电厂热工保护系统课件.ppt

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1、热工保护系统,热工保护系统,目 录第一部分 热工保护系统概述第二部分 炉膛安全监控系统 一、炉膛爆炸的原因和防止措施 1、形成炉膛爆炸的原因 2、炉膛爆炸的防止措施 二、炉膛安全监控系统的主要安全功能 三、FSSS逻辑系统,目 录,第一部分 热工保护系统概述 发电厂热控保护系统是发电厂一个十分重要的、不可缺少的组成部分，对提高机组主辅设备的可靠性和安全性具有十分重要的作用。在主、辅设备发生某些可能引发严重后果的故障时，及时采取相应的措施加以保护，从而软化故障，停机待修，避免发生重大的设备损坏和人身伤亡事故。 发电厂热控保护系统从广义上可分为以下几个子系统：,1、FSSS(BMS)系统 炉膛安全

2、监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System）有的地方称为燃烧器管理系统(Burner Management System) ，它是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监控系统。 2、SCS系统 顺序控制系统(Sequence Control System），这种控制系统的特点是一个按照预先规定的顺序进行检查、判断(逻辑运算)、控制、再检查、判断、控制的过程。任务是实现对单元机组的辅机、如各种电动机、阀门挡板的启动或停止、开或关控制。,1、FSSS(BMS)系统,3、TSI系统 汽轮机监测仪表（Turbine Supervisory Instrument)主

3、要对汽轮机组的转速、振动、轴向位移、大轴偏心度、相对膨胀、油动机行程、气缸膨胀等机械参数进行监侧。当被监测的主要参数超过规定值时发出报警信号。在超过极限值时触发保护装置动作.关闭主汽门，实行紧急停机，以避免重大恶性事故的发生。4、ETS系统 汽轮机紧急跳闸系统（Emergency Turbine System) 用作汽轮发电机组危急情况下的保护，它与DEH、TSI一起构成汽轮发电机组的监控保护系统。ETS监视汽轮机转速、轴向位移(推力轴承磨损)、轴承润滑油压、凝汽器真空以及电液调节系统的控制油油压、振动等。当这些参数中的任一个超过运行极限值时，系统将关闭汽轮机的所有进汽阀门，使汽轮机跳闸。以保

4、证机组设备的安全。系统还提供用户扩充用的遥控跳闸接口。,3、TSI系统,第二部分 炉膛安全监控系统 锅炉炉膛安全监控系统(furnace safeguard supervisory system,简称FSSS)是大型火电机组自动保护和自动控制系统的一个重要组成部分。FSSS的主要功能是通过事先制定的逻辑程序和种种安全联锁条件，保证在锅炉运行的各个阶段，包括启动和停机过程中，防止爆炸性的燃料和空气混合物在锅炉的任何部分积聚，避免锅炉爆炸事故的发生。 引起炉膛爆炸大多是由于点燃了在几秒钟内堆积在炉膛内的燃料造成的，运行人员不能对这种情况作出及时的反应，这个任务只能依靠FSSS系统来完成。,电厂热工

5、保护系统课件,FSSS的主要功能大致可归纳为以下五项（1）、炉膛吹扫。锅炉点火前和停炉后必须对炉膛进行连续吹扫。（2）、油枪或油枪组程控。 （3）、炉膛火焰检测。（4）、磨煤机组程序启停和给煤机、磨煤机保护逻辑（5）、主燃料跳闸(master fuel trip-MFT),电厂热工保护系统课件,一、炉膛爆炸的原因和防止措施 为了弄清FSSS系统的功能原理，有必要对炉膛爆炸的原因进行认真的分析。炉膛爆炸指的是在锅炉炉膛内积存的可燃混合物突然同时被点燃，即爆燃而使烟气侧压力升高造成炉墙结构破坏的现象，亦称为外爆。烟气侧压力过低，造成炉墙结构破坏的现象，称为内爆。形成炉膛爆炸的原因有3点 1）、炉膛

