。①关轻油/重油进油和回油跳闸阀；②关全部油枪的油阀；c）MFT信号送往二次风系统。①全部燃料风挡板开至最大（维持30~60秒）；②全部辅助风挡板开至最大（维持60秒左右），并将辅助风挡板控制切换到手动方式。d）MFT信号送往其他系统。①跳闸两台电器除尘器；②跳闸两台启动给水泵；③跳闸全部锅炉吹灰器；④汽轮机跳闸；⑤送往CCS系统；⑥送往DAS系统；⑦送往辅助蒸汽控制系统。e）MFT与引风控制。为了防止内爆，在MFT发生的同时，送一个超前信号给引风机的控制系统，使炉膛熄火后，炉膛压力不至于变得太低。引风机控制系统接到这个MFT动作的超前信号后，立即将引风机控制挡板关小到一定的开度，并保持数十秒钟后再释放到自动控制状态。4、MFT功能试验定期进行系统中的保护、联锁试验，重要保护系统应每季度及每次机组检修后起动前进行静态试验，以确认跳闸逻辑、报警及保护动作值正确可靠。是十分必要的。（1）MFT动作条件试验a)　检查跳闸任一条件满足时，机组MFT应跳闸：b)　逐一发出跳闸各信号，检查确认机组MFT跳闸，状态、报警及首出信号显示应正确。（2）MFT动作后的联动功能试验a)检查系统，当MFT信号发出后，以下动作应联动产生：·SOE显示MFT首出原因；·所有磨煤机跳闸，磨煤机热风隔离档板、冷和热风调节档板关闭；延时规定时间后冷风调节档板全开；·所有给煤机跳闸，各给煤机指令自动回到设定值（或一次风档板关闭）；·所有一次风机跳闸，密封风机联跳；·快关燃油母管调节阀、回油阀及所有油枪三位阀；·当任一油枪三位阀未关时，关闭燃油母管跳闸阀；·关闭主蒸汽、再热蒸汽减温水电动隔离阀和调节阀；·MFT信号送至CCS、SCS、吹灰、电除尘等系统；·跳闸主汽轮机；·跳闸A、B电除尘；·跳闸锅炉吹灰器；·高压旁路控制复位；·MFT后，延时达到设定值且炉膛压力低低或炉膛压力高高时，跳闸送、引风机；·全开所有燃料风档板；·全开所有辅助风档板；·小汽机A、B跳闸；·MFT后，引风机档板关至设定值，延时达到设定值时逐渐开启，再延时规定时间后恢复；·延时规定时间后，主汽至辅助蒸汽电动或气动隔离阀关闭。b)逐一检查确认对应的状态、报警及信号显示应正确。（3）燃油系统泄漏试验及炉膛吹扫功能试验ⅰ锅炉点火前必须进行燃油母管泄漏试验及规定时间的炉膛吹扫。ⅱ燃油母管泄漏试验及炉膛吹扫功能试验步骤a)确认燃油系统处于炉前油循环状态，油泵运行正常，燃油压力在规定范围内；b)检查确认下列所有条件均满足，且相应的状态信号发出：·所有油枪三位阀处于关闭位置；·燃油跳闸阀关闭；·所有磨煤机停运；·所有给煤机停运；·所有磨煤机进口热风隔离闸板关闭；·所有辅助风档板处于调节状态；·至少有一组送、引风机投运，且风量达到设定值；·所有一次风机停运；·汽包水位正常；·所有火焰探测器均显示无火焰；·所有系统电源正常；·无MFT指令；·所有电除尘停运；·所有空预器投运。c)确认燃油泄漏试验油压满足信号发出，人工关闭燃油回油总阀；d)发出“吹扫”命令，系统进入燃油泄漏试验程序；e)燃油泄漏试验结束后，泄漏试验“完成”指示灯亮，“泄漏试验在进行中”灯灭，燃油调节阀自动至调节状态，程序自动进入炉膛吹扫，“吹扫进行中”灯亮，吹扫规定时间后吹扫完成，“吹扫完成”灯亮，锅炉跳闸状态复归，首出跳闸原因显示灯熄，硬报警“MFT”复归。ⅲ在炉膛吹扫过程中，任一条件不满足，吹扫应自动中断，并发出“吹扫中断”信号；待原因查明且消除后，须重新进行规定时间的吹扫。ⅳ燃油母管泄漏试验及炉膛吹扫试验完成以后，开启燃油回油总阀和燃油跳闸总燃油阀，油系统恢复至炉前油循环状态。（4）烟风系统大联锁功能试验a)检查下列任一条件满足时，送、引风机大联锁保护应动作：·一台送风机跳闸，对应引风机应跳闸；·二台送风机跳闸，二台引风机应跳闸；·一台引风机因故障跳闸（电气故障、轴承温度高高或被人为强迫停运）时，对应送风机应跳闸；·二台引风机跳闸，二台送风机应跳闸；·MFT动作且延时规定时间后，炉膛压力高高时，二台送风机应跳闸；·MFT动作且延时规定时间后，炉膛压力低低时，二台引风机应跳闸。b)当保护动作时，检查确认送、引风机跳闸，状态、报警及信号显示应正确。（5）锅炉汽包水位保护实际传动试验a)锅炉启动或停炉前，进行汽包水位的实际传动试验：ⅰ通过上水法，进行汽包水位高试验：·汽包水位高于设定值Ⅰ值时，显示状态和声光报警应正确；·当汽包水位高于设定值Ⅱ值时，显示状态、声光报警应正确，保护信号应发出，MFT应动作；ⅱ通过排污门放水法进行汽包水位低试验：·当汽包水位低于设定值Ⅰ值时，显示状态和声光报警应正确；·当汽包水位低于设定值Ⅱ值时，显示状态、声光报警应正确，保护信号应发出，MFT应动作；b)在确认水位保护定值时，应充分考虑因温度不同而造成的实际水位与测量水位的差值影响。（6）MFT动态试验a)调整机组正常运行在试验负荷；b)调整锅炉运行工况（如停止全部粉源、关闭燃油跳闸阀），达到MFT动作；c)检查MFT跳闸后所有控制对象的动作状态，应符合要求；d)检查“锅炉灭火”、“MFT跳闸”、“燃料丧失”信号发出时间和跳闸事件顺序记录应正确；e)通过炉膛压力变化曲线，检验炉膛压力保护定值的合理性；f)通过炉膛火焰变化曲线（火焰检测器模拟量信号），检验火焰信号保护的可靠性；g)检查、记录吹扫过程及吹扫时间应符合要求。