FSSS系统中MFT硬回路的设计与优化

张瑾哲（华北电力科学研究院有限责任公司热控研究所，北京 100045）

周菡（国家电网电力科学研究院，北京 100192）

FSSS系统中MFT硬回路的设计与优化

张瑾哲（华北电力科学研究院有限责任公司热控研究所，北京 100045）

周菡（国家电网电力科学研究院，北京 100192）

本文结合国内某电厂的350MW超临界直流炉实际情况，对MFT硬线回路的设计进行总结和分析，并对燃油系统的跳闸回路提出优化方案。关键词：FSSS；MFT；优化

1 机组概述

内蒙古某电厂2×350MW机组，采用北京巴布科克·威尔科克斯有限公司生产的超临界参数、一次中间再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧方式，平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的Π型直流炉。

汽轮机是由上海汽轮机厂生产的超临界、一次中间再热、单轴、间接空冷抽汽凝汽式汽轮机。汽轮机设有七段回热抽汽。汽机设有高、低压二级串联旁路系统，主蒸汽通过高压旁路，经再热冷段蒸汽管道进入锅炉再热器，再热器出口蒸汽通过低压旁路而流入凝汽器。旁路容量为50%B－MCR流量。

发电机为上海发电机厂生产的双水内冷、自并励静止励磁系统（静态励磁系统）发电机。

机组热工控制设备为国产某型DCS（分散控制系统），包括的主要功能为：

数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、锅炉和汽机的辅机顺序控制系统[SCS（B/T）]、发变组和厂用电源系统的顺序控制系统[SCS（G/A）]、锅炉炉膛安全监视系统（FSSS）、旁路控制系统、锅炉吹灰控制系统、热网控制系统、间接空冷控制系统、脱硝控制系统、汽机数字化电液控制系统（DEH）和TSI、ETS、MEH、METS、人-机接口（MMI）、工程师站（EWS）、历史数据站、数据通讯系统，与其他控制系统接口。

2 锅炉炉膛安全监视系统（FSSS）组成

锅炉炉膛安全监视系统（FSSS）包括制粉系统、燃油系统、MFT、OFT、微油点火控制系统，及相应辅机控制逻辑。本文主要介绍主燃料跳闸（MFT）的设计和调试期间的优化。

主燃料跳闸（MFT）是锅炉安全保护的核心内容，是FSSS系统中最重要的安全功能。在出现任何危及锅炉安全运行的危险工况时，MFT动作将快速切断所有进入炉膛的燃料，即切断所有油和煤的输入，以保证锅炉安全，避免事故发生或限制事故进一步扩大。为了保证保护系统的可靠性，保护系统中所用信号都由压力开关及可靠的变送器提供，重要信号多采用多个检测信号进行判断后引入保护。当MFT跳闸后，有首出跳闸原因显示；当MFT复位后，首出跳闸记忆清除。MFT设计有软硬两套跳闸回路，互为备用，保证跳闸指令准确作用到各设备。

3 MFT逻辑设计

该直流炉机MFT跳闸逻辑为，当以下任一条件满足时，触发MFT跳闸：

（1）给水泵均跳闸；

（2）锅炉给水流量低；

（3）储水箱水位高，分离器出口压力低于17.8MPa；

（4）主蒸汽压力高保护，大于28.0MPa；

（5）锅炉水冷壁出口温度高；

（6）水冷壁温超温；

（7）再热器保护动作；

（8）空预器全停；

（9）引风机全停；

（10）送风机全停；

（11）只投煤时，两台一次风机全停；

（12）火检冷却风压力低；

（13）炉膛压力高2值 ；

（14）炉膛压力高3值；

（15）炉膛压力低2值；

（16）炉膛压力低3值；

（17）锅炉总风量低；

（18）全炉膛火焰丧失；

（19）首次点火，连续3次点火失败；

（20）全燃料丧失；

（21）机组负荷大于35MW，汽轮机跳闸；

化学和生活情境相结合并不意味着化学本身只需要理论作指导.我们要看到其实践性的本质，尽可能地发掘化学实验和生活的结合之处，比如在焰色反应的化学实验中，不同颜色的金属会产生的颜色也不一样.烟花就是其在生活中具体应用的一个例子.可以通过让学生观看烟花的视频，分析化学其本身存在的化学原理，也可以根据烟花的颜色试分析烟花中存在的化学成分.让学生理解化学是如何来源于生活却又高于生活的，化学反应中可以应用这些化学原理，但是又不能完全应用，让学生自己探索发现生活和课本中知识运用上的差距，从而让学生对化学学习有一个更为深刻的领悟.

（22）锅炉吹扫完成后，120min内未点火；

（23）脱硫系统跳闸；

（24）MFT继电器柜两路控制电源失电；

（25）手动MFT。

其中，软回路通过DCS控制柜中的DO卡件向相应锅炉辅机发出跳闸指令，硬回路通过跳闸继电器带电，发出相应设备的跳闸指令，从而实现跳闸指令软硬双回路的触发。两套跳闸回路互为冗余，保证了跳闸指令的准确性。

4 MFT硬回路的设计与实现

MFT继电器柜，作为硬回路的工作平台，为保证信号的准确性，设计有A、B两套继电器跳闸回路，相互冗余。继电器保护动作分为带电动作和失电动作，MFT柜内有大量继电器，若使用失电动作，继电器长期带电有可能导致指令继电器误动拒动，因此采用继电器带电动作方式。

