PLC和MFSS裝置構成的鍋爐滅火保護系統

　　摘要：本編旨在介紹一種用MFSS滅火保護裝置和可編程控制器構成的鍋爐滅火保護系統（FSSS）。這種結構在中國為數不多。但在應用上有相當的優點。
　　
　　在中國，多數發電廠的FSSS保護采用的是MFSS保護裝置，經濟實用，功能也比較完善。而在宜賓發電總廠，利用原有PLC為核心的FSSS保護系統（東鍋廠設計）改進成了用MFSS滅火保護裝置和可編程控制器構成的鍋爐滅火保護系統。這種保護系統利用了MFSS保護裝置火焰監視直觀，火檢探頭（可見光探頭）工作可靠的優點。考慮到電廠的環境灰塵較多，MFSS裝置的打印機受到影響，工作不是很可靠，滅火保護動作后，MFSS裝置不再打印，相關信息均通過DES系統的SOE進行記錄。MFSS的負擔明顯要減少。保護系統的切投也不再使用MFSS裝置上的鑰匙開關，而是用操作面板上保護的切投開關，保護開關狀態的切投時間由DES系統的SOE進行記錄，同時運行人員通過CRT也能清楚的看到保護是否是有效投入。考慮了防止因MFSS掉電可能引起滅火保護誤動的情況，并進行了處理，即MFSS裝置掉電時輸出是“有火”的狀態。同時為了監視MFSS輸出的火焰開關量信號是否正常，操作面板上顯示層著火信號。同時又利用了質量優良便于修改程序的可編程控制器。保護的輸出是多路的，沒有太多的擴展繼電器，而且裝置和保護電源只有一路。二者較好的結合使滅火保護系統的可靠性大大提高。
　　
　　1系統組成
　　
　　1．1MFSS鍋爐安全保護裝置
　　
　　和其它發電廠不一樣，該裝置不輸出可動作信號，只是火焰顯示，并輸出相應的“有火”的開關量信號至可編程控制器SG-8。
　　
　　1．2主機柜
　　
　　內部布置有FSSS主機SC-8一臺，程控點火主機SR-21四臺。排氣扇，降壓電阻（用于FSSS面板指示燈）。
　　
　　SC-8是FSSS保護的核心部份，它接受MFSS裝置送來的火檢開關量信號除火焰模擬量信號是送到MFSS裝置轉換外，其它所有信號諸如爐膛壓力高、低信號，送引風機的狀態信號，給粉電源的狀態信號均是直接送到SG—8。
　　
　　1．3輔助繼電器柜
　　
　　輔助繼電器柜2個，其中1號柜用于FSSS輸出信號的擴展，隔離；2號柜用于程控點火輸入，輸出信號的轉換，隔離。
　　
　　1．4動力柜
　　
　　整個系統提供380V、220V，24VDC電源，電源從電氣保安來，兩路電源互為備用，可自動切換。供電系統采用三線制，浮置。
　　
　　1．5操作面板
　　
　　為人機接口上布置有手動MIT按鈕，保護切／投開關四個，以及四個角上下兩層共八套點火器的程控點熄火的按鈕，手動清掃按鈕。
　　
　　操作面板上面布置有PC運行指示燈，24V失電指示燈，MFT動作指示燈。層著大／熄火及油搶著火／熄火，正在清掃，清掃完成，清掃中繼，以及點火裝置就地故障的信號指示燈。
　　
　　2系統功能
　　
　　2．1MFF跳閘功能
　　
　　1）爐膛壓力高（低）保護，三取二邏輯，無延時。
　　
　　2）燃料全中斷保護，延時2s。
　　
　　3）引風機全停保護，無延時。
　　
　　4）送風機全停保護，無延時。
　　
　　5）全爐膛滅火保護，延時1s。
　　
　　6）汽包水位高（低）保護，二取二邏輯．延時10s。
　　
　　2．2全爐膛清掃
　　
　　包括冷態啟爐的人工吹掃和MFT動作后的自動吹掃功能，MFF動作后的自動吹掃，在滿足吹掃條件時，連續吹掃5min，吹掃完成后方可點火，否則，機器繼續閉鎖燃料進入，禁止點火。
　　
　　3程控點／熄火功能
　　
　　通過FSSS的操作面板，可對四個角上下兩層共八套點火裝置（油槍、點火槍推進器，油閥，及點火槍）進行程控點/熄火操作。如點火正常，面板上的分油閥指示燈就會亮，如果油槍未著火，則會顯示點火失敗。如就地裝置有故障，還能報警“就地故障”。
　　
　　4冷卻風控制
　　
　　在系統中由送風機供給冷卻風。當冷卻風母管壓力低于1．47kPa時，自動啟動一臺冷卻風機，當壓力仍低于1．47kPa時，自動切換到另一臺風機，冷卻風壓力低信號可在控制室內能報警。
　　
　　吹掃條件包括：
　　
　　1）燃油總閥關；
　　
　　2）燃油分閥關；
　　
　　3）爐內無火；
　　
　　4）系統電源正常；
　　