6、爆燃的理论分析： 当进入炉内的燃料立即被点燃，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，因而也就不可能发生爆炸。但如果运行人员操作顺序不当，设备或控制系统设计不合理，或者是设备和控制系统出现故障等，就有可能发生爆燃。从原理上来分析，只有符合下列三种情况才有可能发生爆燃：,一、炉膛爆炸的原因和防止措施,炉膛或烟道内有燃料和助燃空气积存。积存的燃料和空气混合物是爆炸性的。具有足够的点火能源。 当这三个条件中有一个不存在时，就不会发生爆燃，所谓爆炸性混合物也就是可以点燃的混合物，然而锅炉在工作时不可能没有可燃混合物，也不可能没有点火能源，因此主要是设法防止可燃混合物积存在炉膛和烟道

7、中。 燃料与空气按一定比例混合时才能形成可燃混合物，混合物中所含燃料浓度过大或过小均不能点燃，至于具体可燃混合物的浓度范围随不同燃料而不同，且与温度有关。,炉膛或烟道内有燃料和助燃空气积存。,当炉膛温度低时(如升炉点火时期)一定要有更适当的浓度比才能点燃，或者要有更大的点火能源(即更高的温度)才能点燃。如果由于没有足够的点火能源或浓度比不当，送入炉膛的燃料不能着火。或者使正在燃烧的火焰中断，这时就有燃料和空气混合物进入炉膛，这种情况延续的时间越长，炉膛内积存的燃料和空气混合物越多，如送入的可燃混合物或经扩散而达到可燃范围，则突然点燃可能发生爆燃。 当可然混合物点燃时即发生爆燃，爆燃时火焰的传播

8、速度很快，积存的可燃混合物等于同时点燃，生成气容积突然增大，一时来不及由炉膛出口排出，因而使炉膛压力骤增。当爆燃后的炉膛压力P大于炉墙结构所能承受的压力，即发生爆炸性的破坏事故。,当炉膛温度低时(如升炉点火时期)一定要有更适当的,2）、可能发炉爆的危险情况 4点 炉膛内最可能发生可燃混合物积存的几种危险情况：(1)燃料在停炉时积存或停炉后漏进锅炉炉膛内，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)一个或者几个燃烧器燃烧不良或失去火焰，从而堆积起可燃的混合物。(4)运行中整个炉膛熄火，造成燃料和空气可燃混合物的积聚，随后再次点火或者有其它点火源存在时，

9、使这些可燃混合物点燃。 上述危险情况，对于燃用不同燃料的锅炉都是相同的。但是由于不同燃料具有不同的物理化学特性，所以对于燃用不同燃料的锅炉，在设计和运行时都应该充分注意到由不同燃料带来的特殊问题。,2）、可能发炉爆的危险情况 4点,3）、燃煤的特殊问题 8点(1)每立方米空气中含有005公斤煤粉时，就可形成爆炸性混合物。600MW机组锅炉额定负荷时，每秒钟约烧80公斤煤，所以在燃用煤粉时必须严格照运行规程进行。(2)煤需在几个独立的分系统中加工，传递。这些分系统必须同时运行，如某个分系统故障，就会增加潜在的爆炸危险。(3)煤在磨碎过程中所释放的甲烷气体，可能积聚在一个封闭的空间里。(4)原煤中

10、可能含有杂质如碎铁块等。这些杂质可能会把给煤机堵塞住，从而造成给煤机运行中断甚至损坏。杂质引起的煤量中断可能会引起炉膛中失去部分或全都火焰，而在再点火时可能引起打炮和爆炸。同样当原煤过分湿的话，也会引起煤供应系统中出现堵塞。,3）、燃煤的特殊问题 8点,(5) 磨煤机停运时，操作顺序不当，使磨煤机和煤粉管道中积存煤粉，再次启动时，使大量煤粉同时进入炉膛，造成“打炮”。另外磨煤机停运或磨煤机跳闸时未出空磨煤机内存煤，积存煤粉可能自燃爆炸。(6)输送煤粉一次风速不够，可能造成煤粉在煤粉管道中积累燃烧，因此在磨煤机运行和停运过程中，一次风速必须达到规定要求。由于一台磨煤机引出多条煤粉管道，管道长度、

