热控宝典之FSSS系统

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2022
08/04
12:03
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导读

第一部分一、FSSS系统简介FSSS系统,即炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System),也可称作燃烧器管理系统(Burner Management System ),简称BMS。FSSS系统使锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停,并能在危急工况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料(包括点火燃料),防止爆燃、爆炸等破坏性

第一部分

一、FSSS系统简介

FSSS系统,即炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System),也可称作燃烧器管理系统(Burner Management System ),简称BMS。
FSSS系统使锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停,并能在危急工况下迅速切断进入锅炉炉膛的全部燃料(包括点火燃料),防止爆燃、爆炸等破坏性事故发生,以保证炉膛安全的保护和控制系统。

二、FSSS系统功能

FSSS系统一般分为两个部分,即燃烧器控制系统BCS(Burner Control System)和炉膛安全系统FSS(Furnace Safeguard System)。

1、燃烧器控制系统BCS
功能:对锅炉燃烧系统设备进行监视和控制,保证点火器,油枪和磨煤机组系统的安全启动、停止和运行。
以600MW火电机组为例,一般配有6台磨煤机,每台磨煤机配一台给煤机;36个煤粉燃烧器,前后墙对冲布置三层,每层六个;每个燃烧器配置一个点火油枪;在底层与煤燃烧器同时布置12个油燃烧器,油燃烧器和点火油枪全部投入可带30%负荷;点火油枪采用高能点火器引燃。火焰检测采用单燃烧器检测,每个燃烧器配有两个火焰监测器。

2、炉膛安全系统FSS
功能:在锅炉点火前和跳闸停炉后对炉膛进行吹扫,防止可燃物在炉膛堆积。在检测到危及设备、人身安全的运行工况时,启动主燃料跳闸(MFT),迅速切断燃料,紧急停炉。

3、FSSS逻辑功能
FSSS的逻辑功能主要包括以下几个方面:油泄漏试验、炉膛吹扫、燃油控制、燃煤控制、燃料跳闸。

(1)油泄漏试验
捡漏是非常重要的,因为如果阀是漏的,则吹扫条件中的油阀关闭等条件就没有意义。所以在锅炉进行炉膛吹扫前必须做油泄露试验,检查油跳闸阀和油回油阀或油燃烧器油阀是否泄露,以保证在阀关闭时无油漏入炉膛。
(2)炉膛吹扫
锅炉停运后,在炉膛里会积聚燃料混合物,所以在锅炉点火前要向炉膛吹入足够的风量,把这些混合物带走,以防止在点火时炉膛发生爆燃。
(3)燃油控制
当炉膛吹扫完成后,需要进行锅炉点火,由于燃油的着火点低,在启动点火中通过燃油控制实现点火与暖炉,在燃烧不稳定是也能起到稳燃作用。
(4)燃煤控制
当锅炉已经用油点火及暖炉,在满足一定条件下,可以投入煤粉,进行燃煤控制。
(5)燃料跳闸控制
燃料跳闸分为主燃料跳闸(MFT)和油燃料跳闸(OFT)。
主燃料跳闸(MFT)是FSSS系统中最重要的安全功能,当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,即切断所有煤和油的输入,实现紧急停炉,汽机跳闸,以保证设备安全,避免重大事故发生。同时,该逻辑中具有首出指示功能,它能对引起主燃料跳闸的最初原因记忆并在CRT上显示出来,为故障原因分析及解决提供了条件。

三、炉膛爆炸介绍

锅炉爆炸是一种在极短时间内发生异常猛烈的炉内爆燃过程。炉膛爆炸包括内爆和外爆两种。当炉膛压力过高或过低超过炉膛结构所能承受的压力时,炉膛就产生内爆或外爆的恶性事故。

1、炉膛外爆
在锅炉的炉膛、烟道和通风管道中聚集了一定数量的可燃混合物,当可燃混合物点燃时,火焰传播速度很快,积存的可燃混合物等于同时点燃,成为爆燃,俗称“打炮”,严重的爆燃即为爆炸。当炉膛爆炸时,生成烟气容积突然增大,如一时来不及由炉膛出口排出,会使炉膛压力骤增,超过炉膛结构所承受的压力,使炉膛向外坍塌,叫炉膛外爆。