FSSS系统的动态试验，对机组有一定的潜在危害性，因此除新上机组或控制系统有较大修改的机组应进行外，，一般以通过静态试验方法确认为宜；必须进行的FSSS系统动态试验，一般可放在机组启、停过程中进行；动态试验期间，若出现异常情况，应立即中止试验并恢复设备原运行方式；故障查明原因并消除后，经批准方可继续进行试验。三、油泄漏试验油系统泄漏试验是对油跳闸阀、回油阀、和各油燃烧器油阀之间的油管路和阀门所作的密闭性试验，防止燃油泄漏（包括混入炉膛）。油泄漏试验的过程为：1、开回油阀泄压2、开跳闸阀充油3、关回油阀充压30秒4、30秒后油压达泄漏试验所需压力后关跳闸阀5、进行60秒油压检测来判断油管路是否泄漏，若油压低，则油管路有泄漏；若油压不低，则泄漏试验完成。图4.21油泄漏试验逻辑目前各电厂的油系统泄漏试验逻辑各不相同，有的由吹扫程序启动，当泄漏试验成功后自动进入炉膛吹扫；也有的是将油系统泄漏试验单独设置，泄漏试验成功作为吹扫程序的必要条件。油泄漏试验逻辑如图4.22所示。操作人员可根据实际情况，在OIS上旁路油泄漏试验。在油系统管路维修后、初次投运或较长时间未投运燃油系统时，必须做油泄漏试验，不得选择旁路。选择油泄漏试验旁路时，在CRT上会给出警告提示。四、油燃料跳闸点火吹扫完成后，炉膛具备了点火条件，此时应将MFT复位，并建立了一个锅炉点火限定限定计时器，当在限定时间内不能建立火焰，FSSS系统应跳闸MFT，闭锁点火燃料，禁止继续点火，并重新吹扫炉膛内点火未成功的可燃物，然后FSSS即开始对燃油系统进行条件扫描和控制，这是FSSS功能完成的第二个阶段，这个阶段的监控内容包括锅炉点火许可及油燃烧器的投入及状态监视等。油燃烧器管理完成油燃烧器的投入、停运、跳闸、监视等多项功能，操作人员可通过键盘或CRT画面输入燃烧器启动、停止指令。与油燃烧器配套的就地设备包括油枪、点火枪、油阀、雾化阀、吹扫阀及就地柜，上述设备可通称为油燃烧器，油燃烧器有遥控和就地两种操作方式，由位于就地柜上的开关位置决定，当该开关置于就地位置时，油燃烧器只能在就地操作，集控室操作无效。手动方式指操作员手动控制各设备的开/关，进/退。单控方式指对应的油燃烧器中的各设备（油枪、点火器、油阀、雾化阀、吹扫阀）按照一定的顺序投入/切除，操作员只发出启动/停止指令即可。1、油燃料跳闸(OFT)油燃料跳闸（OFT）逻辑检测油母管的各个参数，当有危及锅炉炉膛安全的因素存在时，产生OFT。关闭主跳闸阀，切除所有正在运行的油燃烧器。控制逻辑如图所示。图4.22OFT控制逻辑油燃料跳闸OFT信号发生后，应迅速切断所有油枪的燃料，下列任一条件成立，均引发OFT信号：（1）燃油夜里低于定植；（2）所有有燃烧器关闭发脉冲信号；（3）MFT动作；（4）主跳闸阀未打开，即主跳闸阀开状态失去；（5）运行人员跳闸（运行人员关闭主跳闸阀指令）；（6）油燃料跳闸（OFT）的跳闸只有软件回路。OFT信号发生后，联锁以下设备动作，控制逻辑如图所示。（1）跳闸所有油燃烧器；（2）关闭主跳闸阀；（3）燃油跳闸阀打开即OFT复位（OFT复位方式为MFT抚慰自动联开燃油跳闸阀，或锅炉断油后运行人员再次打开燃油跳闸阀）；（4）MFT复位连锁打开燃油跳闸阀，OFT发生后关闭燃油跳闸阀，OFT条件消失后在MFT跳闸前可以再次打开；（5）在油泄露试验时即有油泄漏试验进行信号，可打开燃油跳闸阀，试验完成再次关闭并禁止打开，直到MFT复位。图4.23跳闸阀及回油阀逻辑五、风机控制1、密封风机两台密封风机为一用一备运行方式，正常情况下，只要单台密封风机运行即可提供足够的密封风压，另一台密封风机处于备用状态。当正在运行的密封风机事故跳闸或出力不够时，连锁启动备用的密封风机。手动操作采取预操作加操作确认方式。2、火检冷却风机火焰检测器时锅炉燃烧器正常工作和煤火保护的重要设备，对火检器探头的冷却和清洁直接影响到火焰检测器的稳定性和寿命。火焰检测器探头冷却风系统是保证火焰检测器正常工作的重要条件，它连续不断地给探头一定压力的冷却风，使探头得到冷却并保持清洁。探头冷却风机应有非常可靠的供应电源，并采用双机系统。每台都应备有100%的风量供应能力，从而保证冷却过程中不中断冷却风量，延长探头的使用寿命，冷却风压应大于设定值。两台火检冷却风机为一用一备运行方式，正常情况下，只要单台火检冷却风机运行即可以提供足够的冷却风压，另一台火检冷却风机处于备用状态。当正在运行的火检冷却风机事故跳闸或出力不够时，连锁启动备用的火检冷却风机。（1）为达到保护探头的的目的，冷却风机应满足以下要求：①流过每只探头的风量大于设定值（如1.5m3／min）；②探头内风压与炉膛负压大于设定值（如2000Pa）；③冷却风机出口风温低于49℃；④风源应尽量清洁防水。（2）探头冷却风机工作原理探头冷却风机系统工作原理参见图4.24，该系统由下列设备组成：①两台冷却风机可互为备用；②三通道的转换挡板；③过滤器；④就地控制箱；⑤多只差压开关。