　　5）24VDC電源正常；
　　
　　6）至少有一臺引風機運行且相應檔板開；
　　
　　7）至少有一臺送風機，運行且相應檔板開；
　　
　　8）風量大于25％；
　　
　　9）給粉電源全中斷；
　　
　　10）火檢冷卻風壓力正常。
　　
　　5保護投入
　　
　　現將I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級保護（可分別投入）簡述如下：
　　
　　1）I級保護：即爐瞠壓力保護，三取二邏輯，定值1500Pa和-1500Pa。
　　
　　2）Ⅱ級保護：包括燃料全停，送風機全停，引風機全停。
　　
　　3）燃料全停是指給粉電源全中斷且燃油總閥或燃油分閥全關。
　　
　　4）Ⅲ級保護：全爐膛熄火保護。
　　
　　根據燃燒器的布置，共有五層火焰，油二層，煤三層。
　　
　　為使火檢探頭有較好的視角，選用了大連華英公司生產的火檢探頭（2．1m長），探頭端部距噴燃中端面20cm左右同時，為了盡量作到—個探頭對應一層的—角的火焰，在邏輯上采用了用油閥開的信號夾證實油槍（層）著火，也即只有在油閥開啟時，且檢測到火焰信號，才會認為油層的某個角有火。在煤層著火的判斷上，沒有采用單個的給粉機運行作為某角著火的證實信號，而是簡單的用I組給粉電源合閘作為煤—二層著火的證實信號，其中I組給粉電源給18號給粉機供電．即對應煤一二層。Ⅱ組給粉電源合閘作為煤—二層著火的證實信號。
　　
　　5）Ⅳ級保護：汽包水位保護。由汽包水位保護系統送來信號，在汽包的甲、乙兩側各有一個電接點水位計，只有在甲和乙側水位均限值，保護才會動作。
　　
　　6構成的系統優點
　　
　　1）較好的利用了工作比較可靠的可編程控制器，它硬件性能較好，輸出的信號也多；易于進行記錄。
　　
　　2）MFSS功能減少。僅負責轉換火焰模擬量信號成開關量信號。
　　
　　3）在為了使火焰信號與燃燒器對應的關系上，盡管還不以*和要求一至，但比普遍的都好。在火檢探頭的安裝上作了很多工作的，關于防止火檢探頭的結焦，火檢探頭安裝在二次風管內，火檢探頭長達1．9m，和爐內噴燃器的端面基本一致，火檢探頭有較好的視角。
　　
　　4）便于保護的管理。運行人員何時切投保護，都有記錄。保護動作后，沒有吹掃完成，運行人員不能強制點火，又有利于安全運行。
　　
　　7保護的切投管理
　　
　　由于火檢特性比原設計的好，在保護的切投上作了調整。原來是這樣規定的，30％負荷以下，投入I級保護；30％至70％可投入Ⅱ級保護；70％以上投入Ⅲ、Ⅳ級保護。
　　
　　現改為點火時，投入I、Ⅱ級保護，投粉時，投入Ⅲ級保護（本改動以對滅火保護的適應性有較大改善），負荷70％時，投入Ⅳ級保護。
　　
　　保護的切投由運行根據廠里的規程決定，無鑰匙，MFSS也不再打印，該信號通過DAS的SOE自動作記錄。通過廠分散控制的CRT可看到保護切投的顯示，這是一反饋信號，就如同原MFSSS裝置上投入保護時相應指示燈亮一樣。為了便于事故分析，還增加了燃燒不穩信號至SOE。
　　
　　8保護的試驗
　　
　　在作保護試驗時，強調加信號時應在原發信號的地方進行，盡量模擬到現場的實際情況，能和電氣—起完成的試驗，一起作。
　　
　　9幾點希望
　　
　　爐瞠中煤粉的燃燒是很復雜的過程，在火檢的選擇上，現在應用進口設備投資太高，在提高滅火保護系統的可靠性方面，采用編程控制器是可行的，關鍵是MFSS工作要可靠。從使用的過程來看，還是不錯的，*的一點是MFSS是為本廠所特制，硬件質量還有待提高，認為這種保護的結構是值得推薦的。
　　
　　關于保護是否有效投入：將切投開關的信號送入可編程控制器，同時又由可編程控制器輸出，用繼電器擴展后送入DCS的SOE，能通過CRT進行觀看。這樣，要可以清楚地看到保護是否是有效的投入。現在有好多保護的投入無顯示，保護是否是真正地有效投入并不是很清楚的，因為沒有反饋信息。
　　
　　關于MFSS送給可編程控制器的火焰開關量信號是否可靠：火焰開關量信號送到可編程控制器后，經可編程控制器輸出層著火信號至FSSS操作面板，運行人員可清楚地知道滅火保護動作的趨勢。
　　
　　燃燒不穩信號，也送至DCS系統的SOE進行記錄，這樣便于事故分析。尤其是保護是否正確性動作的分析提供了一定的依據。