11、结构不同，各个管道风速可能不等。因此最低的管道安全风速必须以同一磨煤机中风速最低的那根管子为基础确定，在锅炉试运行时需进行必要的试验来确定。(7)保持一定的磨煤机出口温度。温度太低妨碍磨煤效果。温度太高会引起结焦和部件烧坏，也增加了磨煤机着火的可能性。对于不同的煤种，磨煤机出口温度需合理调整。(8) 大多数测量仪表和采样系统只能指示气态可燃物，不能检测出没有燃烧的煤粉粒子是否存在。,(5) 磨煤机停运时，操作顺序不当，使磨煤机和煤粉管道中积存,4）、燃油的特殊问题 5点 （1）油的燃烧热值高，所以防泄漏问题更加重要，因为少量的泄漏也可能造成潜在危险。 （2）燃油的粘度必须保持在规定值范围内，以

12、保证雾化质量 （3）当油枪采用机械雾化，就要十分注意喷嘴或档板上的孔径尺寸，因为如果由于制造误差或使用磨损使尺寸变化时，各个燃烧器上喷出的油量就会有明显的差别这不仅影响到锅炉的效率，特别是在炉膛富裕风量不多时还可能在炉膛中积存可燃物，所以要定期对喷嘴进行检查。 （4）由于燃料油是无压缩性的液体，通常用的管道系统也是无弹性的，所有可能引起油量的突变的情况，如供油阀突然动作；单个油枪截止阀突然动作，燃烧器回油管道调节阀突然动作等均可能造成危险的工况，阀门或执行机构的故障或者阀的动作太快更可能加剧这种危险。,4）、燃油的特殊问题 5点,（5）由于燃烧层的不同以及其它一些因素，如从调节伐算起的距离，管

13、道尺寸不当也会造成进油量的不同。2、炉膛爆炸的防止措施 1)防止炉膛爆炸的原则性措施： 前面提到如能防止可燃混合物积存就可防止炉膛爆炸，经验证明大多炉膛爆炸发生在点火和暖炉期间，在低负荷运行或在停炉熄火过程中也发生过，对于不同的运行情况要采用不同的防止方法。从原则上来看，只要做到下面几点就可以防止爆炸：,（5）由于燃烧层的不同以及其它一些因素，如从调节伐算起的距离,(1)在主燃料与空气混合物进口处有的足够的点火能源，点火器的火焰要稳定，具有一定的能量而且位置恰当能把主燃料点燃。(2)当有未点燃的燃料进入炉膛时，这段时间应尽可能缩短，使积存的可燃物容积占炉膛容积的极小部分。(3)对于已进入炉膛未

14、点燃的可燃混合物，尽快地冲淡，使之超出可燃范围，并不断地把它吹扫出去。(4)当送入的燃料只有部分燃烧时，应继续冲淡，使之成为不可燃的混合物。 2)点火暖炉期间 点火期间炉膛是冷的，这时还没有预热空气，这期间要起动的设备和进行的操作很多，很容易发生误操作。,(1)在主燃料与空气混合物进口处有的足够的点火能源，点火器的,点火器的火焰是炉膛的第一轮火焰，点燃点火器之前应保证炉膛与烟道内没有积存的可燃混合物，因此点火前必须用空气吹扫炉膛与烟道，将任何积存的燃料吹扫出去，同时还要防止有燃料流入炉膛和烟道，为能达到吹扫目的，吹扫时要有一定的换气量和一定的空气流速，一般要求换气量不少于炉膛容积四倍的空气量，

15、而空气流量应不小于额走负荷时空气流量的25(一般规定为30)，以免被吹起的燃料又积存下来。吹扫时间必须连续保持5分钟以上，保证吹扫彻底。另外在5分钟吹扫前，一般先进行油系统泄漏试验，保证燃油跳闸阀和油枪喷嘴阀关闭严密，防止燃油在停用时漏入炉瞠。,点火器的火焰是炉膛的第一轮火焰，点燃点火器之,3)火焰中断 不论在什么情况下，如果燃烧器的火焰熄灭，就应立即切断燃料，否则进入的燃料将积存在炉膛中，这段时间越长进入的燃料就越多可能形成严重爆燃。任一燃烧器的火焰熄灭，就应立即切断该燃烧器的燃料，如全部火焰熄灭，应立即切断全部燃料。,3)火焰中断,二、炉膛安全监控系统的主要安全功能 FSSS系统的具体安全

