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[摘 要]针对我火电厂近来锅炉灭火保护控制存在的滞后，误动和拒动等问题进行研究分析，发现了锅炉燃烧系统中存在的老化，设置不合理等现象。锅炉灭火保护控制是燃烧系统的重要组成部分，对火电厂安全正常的运行起着至关重要的作用，针对其出现的问题，我们做出了详细的研究报告，并设计出能够提高其可靠性的方案。
[关键词]锅炉灭火 安全 保护 优化 可靠性
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0062-01
锅炉的灭火保护是保证锅炉安全正常运行的重要因素，它通过对锅炉内燃烧工况的监视、报警， 并且在锅炉炉膛内发生灭火或灭火临界点时及时切断将要进入炉膛内的所有燃料， 以防止炉膛内爆炸而对锅炉甚至生命造成损害。近年来因为煤质下降，煤种增多等原因[1]，锅炉灭火的现象也相应增多。如果锅炉的灭火保护控制不能够得到优化改进，会给锅炉燃烧和火电厂的安全运营带来隐患。
一、锅炉的安全监控系统和MFT逻辑简介[2]
（一）锅炉炉膛安全监控系统（Furnace SafeguardSupervisory System，FSSS）
FSSS是保护锅炉安全运行的重要系统，它的正确动作直接影响到机组的安全稳定运行，根据防爆规程规定的安全条件，经过一系列逻辑运算和判断之后，当满足保护动作条件时驱动 MFT 动作，通过相应的联锁条件闭锁相应的燃烧系统。迅速切断进入炉膛的所有燃料，防止炉膛爆炸事故的发生。锅炉炉膛安全监视系统（FSSS）设置的目的为：由于各种原因，刚灭火的锅炉燃料系统仍在向炉膛
内供应燃料，在高温炉膛内再次爆燃而损坏设备，故对锅炉灭火要进行保护，即灭火保护动作后关闭燃油速断阀和停止2 台排粉机运行。FSSS 的机柜部分主要包括控制模件、继电器搭接的控制回路及电源等部分[3]。
（二）MFT逻辑简介
MFT一般指的是锅炉运行当中对设备的自动保护措施：当发生异常突发事故时或报警，或自动停止设备运行.保留送，引风机运行进行吹扫.缺陷或故障消除后需启动设备时，必须先将MFT复位方可启动设备，否者电机设备无法启动.MFT即主燃料跳闸。我火电厂的锅炉主燃料保护 MFT 由 14个条件组成，在任一条件出现时，将引起 MFT动作。其条件如下：2 台送风机停，2 台引风机停，炉膛压力高，炉膛压力低，火焰丧失，燃料丧失，汽包水位高，汽包水位低，手动跳闸，失去两台冷却风机，无油排粉机均停，点火失败，两台空预器均停，汽机跳闸。
二、锅炉的灭火保护控制存在的问题
MFT手动按钮信号经开入通道进MFT逻辑，如输入端子板故障将会引起手动MFT拒动。影响锅炉灭火保护可靠性的两个基本因素就是误动和拒动。这两个因素是及其矛盾的，要想防止误动就可能增加拒动的可能性。因此，保护的总体原则是：在保证不发生拒动的基础上，尽可能减少误动。
（一）手动MFT保护的问题
手动MFT是由装在辅接台上两个手动按钮接点通过DCS系统端子板进入FSSS 逻辑成为MFT的动作条件之一。在这种设计中，如果MFT输出端子板故障，将会引起灭火保护误动或拒动。
（二）转机存在的问题
MFT 拒动的发生也有可能是因为转机的问题。主要表现在：6 kV 转机（如送风机、引风机等）检修停电时，转机送至 DCS 中的“停”状态消失，DCS的 系统判断发生故障，这样就会影响锅炉灭火保护的正常动作。
