浅析600Mw机组FSSS系统常见问题及改进

王磊

通辽发电总厂 028011

摘要：随着现代工业的飞速发展，国民经济的迅猛发展使得电力的需求与能源供应之间的矛盾日益凸现，火电机组的单机容量不断增大，600MW机组已逐渐成为新建电厂的主力机组。大容量、高参数机组安全运行的重要性也日益提高，先进的机组保护系统和装置得到了广泛采用。因此本文就600MW机组FSSS系统的常见问题及解决对策进行了阐述。

关键词：600Mw；FSSS系统；问题；改进

炉膛安全监控系统是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监控系统，它能在锅炉正常工作和起停等各种运行方式下，连续密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断的进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过种种连锁装置，使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序，完成必要的操作或处理未遂性事故，以保证锅炉燃烧系统的安全。采用FSSS系统不仅能自动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，并能及时执行手操来不及的快动作，如紧急切断和跳闸等。

1 FSSS系统及功能概述

FSSS系统即炉膛安全监控系统。FSSS系统使锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启（投）、停（切），并能在危急工况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料（包括点火燃料），防止爆燃、爆炸等破坏性事故发生，以保证炉膛安全的保护和控制系统。包括炉膛安全系统和燃烧器控制系统。FSSS系统功能一般分为两个部分，即燃烧器控制系统BCS和燃料安全系统FSS。燃烧器控制系统的功能是对锅炉燃烧系统设备进行监视和控制，保证点火器，油枪和磨煤机组系统的安全启动、停止和运行。燃料安全系统的功能是在锅炉点火前和跳闸停炉后对炉膛进行吹扫，防止可燃物在炉膛堆积。在检测到危及设备、人身安全的运行工况时，启动主燃料跳闸（MFT），迅速切断燃料，紧急停炉。

2FSSS系统的主要逻辑构成

2.1炉膛吹扫

炉膛吹扫是指让空气流过炉膛及烟道，以便有效地清除炉膛及烟道内积聚的可燃物，防止炉膛爆炸。下述条件具备时，自动开始炉膛吹扫：（1）所有煤粉分离器出口挡板已关；（2）压缩空气压力不低（开关量信号：3取2，定值0.3MPa）；（3）所有燃烧器火检无火；（4）任1台送风机在运行；（5）任1台引风机在运行；（6）炉膛压力不低（开关量信号：3取2，定值：-2.5KPa）；（7）炉膛压力不高（开关量信号：3取2，定值：2.5KPa）；（8）手动MFT按钮未动作；（9）回油阀已关；（10）主油阀已关；（11）所有油角阀已关；（12）无磨煤机运行；（13）无一次风机运行；（14）总风量合适（大于25%BMCR）。

2.2油泄漏试验

油泄漏试验的主要作用是检验整个炉前油系统中的燃油母管是否泄漏以及进出口关断阀和各油角阀的严密性，以保证油系统的正常运行。油泄漏试验按以下顺序进行：

第1步：在试验启动许可条件下打开油泄漏试验阀向油管路缓慢注油，注油60s后关闭油泄漏试验阀，监视油压的下降速度，180s后试验前后油压差<0.05MPa即试验一次成功。本项试验目的是确保油母管带压时无泄漏；

第2步：第1步试验成功后，则自动打开回油关断阀，卸掉大部分油，10s后关回油关断阀，监视试验阀后油压（此时应>0.1MPa），若300s后试验前后油压差<0.05MPa则试验成功。本项试验目的是确保燃油主关断阀在关位时无泄漏。

2.3 锅炉主燃料跳闸（MFT）逻辑

下述任一条件发生，锅炉MFT动作：（1）空预器全停（延时180s）；（2）2台送风机均停；（3）2台引风机均停；（4）手动MFT动作；（5）炉膛压力高2值（开关量信号：3取2，定值2.5KPa）；（6）炉膛压力低2值（开关量信号：3取2，定值-2.5KPa）；（7）火检冷却风压低（开关量信号：3取2，定值3.23KPa）；（8）总风量<20%BMCR；（9）机组负荷>90MW时发电机跳闸；（10）机组负荷>90MW时汽轮机跳闸；（11）全炉膛灭火；（12）给水流量低低延时15s（MCS模拟量信号：3取2，定值583.5t/h）；（13）全燃料丧失。

MFT动作后，控制系统发出以下指令：（1）跳所有磨煤机；（2）跳所有一次风机；（3）关过热器减温水总门；（4）关再热器减温水总门；（5）关主给水旁路调节阀；（6）去ETS跳汽轮机；（7）跳A，B给水泵汽机；（8）关燃油进油阀；（9）关所有燃油角阀；（10）关燃油回油阀；（11）关所有磨煤机冷、热风门、混合风门、负荷风门、煤粉关断门；（12）负荷>90MW时跳电泵。MFT动作后，继电器硬回路同时去跳以上第1，2，6，7，8，10条，以增强MFT动作的可靠性。

2.4 油燃烧器程控启/停逻辑

油燃烧器的相关控制逻辑如下：

下述条件具备，允许自动启动油燃烧器：（1）无MFT、OFT；（2）主进油阀已开，油泄漏试验阀已关；（3）油燃烧器无故障；（4）煤粉燃烧器无故障或该油火检有火；（5）油温高于一定值；（6）无油燃烧器在启动；（7）该排煤粉燃烧器在着火或该油火检无火；（8）该油角阀已关。以上条件1～4为绝对允许条件，在启动前后都必须满足。

下述条件具备，允许自动停止油燃烧器：（1）无MFT、OFT；（2）主进油阀已开，油泄漏试验阀已关；（3）任一火检有火（油或煤）。

下述任一条件发生，强制停止油燃烧器：（1）该油燃烧器点火失败（油角阀已开30s后未检到火）；（2）该油燃烧器点火过程中故障；（3）在程控停允许条件1，2满足情况下就地停止按钮按下。

3Fsss系统常见问题及改进

3.1主燃料跳闸主保护条件的增补

FSSS系統的核心即主燃料跳闸（MFT）主保护主要是监视燃料及炉膛燃烧情况并产生跳闸信号来切断油燃料或整个锅炉的燃料，进而保护整个机组。至于切断哪个燃料需要看具体哪个条件超过了定值。跳闸后会给出首次跳闸原因指示，这样操作员就可以进行正确的判断并采取必要的补救措施。由于有很多MFT条件都可能造成设备及人身的严重伤害，当其中任何一个条件成立时，FSSS逻辑就会跳闸MFT继电器，立即停掉所有的燃烧器及制粉设备，在该MFT条件消失且锅炉吹扫结束后MFT跳闸才允许结束。

3.2临界火焰MFT逻辑完善

临界火焰是蒸发量1000t/h及以上锅炉“基于单个燃烧器的火焰监视和灭火保护”FSSS系统的重要监视逻辑之一，是对燃烧器火焰着火区进行“点监视”的火检系统中才存在的特有逻辑条件。出现了临界火焰时，如果不产生MFT则会在炉膛中形成可燃性混合物的积累，进而引起炉膛爆燃事故的发生。因此，在大多数情况下，在有锅炉灭火后期的“全炉膛灭火”保护以及全炉膛灭火以后的“炉压高低MFT”保护的前提下，为保锅炉的运行而放弃了临界火焰丧失MFT保护。在兼顾运行和安全的前提下，经过实际运行经验，设计了以下临界火焰丧失MFT保护回路：燃烧器投运的判断条件为煤粉挡板已开（或油角阀已开）且对应火检有火。当煤粉挡板未开（或油角阀未开）或对应火检无火，则此燃烧器退出。逻