图1 MFT继电器柜跳闸逻辑

从图1可以看出，硬线跳闸回路主要包括：

直流110V电源监视继电器1ZJ中常闭接点接入电源监视模块，当MFT柜电源消失时，1ZJ失电，常闭接点闭合，触发报警信号，并将信号送至FSSS控制柜。

（2）DCS发出的跳闸指令经三取二逻辑判断触发MFT硬回路跳闸

DCS来的三路跳闸指令发出后，分别使A11、A12、A13三个触点闭合，1JA、2JA、3JA三个跳闸继电器带电，通过硬线连接，只要三个跳闸继电器中两个带电动作，即可触发MFT指令继电器动作，发出跳闸指令。

（3）FSSS控制柜交流220V电源消失触发MFT硬回路跳闸

FSSS控制柜两路220V交流电源分别接入MFT柜交流继电器，通过硬线将两个继电器的常闭接点串联，当FSSS控制柜的两路220V交流电源均消失，继电器失电，常闭接点闭合，触发MFT硬回路跳闸，同时将FSSS控制柜的失电报警信号送至其他相邻控制柜。

（4）盘前手动停炉按钮触发MFT硬回路跳闸

由图2可以看出，盘前停炉设计有MFT按钮1、MFT按钮2两个按钮，每个按钮有两组触点，通过图1中的连接方式可知，只有两个按钮同时按下才可触发MFT硬回路跳闸，有效避免指令误发。

图2 手动停炉按钮接线图

（5）MFT触发后的闭锁及复位硬线回路

一旦MFT跳闸指令触发，MFT柜内的闭锁逻辑会保持MFT信号的持续性，只有跳闸条件消失，且完成炉膛吹扫以后，通过复位信号解除闭锁逻辑。

图3 继电器常开常闭接点

MFT柜中A、B两路继电器发出的指令有两种接线方式（如图3所示），对于接收启、停两个独立指令的就地设备，例如磨煤机、一次风机等，采用A、B两路并联的方式发出跳闸指令；如果就地设备为单指令执行机构，例如给煤机、油角阀等，则要把A、B两路指令串联接入设备的控制回路（如图4所示）。

图4 继电器指令接线方式

通常，MFT柜的跳闸信号去就地设备有两种接线方式，一种将MFT跳闸指令和DCS控制柜的停指令并联，只送一路跳闸指令到设备的就地控制箱，从而降低电缆铺设的成本；另一种是MFT柜和DCS控制柜分别各送一路指令到就地控制箱，这样可使两路跳闸指令互为冗余，可靠性更高。本工程结合设备自身情况，采用第二种接线方式，分别送跳闸指令到就地控制箱。

5 燃油系统跳闸回路的优化

本工程的油角阀接线原设计方案为，将DCS控制柜的DO指令线串联接入MFT柜的油角阀跳闸回路，通过MFT跳闸继电器常闭接点将指令线最终接入就地控制柜（如图5所示）。

图5 油角阀指令接线原设计

该设计方案每个油角阀可节省一组电缆，降低成本。但现场调试过程中，将油角阀打至远方控制，MFT跳闸指令触发后，可正常跳闸油角阀，但将油角阀打至就地控制位后，MFT的跳闸指令无法作用于就地控制回路，就地仍可操作油角阀的开合，造成设备安全隐患，且与MFT跳闸后燃油系统退出的设计不符。

综上所述，为保证设备运行的安全性，重新设计了MFT的跳闸回路。将DCS控制柜中油角阀的DO指令直接送至就地控制柜，在设备打至远方后可直接控制油角阀的开合，将MFT指令串联接入油角阀就地控制柜至油角阀的指令线（如图6所示）。

图6 优化后的油角阀指令接线

通过本次优化，可使油角阀在正常运行时，不论打至远方还是就地，均能正常操控开合，一旦MFT跳闸指令触发，可确保远方和就地均无法操作油角阀。MFT柜内接线参照给煤机指令接线方式进行修改。

6 结语

MFT是FSSS系统的核心，MFT继电器柜是FSSS系统正确运行的有力保障。在调试过程中，MFT柜的柜内接线复杂，应严格参照设计图纸对柜内的每根配线进行校验，同时，针对现场设备的特点，仔细分析应采取何种接线方式，确保在设备出现异常状况时，跳闸指令的准确送出。

[1] 王默, 王耀, 王疆. FSSS在1000MW超超临界二次再热机组中的应用[J].自动化博览, 2015, 6: 98 - 102.

[2] 过小玲. FSSS系统MFT硬保护逻辑优化和改进[J]. 自动化博览. 2012, 6: 98 - 101.

[3] 靳允立. 大机组MFT硬跳闸回路设计分析[J]. 热力发电. 2010, 39(11): 73 - 76.

Design and Optimization of MFT Hardware Circuit in Furnace Safety Supervision System

This paper analyses and summarizes the design of MFT hardware circuit according to the practical situation of a 350MW supercritical mono-tube boiler of a power plant in China while suggesting an optimum proposal for trip circuit of fuel system.

FSSS; MFT; Optimization

B

1003-0492(2015)12-0100-03

TP273

张瑾哲（1983-），男，河北石家庄人，中级工程师，硕士，现就职于华北电力科学研究院有限责任公司热控研究所，主要研究方向为大型火力发电厂热工控制系统调试及优化。

周菡（1981-），女，河北石家庄人，中级工程师，硕士，现就职于国家电网电力科学研究院，主要研究方向为电力系统及其自动化。