图4.24探头冷却风机系统冷却风机的风源一般取至送风机出口，也可直接取至大气。如风源为送风机出口处，两台冷却风机成为增压风机；当风源压力满足探头冷却时，冷却风机可断电，风机被动旋转；当送风机停运时冷却风机才投入运行。当锅炉停炉时，冷却风应保持到炉膛温度降至室温才能停止。探头冷却风系统在就地装有控制箱，对冷却风机的操作可在机箱面板上进行；也可在DCS操作，通过就地控制箱完成。（3）探头冷却风机控制每台冷却风机都具有100％的风量供给能力，通常采用一备一用的运行方式。两台冷却风机（A，B）的控制回路是完全一样的，两台冷却风机均可分别进行就地手动启动和停止；也可由BMS进行自动启动和停止。火检探头冷却风控制逻辑如下：①当冷却风压低、启动A探头冷却风机操作或过滤器差压低等信号之一出现时，启动A探头冷却风机；②延时2秒后，如冷却风压低信号仍然存在，启动B探头冷却风机；③冷却风压低时，延时10秒，发出丢失冷却风信号，该信号在锅炉正常运行时将引起MFT；④当探头冷却风机未运行或冷却风压低，停探头冷却风机的操作无效；⑤如冷却风压正常，可手动停止冷却风机A或B。六、油组、煤组点火允许锅炉进行炉膛吹扫之后，锅炉准备点火，点火之前需要对燃油系统进行检查，在满足“油层启动许可”条件下来实现油枪启动控制。锅炉投煤许可是锅炉安全运行的重要条件之一，在投粉之前，尤其是第一次投粉之前，各种设备的状态及参数必须要给予确认，条件必须全部具备以后才能运行。控制逻辑如图所示。图4.25点火允许逻辑1、炉膛点火允许条件炉膛点火允许是个公共信号，在油组、煤组点火允许条件中都包括该信号。它从炉膛的角度提出要求。允许条件如下：（1）无MFT信号（2）总风量>30%（3）探冷风压正常（4）火检放大器柜任一电源正常（5）MFT继电器直流电源、交流电源均正常2、油点火允许条件（1）炉膛点火允许（2）供油母管压力正常（3）油跳闸阀已开（4）供油母管温度>20℃（5）吹扫蒸汽压力不低3、煤点火允许条件（1）炉膛点火允许（2）汽包压力合适（3）二次风温合适（4）一次风允许（两台一次风机运行或一台运行时不超过2台磨）（5）密封风允许（两台密封风机运行或一台运行时不超过2台磨）七、紧急减负荷控制机组在运行过程中若出现危险工况时，需要快速甩负荷，甚至跳闸，变负荷的过渡过程往往要求很短，特别是对于锅炉，依靠人工操作很难安全进行这种工况转换。FSSS系统就可以实现覆机故障减负荷（RB）和快速甩负荷（FCB）。1、自动减负荷当汽轮机、发电机一切正常，而锅炉部分主要辅机（如给水泵、送、引风机等）有一部份发生故障时，机组就不能带额定负荷，为了使机组继续安全运行而不必停机就必须急速降低锅炉负荷，待故障消除后，再使机组恢复到正常负荷运行，这种处理故障的方法在机组联锁保护系统中称为“锅炉自动减负荷”即“RB”（RunBack）保护。单元机组所带最大负荷的数值，在主机运行正常的情况下，取决于机组主要辅机的工作状态，因此机组的最大可能出力可根据各种辅机的运行台数来计算。单元机组所能带最大负荷可由CCS系统算出，作为锅炉减负荷的规定值，称为“RB目标值”。当锅炉或汽轮机的部分辅机（风机、水泵等）故障引起减负荷工况时，锅炉从全负荷运行速回到低负荷运行，如果辅机发生故障时，机组负荷大于RB目标值，RB逻辑就将接收到的辅机故障信号和其他具体条件，按照一定的逻辑关系发出相应的RB指令信号送到与此有关的各控制回路，自动执行急速减负荷的各项操作。FSSS系统之RB功能，配合CCS系统的调节功能，快速稳定的使锅炉转移到规定的RB目标负荷。不同的辅机故障，减负荷目标值不同，减负荷速度也不同。RB功能仅控制燃料的粗调，通过CCS系统改变其负荷规定值进行细调，达到减负荷目标值。锅炉快切减负荷逻辑如图所示。注意事项如下：（1）协调控制投运①先投锅炉主控，再投汽机主控，为炉跟机方式。②先投汽机主控，再投锅炉主控，为机跟炉方式。③RB结束，汽机主控切手动，锅炉主控联锁切手动。（2）RB过程完成，协调控制处于滑压、机跟炉方式。如要求改变控制方式，切除汽机主控，RB复位后再投运。（3）RB发生时，DEHRB动作，不受DEH是否在遥控限制。（4）RB功能自动投入，RB发生时，燃料量不能人为干预。（5）RB发生时，如汽包水位控制切手动，由运行人员维持水位。（6）电泵不处于热备位置或转速大于2900RPM，由运行人员抢水位；电泵转速小于2900RPM，作为热备用。图4.26锅炉快切减负荷逻辑2、快速甩负荷FCB（FastCutBack）是在发电机组、汽轮机出现问题出现瞬时故障时，快速减少锅炉负荷，并稳定锅炉燃烧，以保证锅炉不停炉，再事故消除后迅速恢复发电。这种减负荷方式，对发电机组有求在一个很短的时间内从满负荷甩到零或带厂用电负荷运行，而对锅炉的要求是快速从最大负荷甩到10%~30%MCR，并在汽轮机旁路系统配合下，继续运行一段时间，避免锅炉熄火后又重新点火，减少经济损失并延长锅炉寿命。FCB过程中，FSSS系统不但要跳闸一些磨煤机，而且要根据磨煤机得运行组合选择投入的油枪，完成投油过程，若在一定时间内，未能投入油枪，则FSSS将FCB转成MFT。