16、联锁条件要根据各个机组的燃烧系统物理特性和燃料种类决定。对于大部分大型燃煤机组来说，FSSS系统均包含下述主要安全功能： 1)炉膛点火前的吹扫。点火前吹扫的目的是为了在启动前把炉膛及管道内积聚的没有燃烧的燃料和气体清除掉。为此要有一个合适的风量并通过一定的时间，一般采用全负荷的30风量，吹扫时间是5分钟。进行吹扫必须满足规定的吹扫许可条件。如所有磨煤机停止运行，热风门关闭，所有油枪喷嘴阀关闭，主油管跳闸阀关闭，至少有一台送风机和一台引风机在进行，风量30额定风量，辅助风档板打开，火焰检测器指示“无火焰”等等。,二、炉膛安全监控系统的主要安全功能,2)燃油点火。当炉膛吹扫完成后，在满足一定的许可

17、条件下，燃油才能投入运行，典型的许可条件为：a.吹扫完成；b.燃油母管跳闸阀开；c主油管油压正常；d.主油管油温正常；e手动油阀打开等。当上述许可条件满足，则发出启动命令，起动燃油枪，点火顺序是自动进行的。3)主燃料(煤粉)引入。当锅炉已经用油暖炉，在满足一定的许可条件下，可以启动磨煤机，这些许可条件主要有：a.必须具有毗邻层的点火支持能量。这一许可条件是最重要的，只有具有足够的点火支持能量，才能保证主燃料进入炉膛即被点燃。b.必须具备“磨煤机已准备好的条件，这个条件一般包含如下许可条件，如磨煤机出口阀打开、润滑油压满足和一次风满足等等。,2)燃油点火。当炉膛吹扫完成后，在满足一定的许可条件下

18、，燃油,4)连续监视运行工况在机组运行过程中，FSSS逻辑系统通过装在锅炉各个部位的敏感元件如压力开关、限位开关和火焰检测器等提供的信号对炉膛燃烧工况及其它关键的运行参数进行连续的监测，无论什么时候，只要有异常情况出现，FSSS系统将发出声光报警，提醒运行人员立即进行正确的操作和处理，以避免可能引起的跳闸事故。在某了些情况下运行人员，来不及反应，FSSS系统将自动启动跳闸。5)切除部分燃烧器或紧急停炉。在紧急情况下，如主要辅机故障(Run Back)汽机或电网故障甩负荷。(FCB)，运行人员来不及进行及时操作FSSS将以层为单位按预定的顺序切除部分燃烧器。当发生危及整个设备和人身安全的紧急工况

19、，FSSS将启动主燃料跳闸MFT切除所有燃烧器，紧急停炉。一些典型的主燃料跳闸条件为：失去全部送风机或引风机，汽包水位过低和锅炉熄火等。无论什么时候，当锅炉有关设备的安全情况遭受危险时，运行人员可以直接启动MFT或跳掉个别设备，而不需要等待FSSS启动跳闸。,4)连续监视运行工况在机组运行过程中，FSSS逻辑系统通过,6)燃烧后的吹扫，在锅炉跳闸或正常停炉切除所有燃烧器后，都必须进行不少于5分钟的吹扫，以清除可能储存在炉内的燃料空气混合物。,6)燃烧后的吹扫，在锅炉跳闸或正常停炉切除所有燃烧器后，,三、FSSS逻辑系统 逻辑系统可以看作是FSSS系统的“大脑”。它对运行人员的操作指令和敏感元件

20、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的设备。 逻辑系统采用分层分时控制方式，每个层的故障不会影响整个机组的运行，从而大大提高了整体可靠性和可用率。,三、FSSS逻辑系统,FSSS逻辑系统一般分成以下三个部分(1)总体控制部分 这一部分主要包括；炉膛吹扫，主燃料跳闸，炉膛火焰监视，快速减负荷(FCB)，辅机故障减负荷(RB)，燃料启动许可，燃油母管跳闸阀和回油阀控制以及密封风机、火检冷却风机等。(2)油层控制系统；配置三个油层，相应有三个独立的逻辑控制系统，分别控

