循环流化床锅炉FSSS保护系统的应用特点

林灶发

（福建华电漳平火电有限公司，福建 龙岩 364400）

福建华电漳平火电有限公司2X300MW循环流化床机组锅炉是东方锅炉厂制造生产的，机组控制系统采用的是国电南自TCS3000控制系统,CFB锅炉的保护与煤粉炉一样，主要是炉膛正压、炉膛负压、汽包水位、总风量、燃料丧失、床温、旋风分离器出入口温度、BT（锅炉跳闸）等。

FSSS系统作为DCS的一个子系统，采用国电南自TCS3000分散控制系统，由三对冗余的控制器组成。具体应用特点如下：锅炉安全灭火逻辑监视燃料及炉膛情况并产生跳闸信号来切断整个锅炉的燃料。跳闸后会给出首次跳闸原因的指示，操作员就可进行正确的判断并采取必要补救措施。BT、MFT的首次跳闸原因会显示在相应画面中。

锅炉安全灭火是这样定义的：BT（锅炉跳闸）锅炉的安全运行条件不满足，需要立即停炉，降低燃烧率。MFT（主燃料跳闸）切断进入炉膛所有燃料。

1 锅炉跳闸（BT）

锅炉跳闸是指锅炉安全运行条件不满足，需要立即停炉。对于循环流化床，MFT切除燃料后并不一定能停止锅炉内的燃烧工况，大量未燃烬的燃料会随着物料循环持续燃烧放热。只有切除一次风机和二次风机，停止床料流化，同时切除所有燃料才能最大程度的降低燃烧率。

1.1 BT的条件

引起锅炉跳闸的条件如下，以下任意条件成立即应立即引起主燃料跳闸：炉膛压力高高（延时10S）；炉膛压力低低（延时 10S）；汽包水位高高（延时 5S）；汽包水位低低(延时 5S)；两台引风机跳闸；两台一次风机跳闸；两台二次风机跳闸；三台高压流化风机跳闸；给水泵停且床温高；DCS两路交流220V电源故障；锅炉跳闸按钮信号。

1.2 BT的复位

锅炉跳闸的触发条件均不存在时，操作员可以手动复位锅炉跳闸状态。

1.3 BT联锁跳闸设备

BT联锁动作设备：跳闸一次风机；跳闸二次风机；关闭定期排污阀；关闭过热器减温喷水阀；关闭再热器减温喷水阀。

2 主燃料跳闸（MFT）

FSSS逻辑需要监视以下不同的MFT条件。如果任何一个条件成立，FSSS逻辑就会跳闸MFT继电器。由于所有MFT条件都可能造成设备及人身的严重伤害，因此MFT时FSSS会立即停掉所有的燃料供给设备。在该MFT条件消失且锅炉吹扫结束后MFT跳闸才允许结束。

2.1 MFT跳闸条件

（1）床温＞990℃：床温过高，意味着床料有可能严重结焦；6个区域其中一区域平均温度≥990℃延时120秒。

（2）汽机跳闸：锅炉负荷＞30%或“高压旁路不可用”的情况下出现汽轮机跳闸应导致锅炉侧燃料切断；延时4S。

（3）总风量＜25%：总风量过低会造成燃料在炉膛内积聚；延时5S。

（4）燃料丧失（脉冲）：任意燃料投入炉膛后，燃料丧失判定逻辑将被采用。当所有燃料切断并且床温＜600℃时，燃料丧失（脉冲）标志被置位。

（5）床温＜600℃且未投油：当床温＜600℃时，如果没有启动油枪投入，将触发MFT，以防止继续向炉膛投入燃料。

（6）炉膛压力高二值+2.5kPa，延时 5秒(三取二)。

（7）炉膛压力低二值-2.5kPa，延时 5秒(三取二)。

（8）BT（锅炉跳闸）：锅炉跳闸将联锁导致 MFT，但 MFT 不联锁触发锅炉跳闸。

FSSS电源失去：

MFT继电器柜两路直流电源全部失去，产生MFT。

DPU5柜两路交流电源全部失去，产生MFT。

（1）吹扫结束超过设定时间后仍然未点火。超过30分钟。

（2）高压风机出口母管压力低于30Kpa，延时5min。

（3）热一次风总风量过低≤17.6万Nm3/h，延时100秒。

（4）任一旋风分离器入口温度大于≥1020℃，延时120秒。

（5）任一旋风分离器出口温度大于≥1020℃，延时120秒。

2.2 MFT继电器复位（指令RESETMFT）条件

下列任意条件成立时，操作员可以手动复位MFT状态。

2.2.1 允许热态启动。热态启动是循环流化床特有的一种再启动方式。在MFT发生后，由于床料中可能存有大量未燃烬燃料，此时如果床温达到点火温度，且床料流化正常，就允许直接复位MFT，并按需要投入油或煤燃料。

2.2.2 炉膛吹扫结束并且油泄漏试验完成。MFT后，如果热态启动条件不成立，只能通过炉膛吹扫来复位MFT，炉膛吹扫的同时应进行油泄漏试验。

2.3 当任何一个MFT跳闸条件满足后，都将引起MFT，具体的过程

（1）切除所有给煤机。

（2）切除石灰石给料系统。

（3）关闭油枪进油阀和回油阀：为了跳闸所有油枪，应关闭床下和床上油枪的进油阀和回油阀，如果油枪是简单机械雾化方式，则只有进油阀。

（4）关闭油母管快关阀（脉冲）：床上和床下油系统的母管进油快关阀和回油快关阀应立即关闭，同时关闭床上启动油枪旁路阀。

（5）停冷渣器：因为切除了燃料输入和石灰石输入，床料总量不再增长，所以应同时切除冷渣器。

（6）跳闸电除尘：因为可能会有较多未燃烬的燃料随烟气进入电除尘器，所以MFT时应跳闸电除尘切旁路运行。

（7）切锅炉本体风量调门为手动：燃料输入突然停止可能会造成炉膛压力拨动，所以MFT时将锅炉本体二次量调节挡板，床下一次风量调节挡板，J阀风量调节挡板切为手动控制，并保持原位。

（8）切一次风机、二次风机风量调门为手动（无BT）。

（9）MFT 动作 SOE 追忆。

（10）强制过热器减温水调节阀为手动操作。（温度低于510度，自动置0%后释放）。

（11）强制再热器减温水调节阀为手动操作。（温度低于510度，自动置0%后释放）。

注意：MFT设计成软硬件互相冗余的，当MFT条件出现时软件会送出相应的信号来停相关的设备，同时MFT继电器也会向这些设备中送出一个停的硬接线信号。这种软硬件互相冗余有效提高MFT动作可靠性。

2.4 MFT 继电器动作

手动MFT：通过硬接线直接跳MFT继电器(硬)。DI点作为SOE和软件MFT条件之一,通过DO跳MFT继电器。

其他MFT条件：通过DCS逻辑DO输出（三取二）跳MFT继电器。

3 结束语

在2X300MW循环流化床锅炉安全灭火逻辑设计功能全部得以实现，在运行中全部得到验证，所有的外围设备动作灵活，满足2台机组的安全、稳定运行的要求。

[1]DL/T659-2006.火力发电厂分散控制系统验收测试规程

[2]DL/T1091—2008.火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统技术规程

[3]DL/T261-2012.火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则