送风机、引风机、一次风机和给水泵导致的RB发生，FSSS逻辑自上而下切除燃料，最后保留三层煤燃料。同时在自动助燃允许开关投入的情况下，自动投入下层油燃烧器。FCB发生，FSSS逻辑自上而下切除燃料，最后保留一层煤燃料，同时在自动助燃允许开关投入的情况下，自动投入下层油燃烧器。第五节制粉系统联锁保护600MW超临界机组基本上采用六套双进双出正压直吹系统。直吹式制粉系统。如采用中速磨（如HP型碗式中速磨煤机、MPS型中速辊环式磨煤机）的直吹式制粉系统磨煤机组的程序启动。磨煤机组包括磨煤机、给煤机、磨出口阀门、有关风门挡板、磨油系统、磨密封空气系统等。直吹式双进双出钢球磨煤机系统，以A煤组为例，控制主要包括以下设备：两台低压润滑油泵、两台高压油泵、一个冷热风气动总门、一个冷热风总风挡板、一个热风挡板、一个冷风挡板、一台大齿轮罩密封风机、一个磨煤机密封风气动门、一个磨煤机密封风总风挡板、左右侧各一个容量风挡板、左右侧各一个旁路风挡板、左右侧各三个风粉电动门、左右侧各三个风粉气动门、左右侧各三个吹扫电动门、左右侧各一个燃烧器密封风电动门、一个油箱电加热器、一个润滑油冷却水电磁阀、一个辅转电机、一台减速润滑油泵、一台喷雾润滑气泵，一台喷雾润滑油泵，一个喷雾润滑空气电磁阀、两个加球电动门、左右侧各一台给煤机、左右侧各一个给煤机进口电动门、左右侧各一个给煤机出口电动门、一个给煤机密封风电动门。一、直吹式双进双出钢球磨的工作原理原煤经给煤机输送进入混料箱，在此与旁路风混合，被旁路风予干燥后通过下降管经中空轴螺杆进入磨煤机，进行碾磨。容量风则经中空轴进入磨本体，将煤粉带出，并再次与旁路风会合，经上升管进入相应側的煤粉分离器，合格煤粉经由六根煤粉管道通过煤燃燃器进入炉膛燃烧，不合格煤粉则经返回管再次进入磨机进行碾磨。由此可见，进入磨本体的一次风只有容量风，在磨煤机内粉位一定（既风煤比一定）的情况下，磨煤机的出力与容量风量成正比，而旁路风不经过磨煤机筒体，它的作用是干燥原煤和输送煤粉，保证在磨煤机出力很低时(<40%)，有足够的一次风量（>80%）输送煤粉，以防煤粉在管道中沉积。二、系统主要设备的控制1、两台低压润滑油泵，一台运行，一台备用，用于润滑磨煤机轴承。画面上设有联锁开关，当联锁投入时，运行泵故障跳闸或低压润滑油压低会联锁启动备用泵。单台低压润滑油泵启动、停止无条件。任一台工作且润滑油压不低就产生低压油泵工作正常信号。2、两台高压润滑油泵，两台同时运行，分别用来形成驱动端和非驱动端的顶轴油压，在主电机启动、停止之前启动。辅转电机运行时，因转速太慢，高压油泵需连续运行。画面上设有联锁开关，当联锁投入时，主电机运行、停止3分钟后自动停运。单台高压润滑油泵启动条件：低压油泵工作正常；单台高压润滑油泵停止条件：辅转电机停运。两台均工作且出口油压均OK就产生高压油泵工作正常信号。3、润滑油油箱加热器系统，包括一个电加热器，一个润滑油冷却水电磁阀，分别用来加热油箱油温和冷却润滑油温的。电加热器启动条件：油箱油位正常，停止无条件，画面上设有联锁开关，当联锁投入时，油箱油温<20℃，就联锁启动电加热器；油箱油温>40℃，就联锁停止电加热器。冷却水电磁阀开关无条件，画面上设有联锁开关，当联锁投入时，润滑油温>45℃，就联锁开电磁阀；润滑油温<35℃，就联锁关电磁阀。4、盘车系统包括一个辅转电机，一个辅传离合器。该系统在磨煤机主电机停运后投入，用于防止磨煤机内煤粉积压，形成热点而爆燃。在主电机停止后，啮合辅传离合器，启动辅转电机；主电机启动后，辅传离合器自动脱扣。辅转电机启动条件：磨煤机停止且减速机润滑油泵运行；停止无条件。当下述任一情况发生自动停止辅转电机：（1）高压油泵工作不正常（2）低压油泵工作不正常（3）磨轴承温度高高（4）磨煤机运行5、大齿轮润滑油系统，包括一台喷雾润滑气泵，一台喷雾润滑油泵，一个喷雾润滑空气电磁阀，用于在磨煤机运行时定时对大齿轮进行喷油。为方便运行操作，特设有大齿轮润滑油喷雾程控，画面上设有联锁按钮，当联锁投入时，在磨煤机运行后，每小时喷油一次，一次喷油15分钟。程控步骤如下：（1）启动喷雾润滑气泵（2）开喷雾润滑空气电磁阀（3）启动喷雾润滑油泵（4）停止喷雾润滑油泵（5）关喷雾润滑空气电磁阀和停雾润滑气泵6、密封风系统包括：（1）一台大齿轮罩密封风机，用于密封大齿轮罩，防止煤粉外冒。启动无条件，停止条件：磨煤机停止。（2）两台大密封风风机，供4台磨煤机公用。每台磨煤机设有：一个磨煤机密封风气动门、一个A1/A2/A3燃烧器密封风电动门、一个A4/A5/A6燃烧器密封风电动门、一个A1/A2给煤机密封风电动门，分别用于提供磨煤机中空耳轴和混料箱、风粉电动门、给煤机等处的密封风。开无条件，关条件：磨煤机停止。7、风粉电动门开、关均无条件8、风粉气动门开、关均无条件，但一旦发生磨煤机跳闸指令或磨煤机停止脉冲，就联锁关闭。9、吹扫电动门开条件：相应的风粉电动门关，关均无条件。但一旦发生MFT或两台一次风机全停，就联锁关闭。10、冷热风气动总门开条件：磨煤机运行，关无条件，但一旦发生磨煤机跳闸指令或磨煤机停止脉冲，就联锁关闭。