21、制每个层的四个角的燃油控制设备(由油枪、高能点火器、油枪角阀组成)。(3)煤层控制系统配置六个煤层，相应有六个独立的煤层逻辑控制系统，分别控制各个煤层的设备，如给煤机、磨煤机、冷热风门等。,FSSS逻辑系统一般分成以下三个部分,列举几个逻辑实例:（见图） （1）、MFT条件 （2）、吹扫逻辑,电厂热工保护系统课件,锅炉紧急停止按钮,在操作台共有两个MFT跳闸按钮，共引出四组线，其中3组直接送往MFT继电器柜，跳闸MFT(硬线)；另一路送往Drop10控制柜，在逻辑中触发MFT保护动作,锅炉紧急停止按钮 在操作台共有两个MFT跳闸,炉膛压力低低保护,炉膛压力过低，会造成炉膛及烟道及烟送内爆，给炉

22、体造成破坏。当就地三只压力开关任两个低于2540Pa时， 经三取二逻辑判断，延时3秒MFT动作。,炉膛压力低低保护 炉膛压力过低，会造成炉膛及烟道及,炉膛压力高高保护,炉膛燃烧不稳或其它原因造成炉膛内产生正压，严重时会造成灭火或炉墙破坏，当就地三只压力开关有任两个高于+3300Pa时，经三取二逻辑判断，延时3秒MFT动作。,炉膛压力高高保护 炉膛燃烧不稳或其它原因造成炉膛,火检冷却风与炉膛差压低低保护,就地共安装有3个火检炉膛冷却风差压低低开关产。当3个火检冷却风与炉膛差太开关中任意两个低于2000Pa时，在逻辑中经过三取二判断，延时30秒MFT动作 含质量检测,火检冷却风与炉膛差压低低保护

23、就地共安装有3,引风机全停保护,当发生AB两台引风机全停止时，立即发出MFT动作指令。,引风机全停保护 当发生AB两台引风机全停止,送风机全停保护,当发生AB两台送风机全停止时，立即发出MFT动作指令。,送风机全停保护 当发生AB两台送风机全停止,电动给水泵全停保护,当发生ABC三台电动给水泵全部停止时，延时10秒发出MFT动作指令。,电动给水泵全停保护 当发生ABC三台电动,三次点火失败保护,为了防止锅炉在点火阶段由于点火不成功造成燃料大量聚集，当锅炉MFT复位后，油枪连续三次点火不成功，立即发出MFT动作指令。 判断条件：当MFT复位且燃烧器投运记忆为0时，任一油枪每发一次跳闸信号，刚计娄

24、器增加1，当计数器累计为3时，MFT动作。,三次点火失败保护 为了防止锅炉在点火阶段由于,延时点火失败保护,当MFT复位后，如果1800少内没有燃烧器投运，立即触发MFT动作。 具体判断条件：当MFT复位，炉前进油快关阀开到位，且燃烧器投运记忆为0时，计时器开始计时，如果1800秒内燃烧器没有投运，则触发MFT动作。,延时点火失败保护 当MFT复位后，如果180,失去全部燃料跳闸,机组正常运行过程中，燃烧器投运记忆信号动作（该信号与三次点火失败项目中的燃烧器投运记忆为同一信号），在全部油枪的进油阀和雾化阀全关或者炉前进油阀和回油阀全关的情况下，如果全部给煤机跳闸同时全部磨煤机跳闸或者全部一次风

25、机跳闸，则发一个脉冲信号触发MFT动作,失去全部燃料跳闸 机组正常运行过程中，燃烧器,失去全部火焰跳闸,机组正常运行过程中，在任一层燃烧器投运的情况下，如果全部火检信号消失触发MFT动作。（火检信号采用四取三的逻辑判断，如果磨煤机跳闸，则该磨煤机所带两层燃烧器也认为是火检信号消息）,失去全部火焰跳闸 机组正常运行过程中，在任一,总风量低于30%,机组正常运行时，如果是总风量小于30%，将会影响燃烧，甚至造成燃料堆积在炉膛内，威胁锅炉安全，为保证安全，该信号延时5秒后发MFT跳闸指令，总风量信号由左、右侧二次风流量差压变送器计算后相加得出。另外加了两路硬线从CCS(DROP3)接入FSSS(DR

