FSSS(锅炉炉膛安全监控系统)

FSSSFSSS（Furnace Safety Supervision System）就是锅炉炉膛安全监控系统，又可称为燃烧器管理系统（BurnerManagement System）。

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。

炉膛安全监控系统是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监控系统，它能在锅炉正常工作和起停等各种运行方式下，连续密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断的进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，通过种种连锁装置，使燃烧设备中的有关部件严格按照既定的合理程序，完成必要的操作或处理未遂性事故，以保证锅炉燃烧系统的安全。

实际上它是把燃烧系统的安全运行规程用一个逻辑控制系统来实现。

采用BMS系统不仅能自动完成各种操作和保护动作，还能避免运行人员在手动操作时的误动作，并能及时执行手操来不及的快动作，如紧急切断和跳闸等。

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 ControlSystem）和燃料安全系统FSS(Fuel Safety System)。

燃烧器控制系统的功能是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。

燃料安全系统的功能是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。

该发电厂600MW火电机组锅炉为美国B&W公司的亚临界，一次再热，自然循环汽包炉，配有6台MPS-89G型磨煤机，每台磨煤机配一台给煤机；共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CFS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HEI引燃。

FSSS逻辑说明第一节概述在现有的电厂安全运行规范中，需要设置炉膛安全保护系统(简称FSSS)。

它是一个燃料安全联锁和燃烧设备控制系统，能在锅炉正常工作和启动、停止等运行方式下，连续监视燃烧系统的参数与状态，并且进行逻辑运算和判断，通过联锁装置使燃烧设备中的有关部件，按照既定的、合理的程序，完成必要的操作或处理未遂事故，以保证锅炉炉膛及燃烧系统的安全，它在防止运行人员操作事故及设备故障下引起锅炉炉膛及辅助设备爆炸方面起着重要作用。

第二节主燃料跳闸MFT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工况时，MFT动作，切断所有进入炉膛的燃料，即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。

MFT条件消失且锅炉吹扫结束后MFT跳闸才结束。

MFT跳闸后，跳闸原因画面中显示首发跳闸原因。

当MFT继电复位后，首发跳闸原因被清除。

MFT跳闸条件：（以下条件之一发生，MFT动作）1、空预器全停2、送风机全停3、引风机全停4、分离器水位>13.2m，且负荷大于40%，延时2S。

（A、B侧平均再平均，取开关量由三个继电器送出）5、分离器出口温度>457℃，延时1S（A、B侧平均再平均，取开关量由三个继电器送出）6、炉膛压力高高，延时2S（3取2）7、炉膛压力低低，延时2S（3取2）8、手动MFT，2S脉冲9、火检冷却风与炉膛差压低于3.23kPa，延时5S（3取2）（10HHQ10CP401L2、10HHQ10CP402L2、10HHQ10CP403L2）10、全部燃料失去:1)任意油角运行30S后，或磨A在等离子模式（包括四个角OK）且给煤机运行120S2)所有油角阀关或OFT或燃油跳闸阀关3)所有磨煤机停11、全部火焰失去:任意油角服务或煤层服务，失去所有火焰（煤火焰以层为单位，4取3无火）有油层在服务，取非（以层为单位，4个油枪中有3个油枪在服务，取非）12、锅炉总风量过低(<25%)，延时10S13、一次风机全停且有给煤机在运行并无油枪投入14、锅炉给水泵全停，延时10S5S15、汽机跳闸锅炉负荷小于30%且旁路系统切除方式且高低旁路关，延时2S，发2S脉冲16、汽机跳闸锅炉负荷大于30%，延时2S，发2S脉冲17、锅炉吹扫后1800秒未点火18、主给水流量低于539.5t/h，延时2S19、过热器出口温度高于600℃，延时2S20、再热器出口温度高于598℃，延时2S21、MFT已动作（在无MFT条件时MFT继电器动作）22、螺旋水冷壁出口温度>468℃,(A、B侧分别17取3或前、后墙18取3，由3个继电器输出)第三节油燃料跳闸OFTFSSS连续监视不同的OFT条件，如果其中任一个满足，FSSS逻辑就会关闭燃油母管安全快关阀及燃油母管回油关断阀，切除所有正在运行的油燃烧器。