11、磨煤机主电机启动条件：（1）磨煤机允许DCS操作（2）磨煤机弹簧已拉紧（3）煤点火允许（4）A油组4支以上油枪投运（5）低压油泵工作正常（6）辅传电机跳闸（7）两台给煤机停止（8）冷热风气动总门关（9）4个风粉电动门/气动门全开（10）密封风系统工作正常（11）高压油泵工作正常（12）无磨跳闸指令12、发生下述任一条件，就发生磨煤机跳闸指令，联锁跳闸磨煤机、关闭冷热风气动总门、关闭风粉气动门、跳闸给煤机，中止磨煤机启动顺控、停止顺控程序。（1）任一磨煤机电机轴承温度高>85℃（2）任一磨煤机左、右侧轴承温度高>90℃（3）两台低压润滑油泵均停运（4）润滑油压低低延时5秒（5）磨煤机运行时，6个风粉气动门全关（6）磨煤机运行时，6个风粉电动门全关（7）磨煤机运行时，大齿轮罩密封风机跳闸、磨煤机密封风气动门关闭、给煤机密封风电动门关闭，任一情况发生均发出密封风系统工作不正常信号。（8）任一给煤机运行时，冷热风气动总门关闭（9）MFT（10）两台一次风机全停（11）一次风压低低延时5秒（12）两台密封风机全停（13）RB跳A磨煤机13、给煤机进口电动门开关无条件。给煤机出口电动门开无条件，关条件：相应的给煤机跳闸。14、给煤机启动条件：（1）给煤机允许DCS遥控（2）给煤机指令最小（3）煤点火允许（4）A油组4支以上油枪投运（5）密封风系统工作正常（6）磨煤机运行（7）冷热风气动总门开（8）给煤机进/出口电动门全开15、发生下述任一条件，就发生给煤机跳闸指令。（1）磨煤机跳闸指令（2）冷热风气动总门关（3）给煤机进/出口电动门任一关（4）给煤机运行30秒后，断煤信号延时10秒（5）给煤机运行30秒后，堵煤信号延时10秒三、磨煤机组顺序控制1、磨煤机组启动磨煤机组启动通常设计有单台磨手动启动、单台磨自动启动和磨煤机组成组顺序启动三种方式。磨煤机组得启动方式虽有不同，但磨煤机组去启动的顺序和许可条件都是一样的，即都是按照固定的程序使磨煤机组启动。以B&W锅炉采用MPS中速辊环式磨煤机配斯托克重力计量式给煤机的直吹式制粉系统为例，磨煤机组的启动程序如下，控制逻辑见图4.27。(1)建立二次风间隔空气流量（30%）。启动该磨煤机组对应的两组点火器（油枪）。(2)启动一次空气流量：启动一次风机，打开一次风隔离门、给煤机出口门，启动密封风机，打开密封空气门释放闭环控制系统，以慢慢的打开调节风门。(3)打开燃烧器管道的摆阀（即出口阀），以建立通过燃烧器管道的一次空气流量。(4)继续让一次空气流过，使其流量大于70%。(5)磨煤机启动条件(6)给煤机启动条件①给煤机入口和出口门打开；②所有的摆阀都打开；③炉膛点火先决条件都满足；④给煤机入口检测到煤；⑤给煤机出口无堵塞；给煤机启动条件满足，在磨煤机启动后3分钟（磨煤机达到规定转速，约10秒后）内启动给煤机。(7)将磨煤机出口的燃料-空气温度释放到自动控制状态。(8)将二次风间隔空气量释放到自动控制状态。(9)将磨煤机负荷控制释放到自动控制状态。(10)保持上述状态，完成最终火焰稳定期（约5分钟）。(11)达到稳定燃烧及二次空气温度高于240摄氏度之后，可停止点火器的运行。从BW&锅炉直吹式制粉系统的磨煤机组启动程序和条件来看，B&W锅炉只允许用相应的点火器组来点燃该层磨煤机的煤粉。图4.27磨煤机顺序控制逻辑在磨煤机启动前，必须将顶轴/润滑油泵投入运行，以便在磨煤机启动过程中将磨煤机的轴颈从相应的轴承上抬起，并在正常运行中轴颈和轴承间形成一层润滑油膜，以便对轴承进行润滑和冷却。在运行过程中如果发现两台油泵全停，则必须连锁停磨煤机电动机，保护磨煤机轴承。无论在磨煤机启动还是在正常运行中，磨煤机出口风粉温度，驱动端及驱动端轴承温度，耳轴温度等都是很重要的监视参数。如果是在启动过程中有超温现象，不允许启动磨煤机电动机。正常运行过程中磨煤机研磨出来的煤粉由一次风干后，源源不断地送往燃烧器，若由于一次风故障全停，或虽未全停但一次风母管压力很低，则必须联锁停磨煤机电动机，防止因煤粉积聚而造成自燃。由于采用直吹式制粉系统，启动磨煤机之前，首先应点燃该磨煤机对应的油枪，在确信所先中的油枪有火焰时，启动冷一次风机建立一次压。如果这时运行的磨煤机已大于等于三台，则应启动另一台风机，由于磨煤机是正压运行，所以，紧接着打开密封空气关断挡板，而且将密封空气控制挡板投自动。当建立了密封压力后，关闭热风门而打开冷风门。同时使用相对应的燃烧器关断挡板全部处于关闭位置，手动打开所选择燃烧器的辅助风门。这时辅助风将按标准的流速吹扫和冷却煤粉管道和燃烧器至少5min,之后辅助风门投自动。磨煤机电动机启动后，应打开耳轴吹扫阀，进入磨煤机的吹扫风（辅助风）及密封风与磨入口来的混合风共同形成磨煤机的总风量。对于相对干燥的原煤，这时应设置两台给煤机A、B的负荷控制为自动状态，并将筒体煤位定值选在较低的值上。打开给煤机出口挡板后启动给煤机，而且设置转速使其处理等于约65%的磨煤机负荷。给煤至6～8min后，磨煤机内将有足够的煤粉存量供应燃烧器充分发展火焰。这时，可检查炉膛内的主燃料着火情况，在燃料充足时应有火焰，否则应检查给煤机给煤是否正常，一次风量及辅助风是否在正常范围。检查煤位测量管线及低压吹扫空气量是否正常。