锅炉MFT 硬继电器回路可靠性分析与改造

◎周冬梅

锅炉MFT 硬继电器回路可靠性分析与改造

◎周冬梅

本文分析总结了大唐宝鸡热电厂一期2×330MW机组MFT保护回路设计存在问题，提出并落实了技术改造方案，解决了存在问题，提高了控制回路的可靠性。

锅炉MFT保护是炉膛安全监控系统（FSSS）的核心，为了防止炉膛发生爆燃， 紧急情况下MFT发出跳闸指令，快速动作相应的跳闸对象，以起到快速切断所有进入炉膛燃料的作用。

大唐宝鸡热电厂一期2×330MW机组分散控制系统（DCS）采用杭州和利时提供的MACSV系统，为了保证MFT跳闸回路的可靠性，采用软逻辑和硬继电器两套回路并行的设计原则，软回路由DCS逻辑实现，硬继电器回路通过两个MFT跳闸继电器接点驱动相应的跳闸对象实现。这两套MFT回路设计成软硬件互相冗余，其中一个失效时，另一个可以及时地安全地停止机组运行。作为炉膛安全保护系统，出于安全的考虑，这两套回路的电源等级是不一样的，软逻辑是交流220V即DCS系统电源 ，而硬继电器回路使用的是直流110V，由于两路电源都可以实现无扰切换，因此具有很高的可靠性。

MFT硬继电器电源回路分析

按照一期工程FSSS系统功能的设计思想，原硬继电器回路的热工电源部分设计为两路同时供电的110V直流系统，两路电源分别取自本机组锅炉PC A段﹑PC B段的直流110V分屏柜，输出之间采用二极管隔离供给跳闸继电器。这两段公用母线各自带一些直流负载并安装有直流系统接地检测装置，相互之间独立而没有联系，但输出通过二极管相连使得两段电源之间间接联系，在机组调试投运后发现存在问题，两路电源虽然可以实现完全备用，一路失去对系统动作没有任何影响，但两路电源同时投入时，电气直流检测装置就会检测到直流接地报警故障，导致装置长期报警，失去应有的监测功能。原理图如下图所示。

改造前 MFT硬继电器电源回路原理图

为了消除该问题，2013年9月，我们对#1机组电源回路进行了改造，拆除了隔离的二极管，增加了一个 OFT继电器，并在各继电器电源开关后面安装一电源监视继电器，继电器接点送FSSS逻辑进行监视并报警。两路电源各自控制一个MFT和OFT硬继电器，并不影响系统的正确动作，却使电源系统更具独立性，安全性﹑可靠性更高。如下图所示。

改造后 MFT硬继电器电源回路原理图

MFT硬继电器控制回路分析

改造前，两个MFT硬继电器并接在电源回路中，因此紧急手动按钮（2个）各共用一对接点即可。要符合电源回路彻底分开而无牵连的改造要求，我们在原紧急手动按钮上各增加了一对接点，用于MFT2继电器回路的控制，达到了改造目的。

改造前，DCS输出两个MFT跳闸指令（DO卡件输出）分别控制两个MFT硬继电器，存在当此DO卡件通道故障﹑DO输出继电器故障或一根电缆故障会引起保护误动或拒动，按照热控DCS的设计要求，重要保护I/O信号一般要求采用三取二方法，并将三个信号分别引入不同的I/O卡件。因此改造时我们增加了一个跳闸指令，在两个硬继电器回路分别进行三取二。采用三个信号，可保证一个信号故障不影响保护系统正常动作，这样就保证了MFT保护动作的可靠性，有效地防止误动和拒动。