26、OP10),总风量低于30% 机组正常运行时，如果是总风,汽包水位低低保护,汽包水位低于350mm时，延时3秒MFT动作，其延时是为了防止由于水位瞬时波动造成保护误动，此信号由就地变送器送来，经过低值选择器，三取二输出。 含质量检测,汽包水位低低保护 汽包水位低于350mm时，,汽包水位高高保护,汽包水位高于+250mm时，延时3秒MFT动作，其延时是为了防止由于水位瞬时波动造成保护误动，此信号由就地变送器送来，经过低值选择器，三取二输出。,汽包水位高高保护 汽包水位高于+250mm时，,汽机跳闸保护,正常运行中，在主蒸汽流量大于150t/h情况下，如果汽轮机挂闸信号消失或者高、中压汽门同时关

27、闭，则汽轮机跳闸触发MFT动作，汽轮机挂闸信号采用三个汽轮机挂闸信号开关经三取二逻辑判断后送出，同时为防止DCS通讯故障，另接两组硬线由DROP41接至DROP7,汽机跳闸保护 正常运行中，在主蒸汽流量大于15,FSSS控制柜失去电源,该路保护采用硬接线由FSSS控制柜（DROP10）接至MFT继电器柜，FSSS控制柜内共由三个电源监视继电器，为常带电结构，每个继电器分别有一组接线引至MFT继电柜，和三路手动跳闸接线并联后接至3个MFT继电器，电源监视继电器和MFT继电器一一对应，电源跳闸后由MFT继电器实现三取二动作。,FSSS控制柜失去电源 该路保护采用硬接线由F,MFT复位的条件,MFT

28、动作后，必须进行为期300秒的炉膛吹扫，炉膛吹扫完成后，MFT信号自动复位 吹扫条件共15个：任一送风机运行信号任一引风机运行信号全部一次风机停止信号任一空预器停止信号,MFT复位的条件 MFT动作后，必须进行为期3,全部磨煤机停止信号全部给煤机停止信号全部磨煤机总风门关信号油跳闸阀关信号全部煤火检无火信号全部火检无为信号全部油角阀及雾化阀关信号无MFT条件汽包水位正常（+200-200）总风量满足要求油泄露试验完成,全部磨煤机停止信号,1、现场设备 现场设备包括驱动装置及传感元件。(1) 驱动装置 驱动装置用于控制和隔离进入炉膛的燃料和空气。燃烧系统的驱动装置包括电动或气动的执行机构。如挡板

29、驱动器、暖炉油跳闸阀、 油角三位阀、高能触发器、油枪点火枪气缸等等。运行人员通过逻辑系统监控这些装置。由于FSSS系统是一个逻辑控制系统，因此，逻辑系统给这些启动装置的指令不是开就是关，不是投入就是退出。而那些调节挡板的开度，如辅助风控制挡板、燃油再循环阀开度、给粉机转速等的开度则由闭环控制系统(CCS)来控制。 保证这些驱动装置的良好的工作状态是十分重要的，因为FSSS指令和安全联锁靠这些驱动装置执行和实现。因此必须对所有的现场设备进行定期监视、检验和测试，并保持这些设备的清洁；设备停运后，要定期动作所有的阀门和挡板。机组检修时按标准检修项目进行检修和维护。,1、现场设备,(2)、敏感元件

30、敏感元件是用来监测炉内燃烧和燃料空气系统状态的装置，如炉内有无火焰，空气、烟气、燃油的压力、温度，阀门、挡板的开关情况等。敏感元件包括压力开关、温度开关、流量(差压)开关、限位开关及火焰检测器等。 压力开关用于反映燃料、空气、炉膛压力。例如，当检测到炉膛压力超过允许值时，使机组跳闸。温度开关用于反映燃料、空气温度。 限位开关用于反映阀门或挡板的极限行程，以保证运行在规定的安全限度之内，或提供一个证实信号，证明阀门是开的还是关的。 火焰检测器用于监视炉膛内主燃烧器或油枪的火焰，以证实火焰是否存在。 敏感元件得到的状态进入FSSS逻辑，再由FSSS逻辑运算，发出相应的控制指令，控制燃烧系统中的有关