如果这时煤粉燃烧器无火，应停止磨煤机运行，同时关闭燃烧器关断挡板和一次风关断挡板，并进行管路和燃烧器吹扫，准备再次启动。如果所选燃烧器着火正常，则打开相应的垂直风墙二次风挡板即F挡板。在给煤量为65%，而一次风量控制挡板设为40%磨煤机处力时，给煤量大于出粉量，10～15min后煤位计将出现读数，否则应降低给煤量到40%磨出力，然后吹扫煤位测量管线，检查给煤机给煤量的指示，然后恢复给煤出力为65%。以上所述为磨煤机空载而且原煤相对干燥的启动过程。对于其他不同情况也作如下说明：（1）当磨中有燃料时，打开一次风关断挡板和燃烧器关断挡板，使一定量的煤位立即进入燃烧器。这时如果有煤位指示，则将给煤机转速调到最小，当四个火焰建立起来后，再将给煤机设为自动。如果这时无煤位指示，则手动启动给煤机使其出力达到50%磨煤机出力，煤位指示一出现，便将给煤机切为自动。（2）当空磨启动要磨制湿煤时，在磨煤机运行中让热空气进入磨煤机尽可能快地暖磨。根据空气温度，希望达到121.1～148.90C，这个过程需要约15～30min，其目的是得到600C～71.10C的出口温度。当达到此出口温度后，开始给煤，各给煤机给煤量之和等于40%磨煤机出力。在一次风量最小时，可使煤在磨中磨制和干燥的时间最长。（3）若磨煤机启动前存在有湿煤，则在磨运行中允许用热空气干燥以得到600C～71.10C的出口温度。如果可能可用204.4～260.00C的空气尽可能地加快热磨煤机部件及磨内存煤。2、磨煤机组停止磨煤机组有磨煤机组成组顺序停运、单台磨煤机组顺序停止和运行人员手动停止三种停运方式。B&W锅炉MPS辊式中速磨煤机制粉系统的停止程序单台磨煤机组自动或手动正常停运，均按下列步骤顺序进行，其控制逻辑见图4.27。①启动对应的点火器（油枪）组；②将给煤机转速减至最小（即将磨煤机负荷减到最小值）；③关热风门，开冷却门，使一次空气温度降至最低值；④保持上述状态，使磨煤机冷却（约5秒）；⑤停给煤机；⑥建立点火状态二次风间隔空气流量并保持上述状态，磨煤机清洗约10分钟；⑦停止运转磨煤机；⑧保持上述状态，让磨煤机冷却，直到磨煤机出口温度低于60摄氏度为止（至少1分钟）；⑨关闭摆阀，切断一次空气流；⑩停止点火器运行并释放二次风间隔气流，以达到燃烧器冷却值。磨煤机停运工况有三种：第一种是空磨状态，即彻底吹空磨煤机的燃料；第二种是部分充煤状态，即有煤留在筒体中，其物理煤位约等于筒体中正常燃料重量的一半，这时煤位低于筒体中钢秋的顶部，这种情况下没有煤位指示；第三种是充满煤，这是由于磨煤机掉闸或总燃料跳闸保护动作后造成的，这时磨筒体和分离器将充满与运行时重量相等的燃料。在停磨煤机前，先投入相对应的油枪，确保在磨煤机吹空前燃料的着火。磨煤机可以吹空，也可以留下部分煤，在停止程序开始，将磨煤机煤位设定在最低值，然后停两台给煤机，并关闭两台给煤机的出口挡板，停止向磨煤机给煤。为可减小停磨过程中的细粉着火机会，关闭热风门，只使用调温风（冷风）。在一次风挡板开度不变的情况下，继续磨煤10min，这样将使磨煤机中的燃料迅速吹空。这时应将相应燃烧器的垂直二次风挡板（F挡板）关到最小开度，用调温风继续吹空磨煤机，用辅助风吹扫风粉管道及燃烧器。15min之后停磨煤机电动机。停磨后，紧接着关闭六个燃烧器的挡板，关闭一次风快关挡板及一次风控制挡板。最后关闭密封空气挡板，停止润滑油和驱动油系统的工作。以上程序指的是停磨时吹空磨煤机。如果磨煤机需停运较短时间，则不需要将磨中的煤全部吹空，但是可将筒体内煤位降低到适宜的位置，使之在停磨后燃料不会覆盖钢球。这样停磨程序就有所不同，在停止给煤机后，开始磨煤机部分清空，直到煤位指示到零，大约2～3min，然后继续吹空5～6min，使煤位低于钢球顶部，然后再停磨煤机电动机。四、磨煤机组联锁保护1、磨煤机跳闸保护出现下列情况之一时，磨煤机跳闸（磨煤机跳闸控制逻辑图如图4.28所示）：(1)所有摆角阀关闭和磨煤机已有启动指令；(2)磨煤机正常运行时，得到停止指令（延时20秒）；①磨煤机已跳闸;②锅炉已跳闸；③一次风启动流量中断；④一次风档板关；⑤磨煤机组紧急跳闸；⑥运行人员手动停；⑦给煤机启动故障。(3)磨煤机润滑油压力低（小于0.21MPa），延时20秒。(4)磨煤机润滑油泵停，延时20秒。(5)磨煤机马达任一轴承温度高，延时20秒。图4.28磨煤机跳闸控制逻辑2、给煤机跳闸保护出现下列情况之一时，给煤机跳闸：（给煤机跳闸逻辑如图4.30所示）（1）给煤机出口煤闸关。（2）给煤机入口检测不到煤或给煤机入口煤闸门没有开。（3）给煤机就地控制盘中微处理器跳闸信号K1，由下列条件之一激励：①失去转速反馈信号；②给煤机出口堵塞；③给煤机的马达启动故障；④转速偏差太大；⑤当给煤机处于就地控制或校验状态下皮带上有煤；（4）磨煤机跳闸；图4.30给煤机跳闸控制逻辑3、磨煤机CO检测和报警近期建设的600MW机组不少都配备了磨煤机CO检测及报警装置，实现制粉系统的防暴安全监控，这为制粉系统的安全运行提供了保障。如厦门华电环保公司提供的FGAS—04型CO连续监视系统，其工作原理和应用如下。