再谈DCS控制系统中炉膛安全监控系统

　　摘要：以数字技术为基础的DCS系统和早期的模拟仪表组成的控制系统，从工程项目的实施来看，本质差别不大，主要考虑项目规模和投资预算，但DCS与模拟仪表相比，它更为复杂，技术性要求更高，锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）是大型火力发电机组锅炉必须具备的一种监控系统，它在锅炉正常工作和启停等各种工况下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数和状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出运作指令，通过各种连锁装置使燃烧设备中的有关部件（如磨煤机、点火器、燃烧器等）严格按照既定的合理程序完成必要的操作，或对异常工况和未遂性事故做出快速性反应和处理。DCS控制系统中FSSS系统在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数和状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过各种顺序控制和连锁装置，使燃烧系统中的有关设备（如磨煤机、给煤机、油枪、火检冷却风机等）严格按照一定的逻辑顺序进行操作或处理未遂事故，以保证锅炉的安全。

　　关键词：DCS、炉膛安全监控系统（FSSS）

　　Abstract: the digital technology as the foundation of DCS system and early simulation of instrument control system, from the implementation of the project to see, essential difference is not big, the main consideration project scale and investment budget, but DCS and simulation than instrument, it is more complex, technical requirements higher, the boiler furnace safety supervisory system (FSSS) is a large thermal power units of boiler must have a monitoring system, it in the normal work and rev. Stop and all kinds of conditions, and continuously closely monitoring the combustion system of parameters and state, constantly logic and operation and, when necessary, send operation instructions, through the various device makes the chain in the combustion equipment parts (such as coal mill, ignition, burner, etc) in strict accordance with the established reasonable procedures finish necessary operation, or for abnormal condition and attempted to reaction and quickness of accident treatment. DCS control system FSSS system in the normal work and rev. Stop, etc. Various kinds of operation mode, continuously closely monitoring the combustion system of parameters and state, constantly logic and operation and, when necessary, send motion commands, through all kinds of sequence control and chain device to make the combustion system to the relevant equipment (such as coal mill, coal, oil gun to the flame detector, cooling fan, etc) in strict accordance with a certain logic order operation or attempted processing accident, in order to ensure the safety of boiler.

　　Keywords: DCS, furnace safety supervisory system (FSSS)

　　中大容量锅炉点火方式

　　采用高能点火装置直接点燃轻油燃烧器，以轻油作为低负荷时的助燃燃料，每一种轻油燃烧器配置一只高能点火装置，煤粉燃烧器依靠轻油燃烧着火。

　　(1)将具有高能点火装置的轻油点火器设置在每一只重油燃烧器和煤粉燃烧器的侧面，轻油点火器由高能点火装置来点燃，其火焰以一定角度与主燃烧器喷射轴线相交，以保证可靠地点燃主燃料（重油、煤粉）。

　　(2)采用高能点火装置点燃轻油点火器，再由轻油点火器点燃其相应的重油燃烧器，重油燃烧器点燃相邻的燃烧器中得煤粉，即煤粉着火能量是由重油燃烧器提供。

　　FSSS基本功能图析

　　炉膛的火焰检测

　　炉膛火焰检测是FSSS的基本功能对于炉膛灭火保护来说炉膛火焰监测是至关重要的，设计时应注意"有火""无火"及"全炉膛灭火"的逻辑判断及火焰显示。

　　(1)"层"火焰信号的检测

　　对于四角切圆燃烧的煤粉炉，判断：

　　A同一层有2个探头发出"有火焰"信号时，认为本层有火焰。

　　B同一层有3个探头发出"无火焰"信号时，认为本层无火焰。

　　(2)全炉膛灭火检测

　　设计时应注意全炉膛灭火检测采用投票方式进行，判断不仅依赖于煤粉层火焰的工况，还依赖于油层火焰的工况，只有在煤粉层同时投灭火票时，才证实全炉膛灭火。

　　（3）火焰显示

　　设计时监视界面应有开关量和模拟量(棒状)火焰显示炉膛火焰，一系列指示灯和棒状图形清晰地显示炉膛和各层燃烧器火焰的"有"和"无"，帮助运行人员判断燃烧情况，以决定下一步的操作。

　　炉膛压力保护系统

　　锅炉炉膛压力保护是防止炉膛灭火和爆炸易实现的最简单的手段之一，炉膛压力保护、控制在锅炉安全监控系统中重要的监控点。它们为锅炉炉膛安全监控提供监控、保护手段。用炉膛压力高或炉膛压力低信号辅助判断燃烧器的燃烧工况是安全可靠的。因为如果炉膛压力变化不大，则可判断锅炉不存在大面积燃烧器灭火，锅炉的燃烧稳定。使用原有炉膛压力保护系统，取原有压力开关信号至FSSS控制主柜或者由DCS输出至FSSS控制主柜。

　　结束语

　　FSSS在锅炉启动、运行、停止过程中，密切监视燃烧系统的大量参数和状态，防止在锅炉内积聚燃料和空气的混合物而引发炉膛爆炸。大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量较多，有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风挡板、燃烧风挡板等，不仅类型复杂，操作过程也复杂，对一般不能伸进和退出的点火装置以及燃烧器的火焰监视器装置等有冷却措施，为此还设置了冷却风机。火焰监视器是判断燃烧器点火、熄火成功与否，以及火焰进行监视的重要装置。

　　参考文献：

　　[1]中国动力工程学会，火力发电设备技术手册

　　[2]火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规范书

　　[3]《电厂锅炉原理及设备》叶江明著 北京，中国电力出版社