31、设备。敏感元件检测到的状态还将通过CRT或指示灯、光字排，向运行人员反映当前各设备的运行状态。,(2)、敏感元件,当有报警状态出现时，提醒运行人员及时进行操作，纠正事故倾向。 显然，保持敏感元件的良好工作状态也非常重要，敏感元件的故障可能导致不必要的跳闸。敏感元件投入使用前应进行严格的检查，以保证运行要求，投入使用后，要定期进行校验；必须保持敏感元件的清洁度，这对火焰检测器尤其重要，需定期检查，同时始终保持提供足够的冷却风。,当有报警状态出现时，提醒运行人员及时进行操作，纠正事故,2、FSSS控制设备重点分析（1）、火检系统 火焰检测器是FSSS系统中重要敏感部件，是炉膛安全监控和灭火保护的关

32、键。火焰检测器的种类很多，因为燃烧过程中有许多物理特征能被检测仪表作为火焰感觉出来，目前使用较为普遍的有紫外线、红外线和可见光检测方式。 紫外线型火焰检测器对于以燃油和天燃气为燃料的燃烧器较好，其火焰将辐射出一定数量的紫外线，使用对波长为2000-3000 的紫外线敏感的紫外光敏管，就能检测到燃烧器的火焰信号，由于紫外线的辐射主要集中在火焰根部的一次燃烧区里，因此能获得较高的鉴别能力，不易受到相邻燃烧器火焰的影响。但对燃煤锅炉来讲，这种紫外线火焰检测器的灵敏度要低于燃油或天燃气工况。,2、FSSS控制设备重点分析,红外线型火焰检测器对以燃煤为燃料的燃烧器较好，其火焰中发出大量波长8000 以上

33、的红外线，使用红外检测器就能测到燃烧器的火焰信号。火焰的红外线(包括可见光)具有脉动性，脉动的频率是根据燃料种类的不同有很大的变化，燃煤的脉动频率最低，燃油和天燃气则比燃煤脉动频率高得多，另外煤/风比、燃料喷射速度、风速和燃烧器的几何形状等也会影响到火焰的脉动频率和强度。所测出火焰的脉冲频率和强度是否在规定范围内，便能判断火焰是否正常。 火焰检测器由两部分构成，探头部分和信号处理卡件。现在也常使用一体化火焰检测器（二期） 但基本原理没有变。以下仅分析分离式。,红外线型火焰检测器对以燃煤为燃料的燃烧器较好,A、探头部分 火焰检测器的探头部分把燃料燃烧辐射的可见光转变为脉动的电流信号。探头原理方框

34、图如下：,A、探头部分,探头部分具有一下特点：（1）、探头瞄准透镜采用平凸透镜 这种平凸透镜能使探头视角限制在一个小角度内。试验证明，限制视角能增强火焰信号脉动分量的峰峰(最大值和最小值之间的幅值)。增加脉动的幅值，将便于电子处理回路检测和放大低频脉动。（2）、采用红外滤波的特种光电二极管 光电二极管对可见光的灵敏度相当于人的眼睛。下页图示给出了光导纤维、无滤波的光电管和带红外滤波的光电管对各种波长的响应曲线。这些响应曲线是在大型燃煤锅炉上作出的。从曲线上可以看出，光导纤维和光电管对紫外线光均无反应。,探头部分具有一下特点：,电厂热工保护系统课件,（3）、采用对数放大器 由于光电管产生的电流大

35、小是光强度的指数函数，电路中采用了对数放大器，将光电管产生的电流信号转变为电压信号并予以放大。采用对数放大器还可防止信号饱和，使得各种情况下的火焰信号均在预定值范围内，这样就可以用所测得的火焰强度信号作为火焰检测器自身是否故障的判断依据。 （4）、使用发光二极管的负反馈回路 在对数放大器上连接了一个发光二极管的负反馈回路，使得在锅炉停运时仍然有光信号传给光电管，向信号处理电子处理卡件发出一个稳定的电流信号。当送至卡件的电流信号过小或过大时，说明元件和线路可能有故障。因此只要检查送到卡件的电流强度的大小就可以判断探头部分的元件及电缆是否完好。（5）、电压/电流转换 因为电流传输比电压传输具有抗干