炉膛安全监控系统FSSS1 系统简介炉膛采用单炉膛Π型布置，四角切向燃烧，平衡通风。

制粉系统为直吹式，采用3台BBD4060型双进双出钢球磨，每台磨煤机可供两层燃烧器。

燃烧器系统布置为三层轻油燃烧器、B层微油燃烧器和六层煤燃烧器。

美国FORNEY公司提供成套火检系统产品，控制系统采用美国西屋公司的OVATION分散控制系统。

FSSS 系统主要包括5/55～7/57共3对冗余控制器柜和扩展柜、一个火检放大器柜、一个MFT跳闸继电器柜。

炉膛安全监视系统（FSSS）是实现机组安全运行及自动控制的重要部分，包括公共逻辑、炉膛安全监视保护及燃烧器投运/切除管理，其任务是保证锅炉安全运行。

主要完成以下功能：1)炉前油泄漏试验；2)炉膛吹扫；3)MFT联锁保护；4)油燃烧器管理；5)磨煤机顺序自启停；6)火检及冷却风。

2检修项目与质量要求2.1机组停运前的检查1)DCS控制系统的检查。

2)火焰检测系统的各路火焰显示情况检查，异常情况做好记录。

3)减负荷和停炉过程中的设备状态显示及打印记录检查，异常情况做好记录。

2.2系统停运后的基本检修与要求1)按规定对控制系统硬件检修，检修后不符合质量指标的硬件进行更换。

2)控制系统电源、线路及测量管路检修。

3)火焰检测系统、外围测量和执行设备的检修与校准。

4)系统部件、设备、线路的绝缘电阻测试，应符合规定的绝缘等级要求。

5)停运前检查记录的缺陷处理6)检查FSSS系统的控制逻辑。

在对各控制逻辑、判据信号、定值、参数设置的正确性检查中，如需修改，按规定修改程序进行，并做好备份。

7)对锅炉灭火保护系统的独立性进行检查。

8)各控制系统相关画面检查，应正确无误。

9)检修前后应对控制逻辑各备份一次，并作好标记存放在规定处。

2.3测试项目与技术标准1)控制装置及模件的测试2)控制系统的基本性能和功能测试。

3)所有继电器的测试检查。

4)检查控制对象的开、关和转动方向与CRT显示一致，符合实际工艺要求。

炉膛安全监控系统 FSSS第一节炉膛安全监控系统概述一、概述电力工业迅速发展，已经进入大电网、大机组、高参数、高度自动化的时代。

目前新建电厂一般都采用600MW及以上机组。

大容量、高参数机组运行的安全重要性日益提高，需要控制的与燃烧有关的设备越来越多。

有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风挡板、燃料风挡板等，这些设备不仅类型复杂，而且操作方式多样化，操作过程也比较复杂。

例如，油枪的投运操作包括：点火油枪的推入、雾化蒸汽阀开启、进油阀开启、点火器的投入与断开等。

在锅炉启停工况和事故工况时，燃烧器的操作更加繁琐，如果操作不当很容易造成意外事故。

从20世纪60年代起，在国外火电机组上就开始使用一系列火焰检测装置和炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，简称FSSS），并制定了有关的标准。

其中，美国国家燃烧保护协会（National Fire Protection Association，简称NFPA）制定的标准得到了最广泛的应用。

它为防止锅炉炉膛爆燃，对燃气锅炉、燃油锅炉、单燃烧器锅炉和多燃烧器燃煤锅炉的炉膛防爆均作了详细的规定。

对炉膛爆燃原因、术语、定义、设备要求、设计、安装、调试、维护、操作程序、系统联锁和报警等都作了详细阐述，并经常对该规定进行修改和补充。

它已成为美国国内各锅炉制造商和用户共同遵循的法规，其它各国也广泛采用和遵循这该标准，NFPA标准已经成为了设计FSSS的主要依据。

从20世纪70年代起，炉膛安全监控系统开始在我国火电机组上使用，从国外引进的大型火电机组都配套有锅炉安全运行必不可少的重要监控手段。

原水电部在1993年明文规定：“今后凡新投产机组必须安装火焰检测和安全防爆装置，现有机组在条件许可情况下也必须设法加装”。

原电力工业部电力规划设计总院于1993年9月颁发了《锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》(DLGJ116-93)，为我国火电机组FSSS的设计提供了依据。