改造前 MFT1硬继电器控制回路

改造后 MFT1硬继电器控制回路

下面，我们对MFT保护回路的功能进行全面分析：

当MFT动作条件出现时，FSSS逻辑经过运算后发出跳闸指令。一方面，软逻辑对发出的指令信号进行扩展（并接），通过DO卡件输出相应的信号至各个DROP，通过逻辑停掉相关的设备；同时输出三个跳闸指令，其DO继电器接点进行三取二控制继电器动作。MFT继电器采用双线圈，带电动作带电复位，因此MFT信号动作后复归时也必须有指令发出，在改造中我们增加了一个复位指令DO用于控制MFT2的复位，使两个跳闸回路彻底分开，它比单线圈继电器更可靠。该继电器接点共有16个常开和16个常闭接点，用于对指令信号的扩展。任意一个MFT继电器动作锅炉跳闸，因此两个继电器接点采用常开接点并联﹑常闭接点串联的方法，根据不同设备通过硬接线送至相应的电气跳闸回路中来停掉它们。

操作台上安装有两个手动MFT按钮，每个按钮三对触点，其中1对接点2个按钮串联后，通过DI进入FSSS跳闸逻辑去MFT，另两对接点也以相同的接法分别串入MFT继电器回路，通过MFT继电器实现跳闸。见上图。这样，按下任一按钮，跳闸回路不会动作，可有效防止人员误碰误按造成保护误动。

正常情况下，MFT动作由DCS逻辑判断产生MFT动作条件，通过软硬回路实现MFT功能（软硬两套回路冗余）；紧急情况或DCS系统失电或DCS系统瘫痪的情况下，由操作员操作双跳闸按扭产生MFT及时停止主要辅机的运转（双继电器双电源回路冗余）；MFT继电器还具有手动跳闸的功能，在上述两种情况失效的极端情况下，操作员也可通过手动扳动继电器把手至跳闸位实现跳闸功能。

燃油跳闸阀控制回路分析

燃油跳闸阀保护设计的思路是确保燃油系统发生MFT﹑OFT保护﹑油泄漏试验失败时确保切断燃油，保护锅炉的运行安全。

燃油跳闸阀电磁阀控制回路电源采用220V AC，两位气动阀，失电失气关闭型。正常运行中FSSS逻辑通过运算使开阀指令接通或断开控制阀打开或关闭。为了防止机组出现紧急情况或DCS失去控制，机组运行且锅炉没断油的情况下，有可能无法通过手动MFT迅速切断进入炉膛的油燃料。特设计硬接线控制回路，在回路中串入两个MFT继电器接点—常闭信号﹑并入两个OFT继电器接点—常闭信号，正常运行中FSSS逻辑发出开阀指令，燃油跳闸阀电磁阀带电使该阀打开。当发生MFT时，任一MFT继电器动作，常闭信号断开，硬接线回路动作电磁阀失电使该阀关闭。当发生OFT时（单线圈继电器，正常运行中常带电，失电动作），两个OFT继电器均动作，常闭信号断开，硬接线回路动作电磁阀失电使该阀关闭。

当机组MFT后，炉膛要进行吹扫和油泄漏试验，吹扫和泄漏试验完成后复归MFT信号，为下一次点炉做好准备。但由于MFT后燃油跳闸阀的硬跳回路由于失电而使该阀关闭，而无法进行油泄漏试验，为此，设计采用油泄漏进行信号作旁路功能，这样，既保留了硬跳回路的作用，又不影响泄漏试验的进行。控制回路如下图所示。

另外，考虑到锅炉停炉后，进﹑回油阀均会因MFT而跳闸关闭，使进﹑回油阀之间的油管憋压，因此不作硬回路跳闸燃油回油阀设置，只用FSSS逻辑信号去关闭燃油回油阀，这样当锅炉紧急停炉后，进﹑回油阀关闭后，FSSS逻辑还设计操作员可以再从远操打开回油阀泄压，防止因油角阀关不严使燃油进入炉膛。

经过改造，原MFT硬继电器电源回路存在的问题得到根除，也使MFT跳闸回路更加完善﹑可靠。通过分析MFT硬回路的可靠性以及介绍MFT控制逻辑的实现，便于运行人员和热工技术人员对整个跳闸逻辑的理解掌握。

（作者单位：大唐宝鸡热电厂）