36、扰能力强和便于远距离传送而衰减较小的优点，对数放大器输出的电压信号，又通过传输放大器再转换成电流信号。,（3）、采用对数放大器,B、信号处理卡件 下图位信号处理卡件对一火焰信号进行处理的原理框图,B、信号处理卡件,从探头送来的电流信号先经过电流/电压转换，转变成电压信号，此电压信号同时被送到三个回路进行强度检查、频率检查和自身故障检查，这三路信号都由对应的发光二极管指示灯来指示各自的检查结果。当频率、强度都在规定的范围内，且无故障时，“火焰存在”指示灯将点亮。同时，在面板上的小型光度表上可以看到火焰信号强度的大小。 原始火焰信号的波形是很不规则的，它的强度和频率都在不断地变化，对于这种信号，在

37、处理时必须采用一些特殊的方法。在处理火焰信号的强度时，如用普通施密特触发器的单一门槛值来判别火焰的存在有一定的困难，特别是在鉴别单根油枪的火焰时，若提高灵敏度会容易引起“误动”，即容易受到邻近或对侧油枪火焰的干扰；降低灵敏度，又可能引起“拒动”，即不能较灵敏地检测出油枪火焰。为了解决上述问题，在卡件中设计了强度和故障分析电路。强度和故障逻辑见下图：,从探头送来的电流信号先经过电流/电压转换，转,通过卡件分别设定强度容许信号的上限和下限，当强度信号超过上限值时，强度信号就能生效，而在此信号降到低于下限值以前，这个有效信号将保持着，适当提高上限阀值可以提高鉴别火焰的能力；而设定较低的下限阀值则能保

38、证有足够的灵敏度，而不致于造成“拒动”，图中的实斜线部分就是火焰信号强度容许的区域。,通过卡件分别设定强度容许信号的上限和下限，当,频率检测部分的核心是用一个频率比较器，它利用不同燃料产生的火焰的脉动频率有很大区别这一原理来判断所要检测的火焰信号是否存在。下图为频率检测部分的原理框图。,频率检测部分的核心是用一个频率比较器，它利用不,送进来的火焰信号经过一个交流放大器和触发器变换成一系列的方波脉冲，这一系列的脉冲信号的频率也是在不断变化的，其频率和一个内部设定的频率在一个可调频率鉴别器内进行比较，当火焰信号频率高于设定频率时，鉴别器就会有输出(图中阴影部分)；而当输入信号的频率小于设定频率时，

39、鉴别器没有输出，也就是说，要检测的火焰频率不可能这么低，因而也就不会发出火焰存在信号。 频率检测部分对火焰检测装置的正常运行是至关重要的，因为火焰的脉动频率常常比强度更能表现燃烧火焰的特征，所以调整好频率鉴别器的内部频率可以很好地将所要检测的火焰区别开来，从而大大提高火焰检测装置的可靠性。,送进来的火焰信号经过一个交流放大器和触发器变换,C、火检系统检修 针对以上的分析我们可以知道，火检系统检修主要为火检探头的维护和信号处理卡件内部参数的设置。（1）、火检探头的维护 主要工作有：镜头组件的清洁、损坏部件的更换和修复、光纤的透光检查、探头板的检验（结合规程和校验装置讲解）等。（2）、卡件内部参数的设置 此项工作视具体的产品说明有不同的设置方法和功能 （结合规程说明）。,C、火检系统检修,（2）、点火模拟试验 为了确保锅炉一次点火成功，基本上每次停机检修都需要作点火模拟试验（包括油角控制设备的动作试验）。在作试验时需要注意的几个问题： A、工作票（确保相关措施到位） B、注意DCS系统中所有点火条件（复置MFT继电器），强制后及时恢复 C、注意点火枪的漏电问题 D、注意电磁阀等就地设备的控制方式 E、注意反馈信号的状态（同步问题）,（2）、点火模拟试验,