PLC和MFSS装置构成的锅炉灭火保护系统

　　摘要：本编旨在介绍一种用MFSS灭火保护装置和可编程控制器构成的锅炉灭火保护系统（FSSS）。这种结构在中国为数不多。但在应用上有相当的优点。
　　
　　在中国，多数发电厂的FSSS保护采用的是MFSS保护装置，经济实用，功能也比较完善。而在宜宾发电总厂，利用原有PLC为核心的FSSS保护系统（东锅厂设计）改进成了用MFSS灭火保护装置和可编程控制器构成的锅炉灭火保护系统。这种保护系统利用了MFSS保护装置火焰监视直观，火检探头（可见光探头）工作可靠的优点。考虑到电厂的环境灰尘较多，MFSS装置的打印机受到影响，工作不是很可靠，灭火保护动作后，MFSS装置不再打印，相关信息均通过DES系统的SOE进行记录。MFSS的负担明显要减少。保护系统的切投也不再使用MFSS装置上的钥匙开关，而是用操作面板上保护的切投开关，保护开关状态的切投时间由DES系统的SOE进行记录，同时运行人员通过CRT也能清楚的看到保护是否是有效投入。考虑了防止因MFSS掉电可能引起灭火保护误动的情况，并进行了处理，即MFSS装置掉电时输出是“有火”的状态。同时为了监视MFSS输出的火焰开关量信号是否正常，操作面板上显示层着火信号。同时又利用了质量优良便于修改程序的可编程控制器。保护的输出是多路的，没有太多的扩展继电器，而且装置和保护电源只有一路。二者较好的结合使灭火保护系统的可靠性大大提高。
　　
　　1系统组成
　　
　　1．1MFSS锅炉安全保护装置
　　
　　和其它发电厂不一样，该装置不输出可动作信号，只是火焰显示，并输出相应的“有火”的开关量信号至可编程控制器SG-8。
　　
　　1．2主机柜
　　
　　内部布置有FSSS主机SC-8一台，程控点火主机SR-21四台。排气扇，降压电阻（用于FSSS面板指示灯）。
　　
　　SC-8是FSSS保护的核心部份，它接受MFSS装置送来的火检开关量信号除火焰模拟量信号是送到MFSS装置转换外，其它所有信号诸如炉膛压力高、低信号，送引风机的状态信号，给粉电源的状态信号均是直接送到SG—8。
　　
　　1．3辅助继电器柜
　　
　　辅助继电器柜2个，其中1号柜用于FSSS输出信号的扩展，隔离；2号柜用于程控点火输入，输出信号的转换，隔离。
　　
　　1．4动力柜
　　
　　整个系统提供380V、220V，24VDC电源，电源从电气保安来，两路电源互为备用，可自动切换。供电系统采用三线制，浮置。
　　
　　1．5操作面板
　　
　　为人机接口上布置有手动MIT按钮，保护切／投开关四个，以及四个角上下两层共八套点火器的程控点熄火的按钮，手动清扫按钮。
　　
　　操作面板上面布置有PC运行指示灯，24V失电指示灯，MFT动作指示灯。层着大／熄火及油抢着火／熄火，正在清扫，清扫完成，清扫中继，以及点火装置就地故障的信号指示灯。
　　
　　2系统功能
　　
　　2．1MFF跳闸功能
　　
　　1）炉膛压力高（低）保护，三取二逻辑，无延时。
　　
　　2）燃料全中断保护，延时2s。
　　
　　3）引风机全停保护，无延时。
　　
　　4）送风机全停保护，无延时。
　　
　　5）全炉膛灭火保护，延时1s。
　　
　　6）汽包水位高（低）保护，二取二逻辑．延时10s。
　　
　　2．2全炉膛清扫
　　
　　包括冷态启炉的人工吹扫和MFT动作后的自动吹扫功能，MFF动作后的自动吹扫，在满足吹扫条件时，连续吹扫5min，吹扫完成后方可点火，否则，机器继续闭锁燃料进入，禁止点火。
　　
　　3程控点／熄火功能
　　
　　通过FSSS的操作面板，可对四个角上下两层共八套点火装置（油枪、点火枪推进器，油阀，及点火枪）进行程控点/熄火操作。如点火正常，面板上的分油阀指示灯就会亮，如果油枪未着火，则会显示点火失败。如就地装置有故障，还能报警“就地故障”。
　　
　　4冷却风控制
　　
　　在系统中由送风机供给冷却风。当冷却风母管压力低于1．47kPa时，自动启动一台冷却风机，当压力仍低于1．47kPa时，自动切换到另一台风机，冷却风压力低信号可在控制室内能报警。
　　
　　吹扫条件包括：
　　
　　1）燃油总阀关；
　　
　　2）燃油分阀关；
　　
　　3）炉内无火；
　　
　　4）系统电源正常；
　　