FSSS系统1 系统概述1.1 FSSS系统简介FSSS（Furnace Safeguard Supervisory System）系统是现代高参数大型火力发电厂不可缺少的自动保护装置，能监视锅炉和汽轮发电机组的运行工况，并在检测到危害人员和设备安全的工况时，发出主燃料跳闸（MFT）信号，迅速切除已投运的燃烧设备及有关辅机，快速切断进入锅炉的燃料，并维持进风量以清除残留在炉膛、尾部烟道中的可燃气体。

防止由炉膛内燃料和空气混合物产生的不安全工况，并避免锅炉受压部件过热。

FSSS系统还完成对油燃烧器、煤燃烧器、火检风机等设备的自动启、停和联锁保护功能。

1.1.1 FSSS系统构成FSSS系统主要由软件和硬件两大部分组成。

硬件部分主要包括操作员站、控制柜、继电器柜、火检探头、火焰检测器、火检冷却风机、点火枪、油枪及就地控制箱、就地一次元件等设备。

1.1.2 FSSS系统主要功能锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)的主要功能是在锅炉启动、停止和正常运行等各种运行方式下，连续监视燃烧系统的各种参数与状态，根据顺序逻辑程序和安全联锁条件控制各种联锁装置和燃烧系统中的相关设备，完成必要的设备操作或事故处理，防止爆炸性的燃料和空气混合物在锅炉的任何部分积聚，避免锅炉爆炸等未遂事故的发生，保障锅炉的运行安全。

整个FSSS系统可按功能划分为公共逻辑和油、煤燃烧器组(层)控制两部分：公共逻辑包括：- 炉膛吹扫- 燃油系统吹扫- 燃油泄漏试验- 主燃料跳闸及首出跳闸原因- 全炉膛火焰监视- 油、煤层启动允许条件- 跳闸阀及回油阀控制- 冷却风机控制- 一次风机控制- 二次风档板控制- RUNBACK功能- 送、引风机联锁燃烧器层控制又可分为点火助燃油层控制和煤层控制，包括：- 燃油管路上的快关阀及支路油阀控制- 燃烧器组启停- 燃烧器组跳闸- 燃烧器组监视- 油层启停- 油层跳闸- 油层监视- 煤层启停- 煤层跳闸- 煤层监视a. 炉膛吹扫根据美国NFPA防爆规定，需用相当于炉膛体积3～5倍的新鲜空气予以更换，一般在风量大于30％的条件下吹扫5分钟。

第四章锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）第一节 FSSS概述随着锅炉容量的不断增大，需要控制的燃烧设备数量也随之增多，如点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、一次风档板、二次风档板等等。

燃烧设备的操作过程也趋于复杂化，如点火油枪的投运操作包括：点火油枪的推入、雾化蒸汽阀开启、进油阀开启、电点火器的投入与断开等。

煤粉燃烧器的投运操作包括：一次风档板和二次风档板的开启、煤粉挡板的开启、给粉机启动等。

点火油枪的解列操作包括：进油阀关闭、油枪吹扫入油枪退出等。

煤粉燃烧器的停运操作包括：停给粉机、煤粉挡板的关闭、二次风挡板的关闭等。

在锅炉启停工况和事故工况时，燃烧器的操作更加繁琐，由于操作不当很容易造成事故。

当锅炉炉膛内压力增高到一定值时，因炉膛面积较大，可能发生损坏水冷壁管的事故，严重时甚至会使锅炉炉墙、支架损坏，致使锅炉报废。

国内锅炉过去缺少燃烧安全控制系统，每年较大型锅炉发生炉膛爆燃事故几十起，损失巨大。

目前，国内外大、中型发电机组都装有炉膛安全监控系统。

炉膛安全监控系统的英文名称为Furnace Safeguard Supervisory System（简称为FSSS），也可称作燃烧器管理系统（Burner Management System，简称BMS）。