在正常情况下,送入炉膛的燃料立即被点燃,燃烧后生成的烟气也随时排出,炉膛和烟道内没有可燃混合物积存,因而就不会发生爆炸。但如果运行人员操作不当,设备或控制系统设计不合理,或者设备和控制系统出现故障等,就有可能发生爆炸。

只有同时具备下列三个条件才有可能发生爆炸:
(1)有燃料和助燃空气的积存。
(2)燃料和空气的混合物达到了爆炸的浓度。
(3)有足够的点火能源。
在锅炉工作时不可能没有燃料和空气的混合物,燃料与空气按定比例混合时才能形成可燃混合物,也不可能没有点火能源,因此防止爆炸主要是设法防止可燃混合物积存在炉膛和烟道中。

形成可燃混合物积存在炉膛和烟道中的原因:
(1)在升炉点火期没有足够的点火能源或浓度比不当,送入炉膛的燃料未能着火(升炉点火期炉膛温度较低,要有更合适的浓度比或者要有更大的点火能源才能点燃)。
(2)正在燃烧的火焰中断,燃料和空气的混合物继续进人炉膛。

2、炉膛内爆
当炉膛压力过低,其下降幅值超过炉墙结构所能承受的压力时,炉墙就会向内坍塌,这种现象称为炉膛内爆。

引起炉膛内爆的原因:
(1)引风量大于送风量,造成介质质量的减少。如:引风机产生较大负压头,使引风量大于送风量;控制系统误操作或运行人员误操作,打开运行的引风机挡板,关闭送风机挡板等。
(2)炉膛瞬间“火焰消失”或“灭火”,引起炉膛温度下降。
以上两个原因都可能造成炉膛负压过大,当超过锅炉结构承受的限度时,就会发生炉膛内爆。

3、防止锅炉炉膛爆燃措施
炉膛内可能发生可燃性混合物积存的几种危险工况如下:
(1)燃料在停炉时积存或停炉后漏人炉膛内,未经吹扫,进行点火;
(2)重复不成功的点火,未及时吹扫,造成大量爆炸性混合物积聚;
(3)在多个燃烧器运行时,一个或几个燃烧器燃烧不良或失去火焰,从而堆积起可燃物;
(4)运行中整个炉膛熄火,可燃混合物积聚,随后再次点火或有点火源存在时,使其点燃。
由上可见,只要防止可燃物在炉膛内积存,就可以防止炉膛的爆燃。对于不同的运行工况,要采取不同的防止方法。

从原则上看,只要做到以下几点就可以防止炉膛爆燃:
(1)在燃烧器出口处有足够的点火能量,并且能稳定地点燃主燃料;
(2)当有可燃混合物积存炉膛时,应立即停炉进行清扫,使可燃混合物冲淡并吹扫出去;
(3)当有个别燃烧器突然熄火时,应立即切断该燃烧器的燃料供应,防止和减少燃料的积存;
(4)加强燃烧器管理,使燃烧设备按正常的程序启停,避免可燃物积存;
(5)加强火焰监视,以火焰信号作为判别燃烧状态的依据。

防止炉膛内爆一般采用的方法是,在锅炉灭火或MFT动作后通过函数发生器向炉膛压力控制系统发出前馈信号,使引风机在MFT后先关小到某百分数(如25%),保持一段时间,再恢复到控制炉膛压力在许可范围内。

第二部分

一、泄漏试验概述
油系统泄漏试验是对油系统管道内充压力油,将进出口油阀迅速关闭后的一段时间内视油压变化的状况来判断这些阀门严密程度的试验。
火电厂油系统泄漏试验是针对燃油跳闸阀、燃油回油阀和燃烧器油阀的密闭性所做的试验,操作员直接在CRT上发出启动油泄漏试验指令启动该试验。

