锅炉炉膛安全监控系统FSSS

·油枪：使用机械雾化油枪。
·高能点火装置：由高能点火器（储能器）高压屏蔽电缆及高能半导体电嘴（点火枪）等三部分组成。
·就地点火控制系统：由就地点火程控柜、高能点火装置、火焰检测装置、油燃烧装置、推进执行器和球阀或三功能阀组成。系统具有自动和手动控制推进执行装置的进退操作；自动和手动控制高能点火装置的点火操作及自动和手动执行三功能阀的截止、吹扫、投油阀位状态切换三项功能。
①暖炉油母管跳闸阀开启；
②暖炉油温度正常；
③暖炉油压力不低；
④无MFT指令；
⑤火焰器冷却空气压力正常。
·油层启动
暖油枪是以层为单位投入运行的。同一层内六个油燃烧器按1-2-3-6-5-4的顺序自动投入。每一层的逻辑都相同，运行人员可通过画面启动油层。启动指令发出后，首先将油控制阀投自动，打开油再循环阀，然后按预定的程序依次投入各个燃烧器。各个油燃烧器启动的间隔时间为15秒。
引起主燃料跳闸原因有的是锅炉主保护项目，也有辅机运行（停运即事故掉闸）等。为防止事故进一步扩大，要即时切断进入炉膛中的燃料。
·炉膛压力保护
应分别设三个正压和负压取样点，在炉膛上独立开孔，并通过独立的取样管接至压力开关，同时必须考虑防堵措施。另外还要注意炉膛压力取样点应与吹灰器和看火孔有足够的距离，以免吹灰或开启孔洞时影响压力测量值。炉膛压力超过整定值时（高或低）经三选二逻辑延迟后发出MFT跳闸条件。
2、FSS保护系统
FSS保护系统是FSSS锅炉安全监控系统中的重中之重，它包括火焰火检、熄火保护系统，压力检测装置及保护逻辑控制子系统。
2.1火焰检测装置
燃料燃烧剧烈的化学反映过程中，将释放包括紫外线，红外线，可见光，热辐射和声波等电磁波能量。在火焰火检、熄火保护系统监视中，所有这些能量又构成了火焰是否存在及燃烧强弱的检测基础。本公司的锅炉安全监控系统配置了紫外线检测装置,红外线检测装置和可见光检测装置,视锅炉燃料的不同而选配不同的检测装置。
3、炉膛吹扫
炉膛吹扫的目的是将炉膛和管道中可能存在的可燃性混合物清除掉，防止点火时引起炉膛爆炸。因此在点火前，事故跳闸（MFT）和正常停炉后均须进行吹扫。
点火前吹扫必须满足下列许可条件：
·所有阀门关闭；
·所有给煤机停；
·所有磨煤机停；
·所有磨煤机热风门关闭；
·两台一次风机停；
·两台电除尘停；
·两台空预器运行；
·防止锅炉灭火和爆炸的关键措施在于及时掌握炉膛的燃烧工况，准确判断燃烧器火焰的有无，以及灭火后及时快速阻止燃烧进入炉膛排尽炉内可燃物，为此动作MFT的条件中有“临界火焰出现，主火焰故障”逻辑。“临界火焰”即不稳定临界火焰，在一定时间内，炉膛内曾经熄灭的燃烧器数量达到总的运行燃烧器的某百分数，炉膛燃烧不稳，出现灭火前的“临界火焰”。如四台磨运行若燃烧器少于12支运行或三台磨运行若运行的燃烧器少于9支则认为临界火焰出现动作MFT。
主要包括：压力开关、温度开关、流量、差压开关、限位开关以及火焰检测器等。
·压力开关：用于反映燃料、空气、炉膛压力。例如当炉膛压力超过规定允许值时，使机组跳闸。
·温度开关：用于反映燃料、空气温度。例如当磨煤机出口温度过高时，使得磨煤机热风挡板和热风门关闭或进行报警。
