锅炉炉膛安全监控系统及其应用

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1、2007年全国发电厂热工自动化专业会议论文集锅炉炉膛安全监控系统及其应用梁　远（北京京能热电股份有限公司100041）摘要：锅炉炉膛安全监控系统，是大型火电机组必备的一种安全监视保护系统。本文结合京能热电锅炉炉膛安全监控系统的应用及实际案例，对如何提高其可靠性进行探讨，提出建议。关键词：锅炉炉膛安全监控系统；功能；组成；可靠性；措施1　引言锅炉炉膛安全监控系统，是大型火电机组必备的一种安全监视保护系统。在锅炉启动、停止及正常运行时，连续监视燃烧系统的有关参数和设备运行状态，进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种联锁装置，使燃烧设备的相关部件严格按

2、照既定的合理程序完成必要操作，或处理未遂性事故，以保证操作人员及锅炉设备的安全。1.1　锅炉炉膛安全监控系统的定义《DL/T701-1999火力发电厂热工自动化术语》中，定义如下：炉膛安全监控系统furnacesafetyguardsupervisorysystem(FSSS)——当锅炉炉膛燃烧熄火时，保护炉膛不爆炸(外爆或内爆)而采取监视和控制措施的自动系统。包炉膛安全系统furnacesaftysystem(FSS)和燃烧器控制系统burnercontrolsystem(BCS)。1.2　基本功能美国国家防火协会（NationalFireProtect

3、ionAssoiation）制定的锅炉炉膛防爆法则是设计炉膛安全监控系统的主要依据。随控制对象（如锅炉结构，燃烧器布置、制粉系统、油系统、点火器及运行方式，火焰检测器安装位置等）不同，各炉膛安全监控系统的功能和控制范围都有所不同。但常见的大型机组炉膛安全监控系统（以下简称FSSS）一般基本功能如表1：表1　基本功能序号功能1炉膛吹扫控制2点火油系统和油层启停控制3制粉系统和煤层启停控制4炉膛火焰检测5相关辅机的启停、联锁6主燃料跳闸（MFT）及首次跳闸原因记忆7机组运行监视、自动报警3112007年全国发电厂热工自动化专业会议论文集1.3系统组成以往国内运

4、行的FSSS类型较多，有PLC型，单板机型，DCS型等。随着“4C（通信、计算机、控制、CRT图形显示）技术”的发展，分散控制系统（DCS）得到迅猛发展，不但绝大多数新建机组的FSSS由DCS实现，随着机组的DCS改造，越来越多老机组的FSSS也纳入DCS进行综合控制。但无论由何种具体设备实现，一个完整的炉膛安全监控系统组成如表2：表2炉膛安全监控系统组成序号组成功能1运行人员控制盘用于监视现场、发出操作指令。纳如DCS系统则由操作员站替代2驱动器执行机构，将燃料、空气送入炉膛3敏感元件火焰、炉压、风量等检测元件4FSSS系统的“心脏”——逻辑系统根据运行

5、人员操作指令和现场工况，按照既定逻辑发出启、停有关设备的指令，并给出相应逻辑帮助、提示及报警2京能热电4台机组的锅炉炉膛安全监控系统2.1概述京能热电#1—#3机组的FSSS系统，曾经为阿继产的（仿美国CE公司）MHB型简易灭火保护装置。#4机组曾经由美国贝利公司的INFI—90分散控制系统实现（BMS系统）。随着近些年各机组的DCS改造，实现了DCS综合控制。目前京能热电#1—#3机组的炉膛安全监控功能，全都溶入DCS系统——和其他子功能系统（如DEH、MCS、SCS、DAS等）一样，均作为智能节点（过程控制单元），挂在控制网上，并配有多个冗余的操作员站

6、、工程师站（EWS），用通讯网络将其相联。目前#1、#3、#4机组的FSSS系统由日立的H5000DCS系统实现，#2机组的FSSS系统由和利时的MACSIIDCS系统实现。硬软件不同，功能相同。2.2FSSS系统配置以#2机组为例，参见图1。图1京能热电#2机组DCS配置图2.2.1MACSⅡ系统的三层网络结构见表33112007年全国发电厂热工自动化专业会议论文集表3　MACSⅡ系统的三层网络结构序号网络功能1控制网络（C-NET）在现场控制站内，由ProfiBus-DP构成，用来与现场控制站主控单元和过程I/O单元通信，完成实时输入/输出数据传送服务

7、的专用网络2系统网络（S-NET）由100M以太网构成，用于系统服务器与现场控制站、通信站等的连接。完成现场控制站、通信站的数据下装，服务器与现场控制站、通信站等之间的实时数据通讯3监控网络（M-NET）由100M以太网构成，用于系统服务器与工程师站、操作员站等的连接。完成工程师站的数据下装，操作员站等的在线数据通讯2.2.2系统控制站（主控制器）的功能分配按控制功能进行分站。现场控制站13套，FSSS使用14、20、21站。14站控制器完成FSS相关逻辑控制；20站控制器完成BCS相关逻辑控制之下层油枪，#1、#2制粉系统等相关逻辑控制；21站控制器完成

8、BCS相关逻辑控制之上层油枪，#3、#4、#5制粉系统等相关逻辑控