锅炉安全保护系统的设计及应用分析

　　[摘要] 锅炉的安全保护系统是锅炉运行中不可或缺的监控系统，是锅炉系统自动化运行的重要保障系统。此保护系统出了对锅炉正常运行进行控制外，最主要的是在锅炉运行异常的时候对工况进行监控、记录、并在正确的时间进行停车。
　　[关键词] 安全保护；系统构成；系统功能；系统控制逻辑
　　
　　一、锅炉安全保护系统概述
　　锅炉安全保护系统主要是以锅炉炉膛安全监视系统和燃油管理系统构成，炉膛安全监控系统是锅炉监视和保护系统，是对锅炉本身在不同的工况进行不间断的监视，并进行逻辑判断，通过保护系统的辅助设施保证锅炉的安全运行。炉膛安全监控作为锅炉安全保护系统的核心系统，是实现对锅炉启动、燃烧过程、运行状态、安全保护等保护措施的重要基础，监控系统可以在锅炉启停、运行的情况下，连续获得锅炉的运行参数，并形成完整的运行情况，然后通过联锁装置对整个运行辅助系统进行控制，利用合理的操作和处理来控制事故苗头，以此保护锅炉的安全。燃料管理体系具有管理燃烧器顺序、油层顺序管理、燃油系统保护、燃油系统防泄漏等功能，系统在提供必要的燃烧支持的同时也具有事故保护功能，也是实现自动化控制的重要基础，可以减轻作业人员的工作，提高安全性。
　　二、安全保护系统的构成和基本结构
　　锅炉安全保护系统重要的电子系统构成有：逻辑（PLC）模块、工业计算机、模拟信号采集系统、炉膛信号采集系统、系统电源等构成。在锅炉安全保护系统炉膛安全监控系统需要接收8-6路4-20mA模拟信号和18路的开关信息，此处理量还可以进行增加，系统利用多画面的现实功能，实现对监控情况的直观反映，火焰监视和压力监视、炉膛吹扫这三个画面。当出现异常跳闸的时候，将可以自动跳出故障的所在位置的监控画面，并显示跳闸时刻的各个参数，同时储存相关参数，以备查询，直至出现再一次的MFT；在 火焰监控的画面中操作人员可以获取压力开关的动作情况和保护开关的状态，在监控压力的界面上可以实时了解火焰报警的情况以及保护开关的投切情况；在吹扫监控的界面上，显示的是吹扫条件的状态，并随之对吹扫的效果进行评价。系统中如果出现越限报警的时候，信号经继电器的接点的形式进行输出，而跳闸的信号则是独立驱动跳闸的继电器，并将三路的继电器的接点按照三相取二的方式进行输出，而提高了装置可靠性。
　　三、锅炉安全保护系统的主要功能
　　1.主燃料MFT
　　系统在锅炉运行的过程中，检测到危机锅炉运行安全的情况时就会选择进行跳闸，即停炉来保证锅炉的安全。也就是主燃料跳闸，如：炉膛压力超标、炉膛压力过低、送风中断、引凤中断、燃料中断、锅炉水位异常、手动MFT跳闸等。
　　2.控制吹扫
　　因故障停车后或者点炉前都应当对炉膛进行清理，吹扫炉膛和烟道的残余的燃料和空气混合物，异常防止点火爆燃。吹扫的条件是：炉膛无火、送风正常、引凤正常、水位正常、燃料全部清除，即给粉、排粉、供油全部失去；MFT处在复位的位置；风量应保证一定的条件。
　　3.异常报警
　　当遇到异常时将发出警报，如：燃烧不稳、炉膛压力超标、系统接点出现故障等情况。
　　4.其他功能
　　另外系还具备了其他的辅助功能，包括：跳闸记忆功能；手动/自动吹扫功能；限时点火功能；事故动作参数和原因的记录；模拟量故障的追索功能；双机保护；保护性分投；打印报表功能等。
　　四、锅炉安全保护的逻辑控制
　　1.对压力的检测逻辑控制，对炉膛压力设有多个检测点，高低各自三个，炉膛压力过高或者压力过低都会采用三取二的逻辑进行取舍，炉膛压力异常就是之超过过高或者过低的逻辑。当系统判断炉膛压力异常时就会发出MFT信号，进行跳闸。
　　2.对燃油逻辑的控制：在给料端系统设置了对该检测点，排料端也设计了两个检测点，给料异常的逻辑是所有的检测点出现“于”逻辑，排料侧的逻辑也是出现“与”的情况；燃料供给异常的逻辑为给粉异常逻辑和排粉的异常逻辑出现“或”的时候。如果系统判断供料异常则就会发出系统MFT信号。
　　3.火焰异常检测逻辑，火焰检测每层设计有四个检测点，层熄灭采用的四取三逻辑条件，炉膛熄火采用的n层熄火“与”逻辑。符合炉膛熄火的逻辑就会使得系统给出MFT信号，控制系统动作。
　　4.送风、引凤、水位检测的逻辑，在系统运行中，如两台送风机同时失去、运行两台引风机同时失效、两个水位信号采集同时异常，系统就会发出MFT信号，系统跳闸。
　　5.炉膛吹扫逻辑，炉膛吹扫的目的就是清理整个系统中的残余混合物，降低点火的危险。所以在点火前或者出现故障跳闸、正常停车后必须对吹扫系统发出清理的指令，进行吹扫。
　　五、结语
　　随着电子技术的发展，锅炉安全系统已经可以利用各种电器元件的合理配合和控制逻辑的限定，形成一个完整的控制系统，全面监控异常并作出正确的指令，提高锅炉的运行安全，并且利用数据记录系统为检修和维护提供了必要的基础数据。
　　参考文献
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　　[3] 王孔平.谈保障锅炉、压力容器安全运行的技术操作[J].科技风，2010（3）