·流量差压开关：用于指示燃料空气系统的流量或差压。如进入炉膛的风量，磨煤机磨碗上下差压等。
FSSS主要是保证锅炉安全运行，不参与调节，它的联锁等级是最高的，具体的安全联锁条件要根据机组的燃料系统的物理特性和燃料种类决定。大型机组FSSS系统包含下述主要安全功能
⑴炉膛点火前后的吹扫；
⑵暖炉油点火；
⑶主燃料（煤粉）的引入；
⑷连续运行的监视；
⑸紧急停炉；（三）FSSS的系统组成
单元火焰故障（主火焰故障）即至少有四支油燃烧器曾着过，这时油火焰和煤火焰全部丧失，此时动作MFT。
·燃料跳闸（失去燃料跳闸）
运行着锅炉，若失去燃料动作MFT，同时需将炉内热的烟气吹扫排出，该逻辑形成条件为至少有四支油枪曾运行（用RS触发器记忆信号）此时如果煤粉源和油源中断则认为丧失燃料跳闸形成该信号去动作MFT。
1、FSSS控制系统：
控制系统可以看作是FSSS系统的“大脑”，它对运行人员的操作指令和敏感元件的状态进行连续的监测和处理。运行人员发出的指令只有通过逻辑系统验证，满足一定的安全许可条件后才能送到驱动装置上，当出现危及设备和机组安全运行的情况，逻辑系统会自动停掉有关设备。
2、FSSS逻辑系统：
一般分成以下部分：
·所有辅助风挡板打开；
·汽包水位正常；
·110VDC和220VAC正常；
·至少一台送风机运行；
·至少一台引风机运行；
·炉膛负压正常；
·风量＞30%；
·至少一台水泵运行；
·油泄露实验完成；
·主油阀关闭；
当条件均成立，CRT上显示“吹扫许可”，这时操作员可按“启动吹扫”按钮或接收其它系统的自动吹扫指令信号启动吹扫程序“吹扫在过程中”信号建立并进行5分钟的吹扫记时。在吹扫期间吹扫条件始终要满足。吹扫完成后，该逻辑发出完成信号，自动复归MFT，锅炉可以启动。
·风量保护
一般从锅炉点火到带30%负荷以前，可发出风量小于30%信号启动MFT。锅炉负荷增加30%以后，即使风量少于30%也不会发此信号；而在锅炉降负荷时，即使负荷小于30%，同时风量也小于30%，也不会发出信号启动MFT，因为锅炉启动初期必须在炉膛内通以足够的风量将这些可燃物带走，避免沉积，这称为富风运行，若风量不足则发出信号启动MFT；在降负荷时，炉膛温度较高，可燃混合物相对减少运行趋势是停炉，即使风量不足也无须启动MFT。该逻辑设计二次风量小于25%时，启动MFT。
MFT动作后，炉膛要进行五分钟吹扫，吹扫结束后如果炉膛压力低Ⅱ则跳引风机，并向闭环控制送该信号，形成一超驰信号控制引风机静叶。引风机跳闸后连锁跳送风机，若炉膛压力高Ⅱ值要跳送风机。
主燃料跳闸逻辑具有首次跳闸原因指示功能，它能对引起主燃料跳闸（MFT）的初始原因进行记忆，并给运行人员显示出来，这样就方便了运行人员查找故障的原因，及时采取正确的措施。
·再热器保护
大型电站锅炉都为中间再热机组，为了防止再热器干扰，一般要求再热机组需设置保护再热器（逻辑）措施，一旦该条件出现，要动作MFT。具体逻辑为汽机调节阀A、B、C、D关闭且高旁又没有打开时则认为再热器堵塞此时动作MFT。西门子设计中将锅炉启动及正常运行分开设计，分开锅炉启动及正常运行两种情况。
在锅炉MFT（主燃料跳闸）和停炉后均不应该马上停送、引风机，应保证有一定的空气量（30%额定风量）进行燃料后的吹扫，只有完成燃料后吹扫并在炉膛压力超过限值时才跳风机。