FGAS—04的监测原理为：通过采样泵把磨煤机中的样气抽出，然后经过冷凝、过滤、调压合稳流，最后进入气体分析（非色散红外吸收法）进行分析。每套CO监测系统配套两套取样探头，一套探头工作，另一套进行仪表空气吹扫后待命，一定时候两套探头工作状态自动切换，保证能连续抽样进行气体分析。系统能输出CO浓度为4~20mADC信号，同时可设置两个报警点，每个报警点有两组无源开关量输出（触点容量220VAC，5A）。对于中速磨，两只探头是交替监视同一点，保证连续输出CO信号。系统中的分析仪采用非分散红外吸收（NDIR）测量原理，即基于多原子化合物气体在红外光谱区对辐射的吸收。由红外光源发射的红外光经切光轮调制成一定频率的光束，通过气室进入接收器。接收器是一种充气的微音薄膜电容器，它能吸收特定波长的红外光而造成压力差，使电容器薄膜产生位移而产生电信号输出。每套CO监测系统有两个报警点，每个报警点的两组无源开关量输出都可以送到磨煤机控制系统参与系统报警或保护。第六节油枪控制点火前吹扫完成后，炉膛具备了点火条件，此时应将MFT复位，并建立一个锅炉点火限时计时器，当在限定的时间内不能建立火焰，FSSS系统应立即MFT，闭锁点火燃料，禁止继续点火，并重新吹扫炉膛内点火未成功的可燃物，然后FSSS立即开始对燃油系统进行条件扫描和控制，这是FSSS功能完成的第二阶段，这个阶段的监控包括锅炉点火许可及油燃烧器的投入及状态监视等。油燃烧器管理完成油燃烧器的投入、停运、跳闸、监视等多项功能，操作人员可通过键盘或CRT画面输入燃烧器的启动停止指令。与油燃烧器配套的就地设备包括油枪、点火枪、油阀、雾化阀、吹扫阀及就地柜，上述设备可统称为油燃烧器；油燃烧器有遥控和就地两种操作方式，由位于就地柜的开关位置决定，当该开关置于就地位时，油燃烧器只能在就地操作，集控室操作无效，当就地柜的开关置于遥控位时，只有遥控的操作有效，就地操作无效。手动方式指操作员手动控制各设备的开/关，进/退。单控方式指对应的油燃烧器中的各个设备（包括油枪、点火枪、油阀、雾化阀、吹扫阀）按照一定的顺序投入/切除，操作员只需发出启动/停止指令即可。在油枪可投入运行之前，FSSS控制系统应检查下列许可条件：①主燃料跳闸复位。②OFT复位。③火焰检测器系统正常（电源、冷却风压）。④油母管跳闸阀打开。⑤油温大于设定值。⑥炉膛风量适当或至少有一层煤粉燃烧器投运。⑦供油压力不低。⑧FSSS电源正常。⑨仪用空气压力不低。⑩燃油泄漏试验完成。一、A组油枪控制前后墙燃烧B&W锅炉每支燃烧器都配有一支点火器（包括油枪和高能点火器），与一台磨煤机组有关的点火器分为前后墙对应于两个燃烧器组的两个点火器组。点火器必须以组的单位进行启停，如每组点火器有8支点火器，则该组4支点火器必须同步进行。启动点火器组的命令将产生以下程序；(1)插入所有的油枪；(2)插入所有的高能点火器；(3)油枪插入到位后，打开雾化介质阀向油枪共给雾化介质；(4)雾化截介质阀打开到位后，打开吹扫阀，吹扫油枪；(5)吹扫阀到位后，高能点火器通电打火；(6)吹扫预定时间（如10~20秒）后关吹扫阀，开油枪油阀；(7)延时（如15秒）后，将高能点火器断电并缩回。在程序执行终了一定时间（如15秒）后，8支油枪只要任一支油枪未检测到火焰，则为点火失败。这时，关闭4支油枪的油阀，并将8支油枪退出炉膛外。启动点火器组的程序按照上述7个步骤顺序进行，8支油枪同步动作，程序每执行一步，需等其反馈信号（8支油枪插入位置信号、雾化介质阀开信号、8支吹扫阀开关信号、8支油阀开关信号）确认后，方可执行下一步程序，否则等待（报警）或点火失败。停运点火器组的命令产生以下程序：(1)插入高能点火器并通电；(2)关闭油枪油阀；(3)打开吹扫阀，出扫油枪（定时，如1分钟）；(4)关闭吹扫阀；(5)关闭雾化介质阀；(6)将高能点火器断电并缩回；(7)缩回油枪。1、A组油枪启动以W型锅炉为例，每组有六支油枪，每三只一组布置炉膛对角。当接到上一级功能组来的启动A组油枪命令后，为了维护炉膛内温度场相对均匀，避免过大的热偏差，燃烧器要成对角成对点燃，如A组六支油枪的点燃顺序为A1～A4～A2～A5～A3～A6。启动程序如图4.31。图4.31A组油枪顺序控制逻辑首先打开燃油截止阀，使油流量由燃油调节阀来自动控制。打开燃油回流阀后，即可发出点第一支油枪的命令，此命令送到油枪A1功能组，启动油枪A1功能组运行点油枪A1子程序，并延时等待15秒。油枪A1点燃后发命令启动油枪A4功能组，同样也等待15秒，直到依次将六支油枪全部点燃。2、A组油枪停止油枪A功能子组停止程序见图4.31。接上一级功能组来的停止A组油枪的命令后，首先将燃油调节阀投自动，并打开油回流阀，然后按炉膛对角成对停止油枪，相继给各个油枪子组发停止命令，停止的顺序为A1～A4～A2～A5～A3～A6。待油枪的火焰检测无火后，切断燃油截止塔及调节阀，关闭回流阀。二、单只油枪控制油燃烧器控制方式分为中央单角、对角控制，就地单角控制。当单角控制方式时，可通过软手操对所选定的油角进行启、停控制；当前后控制方式时，可通过软手操对5、4角和6、3角和7、2角和8、1角进行启、停控制。