　　5）24VDC电源正常；
　　
　　6）至少有一台引风机运行且相应档板开；
　　
　　7）至少有一台送风机，运行且相应档板开；
　　
　　8）风量大于25％；
　　
　　9）给粉电源全中断；
　　
　　10）火检冷却风压力正常。
　　
　　5保护投入
　　
　　现将I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级保护（可分别投入）简述如下：
　　
　　1）I级保护：即炉瞠压力保护，三取二逻辑，定值1500Pa和-1500Pa。
　　
　　2）Ⅱ级保护：包括燃料全停，送风机全停，引风机全停。
　　
　　3）燃料全停是指给粉电源全中断且燃油总阀或燃油分阀全关。
　　
　　4）Ⅲ级保护：全炉膛熄火保护。
　　
　　根据燃烧器的布置，共有五层火焰，油二层，煤三层。
　　
　　为使火检探头有较好的视角，选用了大连华英公司生产的火检探头（2．1m长），探头端部距喷燃中端面20cm左右同时，为了尽量作到—个探头对应一层的—角的火焰，在逻辑上采用了用油阀开的信号夹证实油枪（层）着火，也即只有在油阀开启时，且检测到火焰信号，才会认为油层的某个角有火。在煤层着火的判断上，没有采用单个的给粉机运行作为某角着火的证实信号，而是简单的用I组给粉电源合闸作为煤—二层着火的证实信号，其中I组给粉电源给18号给粉机供电．即对应煤一二层。Ⅱ组给粉电源合闸作为煤—二层着火的证实信号。
　　
　　5）Ⅳ级保护：汽包水位保护。由汽包水位保护系统送来信号，在汽包的甲、乙两侧各有一个电接点水位计，只有在甲和乙侧水位均限值，保护才会动作。
　　
　　6构成的系统优点
　　
　　1）较好的利用了工作比较可靠的可编程控制器，它硬件性能较好，输出的信号也多；易于进行记录。
　　
　　2）MFSS功能减少。仅负责转换火焰模拟量信号成开关量信号。
　　
　　3）在为了使火焰信号与燃烧器对应的关系上，尽管还不以*和要求一至，但比普遍的都好。在火检探头的安装上作了很多工作的，关于防止火检探头的结焦，火检探头安装在二次风管内，火检探头长达1．9m，和炉内喷燃器的端面基本一致，火检探头有较好的视角。
　　
　　4）便于保护的管理。运行人员何时切投保护，都有记录。保护动作后，没有吹扫完成，运行人员不能强制点火，又有利于安全运行。
　　
　　7保护的切投管理
　　
　　由于火检特性比原设计的好，在保护的切投上作了调整。原来是这样规定的，30％负荷以下，投入I级保护；30％至70％可投入Ⅱ级保护；70％以上投入Ⅲ、Ⅳ级保护。
　　
　　现改为点火时，投入I、Ⅱ级保护，投粉时，投入Ⅲ级保护（本改动以对灭火保护的适应性有较大改善），负荷70％时，投入Ⅳ级保护。
　　
　　保护的切投由运行根据厂里的规程决定，无钥匙，MFSS也不再打印，该信号通过DAS的SOE自动作记录。通过厂分散控制的CRT可看到保护切投的显示，这是一反馈信号，就如同原MFSSS装置上投入保护时相应指示灯亮一样。为了便于事故分析，还增加了燃烧不稳信号至SOE。
　　
　　8保护的试验
　　
　　在作保护试验时，强调加信号时应在原发信号的地方进行，尽量模拟到现场的实际情况，能和电气—起完成的试验，一起作。
　　
　　9几点希望
　　
　　炉瞠中煤粉的燃烧是很复杂的过程，在火检的选择上，现在应用进口设备投资太高，在提高灭火保护系统的可靠性方面，采用编程控制器是可行的，关键是MFSS工作要可靠。从使用的过程来看，还是不错的，*的一点是MFSS是为本厂所特制，硬件质量还有待提高，认为这种保护的结构是值得推荐的。
　　
　　关于保护是否有效投入：将切投开关的信号送入可编程控制器，同时又由可编程控制器输出，用继电器扩展后送入DCS的SOE，能通过CRT进行观看。这样，要可以清楚地看到保护是否是有效的投入。现在有好多保护的投入无显示，保护是否是真正地有效投入并不是很清楚的，因为没有反馈信息。
　　
　　关于MFSS送给可编程控制器的火焰开关量信号是否可靠：火焰开关量信号送到可编程控制器后，经可编程控制器输出层着火信号至FSSS操作面板，运行人员可清楚地知道灭火保护动作的趋势。
　　
　　燃烧不稳信号，也送至DCS系统的SOE进行记录，这样便于事故分析。尤其是保护是否正确性动作的分析提供了一定的依据。