炉膛安全监控系统是现代大型机组自动化不可缺少的组成部分，它对炉膛的正常燃烧，锅炉的安全运行起着决定性的作用。

炉膛安全监控系统有两项重要作用，分别是锅炉安全保护作用和锅炉安全操作管理作用，分别由燃料安全系统（Fuel Safeguard System，简称FSS）和燃烧器控制系统（Burner Control System，简称BCS）完成。

锅炉安全保护作用主要包括在锅炉运行的各个阶段，对参数、状态进行连续地监视；不断地按照安全规定的顺序对它们进行判断、逻辑运算；遇到危险工况，能自动地启动有关设备进行紧急跳闸，切断燃料，使锅炉紧急停炉，保护主、辅设备不受损坏或处理未遂性事故。

#2炉锅炉安全监测系统（FSSS）调试检修规程23019303.doc 第 1 页共 19页目录第一章系统结构原理说明1、概述2、系统组成3、系统功能第二章灭火保护部分逻辑图1、MFT逻辑2、OFT逻辑3、炉膛吹扫（MFT复归）逻辑4、报警逻辑5、点火条件判断第三章程控点火部分执行框图1、点火启动2、紧急投油3、投油退出第一章系统结构原理说明：1.1 概述锅炉安全监控系统（Fsss-Furnace Safegard Supervisiry system）是大型电力发电厂一个极其重要的装置，它担负着锅炉启停、运行监视、安全保护的重要责任，一般情况下，Fsss分灭火保护和程控点火两个子系统，灭火保护（FSS）的作用是在锅炉出现任何危急情况下，紧急切断燃料供给，防止事故发生，保证锅炉的安全运行，具体功能有火焰监视、压力保护、燃料保护、水位保护、辅机保护、机电炉联锁等，程控点火系统（BCS）负责油喷燃器点火与油系统监视。

1.2 系统组成根据技改工程1×125MW机组锅炉特点相应配置及功能如下所述：本系统可分为：监控单元、主控单元、就地控制单元、就地执行机构四部分，见系统组成框图。

1.2.1 监控部分包括：工业控制计算机（IPC）、电阻压力感应式触摸屏、显示器、分屏器、键盘、轨迹球、打印机等。

工控机通过UNTEL WAL通信总线采集下位机PLC的数据信息，经过逻辑运行处理将各种工况形象地反应在显示器的画面上，根据画面信息，通过触摸屏或轨迹球可以对系统进行操作，分屏器将工控机输出的屏幕信号扩展为两路，分别送至两个显示器同时显示，大显示器用于运行人员的监视与操作，小显示器用于维护人员的调试，工控机采集的各种信息与画面内容，也可由打印机输出。

本系统中上位机选用INTEL 586/166工控机，16M内存，1.2G硬盘Windows 98 平台CRT21英寸。

23019303.doc 第 3 页共 19页系统组成框图:1.2.2 主控单元包括主PLC、从PLC、信号调理板。

1.1 控制系统1.1.1 炉膛安全监控系统（FSSS）炉膛监控系统（FSSS）是通过一系列的联锁条件，严格按照预定的逻辑顺序对燃烧设备中的有关部件进行操作和控制的系统，以保证锅炉炉膛的安全。

FSSS的重要功能如下：(1) 炉膛吹扫在锅炉启动前及停炉后都要进行炉膛吹扫，炉膛吹扫的许可条件为：a）MFT跳闸继电器柜电源监视正常；b）无火检探测器故障；c）火检冷却风压力不低于5.5KPa；d）无MFT条件；e）炉膛无火焰：无油火焰且无煤火焰；f）磨煤机全停；g）燃油角阀全关；h）至少一台引风机运营；i）至少一台送风机运营；j）所有辅助风挡板未全关；k）风量大于30％（360T/H）；l）一次风机全停；m）至少一台炉水泵运营；n）两台空预器运营；o）油泄漏实验完毕；p）给煤机全停；q）汽包水位大于-300mm且小于+250mm。