在油枪可投入运行之前，FSSS控制系统检查许可条件，当条件满足后，在CRT操作站上显示“允许点火”信号，且当各个油枪的点火条件满足后，油枪可以投入运行。在运行人员通过CRT操作站启动一个指定的燃烧器组进行点火时，系统能根据时间顺序，开启快关阀。如果在设定时间内某油枪未被证实点燃，并关闭其对应的快关阀，并发出“点火失败”的报警。在维持吹扫风量的前提下，允许再进行下一次点火，但至少相隔一分钟以上。禁止在没有查明或纠正点火失败的原因之前就试图重复点火操作。许可条件丧失或在指定的时间内不能完成运行程序，则中断此程序。运行人员能通过操作CRT操作站中断运行程序，停止运行程序的过程能监视并被证实。任何一个阀门不能关闭的情况下，产生一个“断有不成功”的报警。在油枪就地操作箱上的就地点火操作受系统逻辑和许可条件的约束，油枪跳闸信号闭锁所有就地操作，并切断燃料。油角启动过程中控制对象是：油枪进退，高能点火枪进、打火，燃油快关阀的开关，吹扫阀的开关，油燃烧器辅助风门挡板的开、关。1、单只油枪功能组启动允许条件以W型锅炉为例，A组油枪共有A1～A6六支，每支油枪的投入与退出程序是相同的。这里只以油枪A1为例说明。油枪A1投入时，应具备许多条件，其中有些条件是需要人去检查的。只有一部分引入了启动程序中。如图4.32所示。在程序中必须具备下面的所有条件才能运行油枪A1的程序：图4.32单只油枪启动允许逻辑（1）油枪A1的点火阀在关闭状态，且火焰检测信号证明无火，或点火阀同时火检有火；（2）火焰检测器冷却风压正常；（3）油枪配对成功；（4）点火允许；（5）同时有上一级功能组油枪A或就地来的启动命令。2、单只油枪启动如图4.33所示，首先第一步打开了油枪的助燃风挡板（C挡板），相对应的F挡板关到最低位，然后将点火装置和油枪推进炉膛,开始打火,使油枪点燃.一般在两种情况下可能启动油枪，一种就是锅炉启动时点火，另一种是磨煤机停止前，为了排空磨煤机中存煤需要点油枪助燃。图4.33单只油枪顺序控制逻辑3、单只油枪功能组停止操作条件在正常的情况下，当有上一级功能组来的停止油枪命令或有就地来的命令时，油枪A1功能组即运行停止程序。另外当有下列情况之一出现时，将联锁停止油枪A1。如图4.34：（1）主燃料跳闸（MFT）（2）点火燃料跳闸（IFT）（3）启动油枪A1的停止程序时，若下面的信号之一存在，则说明启动油枪A1停止程序失败，立刻运行停油枪程序，退回到安全状态，待检修后重新启动：①点火器保持配对失败；②点火阀未打开；③油枪不能保持完成推进。（4）点火阀处开状态，但火焰检测器测不到火焰5秒以上，即丧失火焰5秒以上。（5）点火器工作后，10秒内点火阀没有到达全开位置。（6）点火阀打开的状态下，油枪助燃风挡板（C挡板）不在全开位置5秒以上。图4.34单只油枪联锁停止逻辑4、单只油枪停止油枪A1停止程序见图4.33。每支点火油枪由运行人员停运或自动逻辑停运时，要求对油枪油管进行吹扫，且吹出去的剩油要在炉内点燃。油枪停止的第一步，就是关闭油阀，切断燃料供应，然后将油枪保持在推进位置，将点火装置推进炉膛，然后点火装置打火变压器加电，并打开吹扫阀，持续吹扫60秒。然后关闭吹扫阀和雾化阀，退出点火装置和油枪。直到“吹扫完成”信号产生，程序结束。油枪吹扫条件为：①燃烧器逻辑不处于燃烧器点火方式。②油枪进到位。③燃烧器油阀关闭。④“允许点火”信号。⑤无MFT条件存在。⑥吹扫介质压力不低；当油枪吹扫条件满足时，吹扫指令将按下列顺序启动油枪吹扫：①启动高能点火器。②开吹扫阀。③吹扫5分钟。④证实高能点火器投运后一定时间内，吹扫阀未打开，则停止吹扫。只有上述所有油枪吹扫条件满足，油枪吹扫5分钟，一旦油枪吹扫过程中断或启动失败，则给出“油枪吹扫闭锁”报警信号，并指明哪个油枪吹扫被闭锁。当下列任一条件出现时闭锁油枪吹扫：①油枪吹扫期间，吹扫介质丧失。②MFT动作。③油枪进不到位。三、油枪的监控1、A组油枪的监控油点火允许，油组任一停止程序未运行，油组2支以上油枪投运成功，就可启动该油组的程控程序。如果有四支以上油枪投运成功，说明该油组已启动成功。程序以15秒为间隔，依次启动单只油燃烧器。如某一只油燃烧器已投运，则会直接进入下一步。期间如油点火允许一旦丧失，则自动停止该程序。停止程序也是以15秒为间隔停止单只油燃烧器。如发生OFT，则自动中止该程序。如图4.35所示：图4.35A组油枪监视逻辑2、单只油枪的监控手动操作打开油阀或程控打开油阀后，只要点火枪进到位，即点火枪无故障情况下，点火器开始打火。打火时间最长为25秒，打火时间一到，油枪仍然没有点燃，则应停止程序，待条件都准备好后，再重新打火；当点火期间火检在5秒内能够检到该油枪有火，说明该油枪投运成功。点火期间如果点火允许一旦丧失，则自动停止该程序。见图4.36：在无油燃料跳闸的前提下，油燃烧器的程控程序未运行，油燃烧器已投运，即油枪无故障时，就可启动该油燃烧器的程控停止程序。图4.36单只油枪监视逻辑吹扫条件是否全部满足？锅炉吹扫完成（锅炉跳闸复位）风量>25%总风量，时间5min吹扫请求吹扫允许条件满足吹扫正在进行吹扫完成等待建立吹扫条件YN