洗扫1

二、泄漏试验目的
1、检验燃油跳闸阀、燃油回油阀和燃烧器油阀的严密性。
2、确保炉前油系统的严密性,是防止炉膛爆燃的一个措施。

三、泄漏试验允许条件
1、燃油跳闸阀、回油阀关;
2、所有燃烧器油阀关;
3、充油压力满足;
4、泄漏试验未旁路;
5、 MFT未复位。

四、泄漏试验步骤
1、 泄漏试验由操作员在CRT上点击“启动油泄漏试验”。将发出“油泄漏试验开始”信号,启动泄漏试验流程。
2、检验燃油回油阀和燃烧器油阀:
a、 开燃油跳闸阀,燃油调节阀全开,同时关闭燃油回油阀,对炉前燃油母管充油30S。

洗扫2

b、充油结束,关闭燃油跳闸阀,进行180S泄漏试验计时,如果在这过程中油压小于一定值,则油泄漏试验失败。需查明原因后重做试验。否则代表燃油回油阀和燃烧器油阀密闭性正常。油泄漏试验继续进行。

洗扫3

3、 检验燃油跳闸阀
a、 开启燃油回油阀,进行泄油30S。

洗扫4

b、 关闭燃油回油阀,进行180S计时,如果在这过程中,燃油跳闸阀后压力大于一定值,则油泄漏试验失败,需查明原因后重做试验。否则代表燃油跳闸阀密闭性正常。油泄漏试验结束。

洗扫5

油泄漏试验中的的充油时间、泄油时间、试验保持时间可根据机组实际情况设定,泄漏试验的失败条件也可以通过燃油跳闸阀前后差压和燃油回油阀前后差压来判定。

5、复位泄漏试验
在试验的过程中,以下任一条件将复位油泄漏试验:
1)选择旁路油泄漏试验;
2)油泄漏试验完成;
3)油泄漏试验失败;
4)燃油跳闸阀和燃油回油阀故障。
 
第三部分


一、概述及目的
指锅炉点火前、停炉后或跳闸后,将规定流量的空气通入炉膛或烟道,以有效清除其中所聚积的可燃物的过程,用于防止炉膛爆炸。

二、炉膛吹扫条件
1、一次吹扫条件(吹扫必要条件)
一次吹扫条件满足,可以进行吹扫,但不进行计时。
a、MFT已跳闸,未复位
b、无MFT条件在
c、主油阀和所有油角阀关
d、所有磨煤机停且出口门关
e、所有给煤机停
f、炉膛内无火
g、所有一次风机停且一次风门关
h、至少一台引风机运行
i、至少一台送风机运行
j、空预器运行

2、二次吹扫条件(吹扫计时条件)
二次吹扫条件满足,进行吹扫计时,计时5分钟。
a、炉膛风量大于25%额定风量,小于40%额定风量
b、所有二次风挡板均在吹扫位
c、炉膛压力正常
d、油泄漏试验已完成

三、吹扫过程
洗扫6
吹扫流程示意图
 
1、当一次吹扫条件全部满足后,CRT会显示“吹扫准备好”。操作员在CRT上发出“启动炉膛吹扫”指令。
2、炉膛吹扫启动指令发出后,FSSS向MCS发出信号将所有二次风挡板置于吹扫位,MCS通过调节使炉膛总风量在25%~40%之间。
3、当一次及二次吹扫条件全部满足后,开始吹扫计时,此时CRT会显示“吹扫进行中”。
4、在吹扫过程中如果某个二次吹扫条件突然不满足,CRT显示“吹扫中断”,吹扫计时复位,当二次吹扫条件又满足时,重新开始吹扫计时;
5、在吹扫过程中如果某个一次吹扫条件突然不满足就会导致吹扫失败,并退出炉膛吹扫。当一次吹扫条件又满足时,需要操作员重新发指令来启动炉膛吹扫。
6、当吹扫计时达到5分钟,则炉膛吹扫成功,CRT显示“吹扫完成”。
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