（2）油泄漏实验为防止点火油泄漏进入炉膛，在冷炉点火前必须对油系统进行泄漏实验，在确认合格后才干进行点火，泄漏实验可以独立进行，也可以在炉膛吹扫时自动进行，并作为炉膛吹扫的联锁条件。

（3）油层的启停及监控锅炉采用二级点火，用高能点火装置点燃轻油，控制涉及轻油的启停及监控。

（4）制粉系统的投切控制涉及给煤机、磨煤机、密封风风机、磨煤机出口挡板、热风门等设备的自动或手动投切，在启运或切除某一层煤粉时，一方面必须投入相应的暖炉油枪。

（5）火焰检测单支油枪火焰检测用于暖炉油枪工作时监视每支油枪的火焰，当某一角油喷嘴阀启动而未着火时，相应的火焰检测器发出“无火焰”信号，把油喷嘴关闭。

对于正常运营时煤粉火焰的监视亦采用单只燃烧器火焰检测方式，检测探头布置在相应的燃烧器上方，然后通过适当的逻辑设计，对整个炉膛的火焰信号进行判断，送出必要的“炉膛熄火”信号及正常燃烧信号。

（6）主燃料跳闸（MFT）功能当出现下列情况时，便产生主燃料跳闸动作：a）MFT按钮；b）送风机全停；c）引风机全停；d）火检风机全停延时10秒；e）炉水循环泵全停延时5秒；f）全炉膛熄火；g）全燃料中断；h）一次风机全停且所有油层火焰信号全无；i）汽包水位大于250mm延时2秒；j）汽包水位低于-300mm延时2秒；k）炉膛压力高二值（3240Pa）；l）炉膛压力低二值（-2490Pa）；m）锅炉总风量小于300T/H（25％）；n）汽机跳闸；o）发电机主保护动作；（7）二次风控制根据机组负荷的规定及相应层燃料的输入控制二次风挡板（涉及燃料风、辅助风）的开关位置。

锅炉 FSSS炉膛安全监控系统的英文称为Furnce Safeguard Supervisory System,简称FSSSFSSS 系统主要功能：1、 锅炉点火前的油泄漏试验及炉膛吹扫2、 燃油跳闸阀回油阀等辅助设备的控制3、 MFT 及自动减负荷工况（包括 RB 和甩负荷工况）下锅炉的保护联锁4、 单个油枪及油组顺序自启、停5、 磨煤机顺序自启停6、火焰监视，参数报警FSSS 系统由三大部分组成，即公用控制逻辑、燃油控制逻辑、燃煤控制逻辑 磨煤机顺序自启停针对直吹式制粉系统。

FSSS 功能分二大部分：燃烧器控制系统 （BCS ）和燃料安全系统（FSS ）, —般统称FSSS 。

BCS的功能是对燃烧器系统进行连续监测和程序控制 ,同时提供状态信号至 MCS 、 SCS 、 DAS 和报警系统；FSS 的功能是防止在锅炉运行的各个阶段包括启停过程中，在炉膛、烟道或任何其它部分形成一种可爆燃物质而引起炉膛发生爆炸， 或当锅炉、 汽机和发电机等主设备发 生危害设备和人身安全的情况时，产生主燃料跳闸 系统的主要功能是：点火前的炉膛吹扫， MFT 后的吹扫及油系统切除后的吹扫；点火许可 及油系统控制；投粉许可及制粉系统控制； MFT 及自动减负荷工况下的保护联锁；火焰监 视，参数报警，与其它系统进行数据通讯等等。

FSSS 的功能：油系统泄漏试验 炉膛吹扫点火允许条件的判断油燃烧器的自动点 /熄火控制 投煤许可条件的判断 煤燃烧器的自动点 /熄火控制OFT MFT(MFT) 。

1、2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 FCB 11、 RB12、二次风门挡板的控制FSSS 的逻辑结构：公用逻辑：油系统泄漏试验、炉膛吹扫、锅炉点火允许条件的判断、 MFT 、二次风门挡板的控制、燃油跳闸阀控制、再循环阀控制。

油层逻辑：油枪点火允许条件、油枪的启动、停止、吹扫、跳闸。

煤层逻辑：煤层点火允许条件、制粉系统的启动、停止、跳闸。