燃烧后吹扫的条件是：
·所有油枪喷嘴阀关闭；
·所有给煤机停；
·主油管跳闸阀关闭；
·所有磨煤机停；
·风量＞30%额定风量；
·所有监视火球的火焰检测器显示无火焰。
·汽包水位保护
汽包水位保护是指汽包水位高，低越限后动作MFT的保护。水位是锅炉机组的一个重要运行参数，只有维持汽包水位在允许范围内，才能保证机、炉安全运行。水位过高时，减少了蒸汽重力分离的行程，汽水分离效果变差，使蒸汽中大量带水，造成过热器中沉积盐分，恶化过热器的工作条件，严重时还可能引起汽轮机产生水冲击，威胁汽轮机的安全运行，有损汽轮机的危险。水位低时，锅炉的水循环遭到破坏，水冷壁的安全受到威胁，严重时会造成锅炉干烧，进而损坏锅炉设备，再者，汽包水位异常会使蒸汽品质下降，这不仅影响机炉的经济性，还会对机组带来潜在的危险。为了防止水位造成误动作，加入一0～5秒延时，若超出该时间水位越限信号还存在动作MFT。
2.3保护逻辑控制系统
(1)主燃料跳闸保护
主燃料跳闸保护（MFT）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，既切断所有煤和油的输入，以保证锅炉安全，避免事故发生或限制事故进一步扩大。
主燃料跳闸采用负逻辑运算，所有的条件“与”运算形成MFT信号，“与”门的输出端连接一个存储器RS（记忆元件），其作用就是规定的炉膛吹扫完成之前的时间内，也就是炉膛点火前的一段时间内，保持MFT信号，将已经跳闸的有关设备闭锁，禁止任何燃料和点火源进入炉膛，只要点火前吹扫定时没有完成，MFT就一直存在。
4、暖炉油层控制：
4.1燃油泄露测试程序
测试具体过程如下：燃油压力正常后，打开主油阀，然后关闭，等待五分钟，五分钟以后如压力即不升高也不降低则认为主油阀、分支油阀都不漏，可启动油系统，如果压力升高则认为主油阀泄露，压力降底则认为分支油阀泄露。
4.2油层控制：
·油层启动许可条件
当满足下列所有条件时，油层启动许可条件建立。
1、点火系统
FSSS锅炉安全监控系统的点火系统由推进执行装置、高能点火器、点火枪、油枪、就地点火控制系统、推进燃烧装置及火焰火检、熄火保护系统等组成。
·推进执行装置：可用于点火枪，也可用于火焰检测装置和油枪的自动推进操作。
·高能点火枪：包括一体式和分体式两种结构,都具有起始发火电压低,耐结焦,抗污染,寿命长等特点.
煤粉锅炉整体示意图
（一）FSSS独立系统是由操作盘、控制屏、现场设备三部分组成的。
1、操作盘
l运行人员中央操作盘(工控机)
l现场就地点火操作柜
2、控制屏
l公共管理逻辑屏
l油路控制屏
3、现场设备
现场设备主要是用来监测炉内燃烧和燃料空气系统的装置，如炉内有无火焰，空气燃油的压力、温度是否满足规定要求以及阀门、挡板开关的情况等。
2.2压力检测装置
压力检测装置是通过对炉膛压力的检测，反映出锅炉燃烧状态的变化，也可以判断锅炉的燃烧工况，是FSSS锅炉安全监控系统的重要检测装置。炉膛压力检测硬件部分包括:炉膛负压取样器,压力平衡容器柜,压力开关,联接管路。炉膛负压取样器，安装于炉膛上部，压力变化敏感区（由锅炉生产厂家指定或设计部门决定）
·火检冷却风压低保护