（三）火检不稳定
主要表现为：
1、火检信号处理不能真实反映炉膛火焰状态
炉内火焰燃烧区产生的可见光辐射传至火焰检测探头，通过火焰检测器（ 简称火检） 将光信号转换成电信号，经过其检测器调制、放大后输出反映火焰燃烧状况的电信号。火焰信号是火焰亮度和火焰频率的综合反映， 在判断火焰的/有0与/无0时分2个条件进行，只有火焰的强度和频率同时分别达到预先设定的值时，才判断有火。实际上由于锅炉的燃烧工况变化引起的从有火到无火有一个过程，由于信号的延时，火焰监视系统往往只能反映燃烧器/完全灭火0的状态，无法提前预知或反映燃烧器即将灭火的状态。
2、未考虑临界火焰保护
临界火焰是指在单位时间内一定比例燃烧器的火检未检测到火焰。在临界火焰状态下，锅炉燃烧处于不稳定状态（即临界灭火）。所以，在临界火焰状态下发出MFT指令，是防止锅炉爆燃的最佳保护控制.锅炉灭火是对所有燃烧器的火检信号通过控制系统的逻辑运算产生的。根据不同的燃烧方式，在所有火检无火或绝大部分火检无火时控制系统才有可能发出锅炉灭火的信号。在锅炉灭火信号发出前未察觉濒临灭火前的燃烧不稳，又未及时采取紧急保护措施，继续让燃料进入炉膛，有可能造成炉膛爆燃。锅炉灭火是对所有燃烧器的火检信号通过控制系统的逻辑运算产生的。根据不同的燃烧方式，在所有火检无火或绝大部分火检无火时控制系统才有可能发出锅炉灭火的信号。在锅炉灭火信号发出前未察觉濒临灭火前的燃烧不稳，又未及时采取紧急保护措施，继续让燃料进入炉膛，有可能造成炉膛爆燃。
3、火焰监视局限性
从火焰监视的工作原理和燃烧器的火焰构成而言，火检的火焰信号很容易造成保护控制误动作。火检检测火焰的角度在火检探头安装后是一个固定值，通过冷态调试与热态修正后，对当时的燃烧工况是一个比较理想的监视状态。但是，燃烧器喷口的火焰是一个动态的画面，其燃烧区域随着燃烧条件（煤质、煤粉的细度、一次风速、风温以及风粉浓度等）变化而变化。因此，对于一个长期变化的量用一个固定的方式来监视， 必然对其监视结果的真实性带来不利的影响
三、锅炉灭火保护可靠性改进的方案[2]
（一）手动MFT保护方案改进
为消除MFT输出端子板故障隐患，将 MFT 两个手动按钮备用接点送入硬接线回路一路，这样当DCS 系统端子板发生故障时还可通过硬回路驱动灭火保护。
（二）优化转机问题的方案
在检修转机时，需由电气专业将检修设备的停状态用短接的方式送入 DCS 中，从而可以参与在锅炉灭火保护逻辑运算中。
（三）针对火检不稳定采取的措施
1、由于煤质变化或锅炉内工况条件改变，使火检信号减弱，可以通过提高火检增益来解决。
2、火检信号减弱时，多数是由于探头集灰，将镜头清洁即可。
3、请运行人员对燃烧进行适当的调整。
4、对于由于检测不到火检，跳相应给粉机的逻辑经多次调试和专题会议讨论并借鉴其它厂经验，并将煤火检的安全时间由原来的 3 s 改为 5 s。使给粉机在低负荷时正常运行，保证了FSSS 系统可靠性。
四、锅炉灭火保护控制系统优化后取得的成果
通过对我火电厂所发生的锅炉灭火控制问题的研究，我们设计出了以上的一系列改进方案，并给予了改造实施。改造之后，燃烧系统比以前更加稳定；降低了燃烧故障发生的可能性，火焰检测系统更加灵敏，可信，偏差更小；MFT发生拒动和误动的概率大大减小。目前我火电厂的锅炉灭火保护控制系统的可靠性和改造前相比已经发生了明显的提高，这一改造的实施保证了我厂更加安全经济稳定的运行。
结束语
实践证明，针对我火电厂所设计的锅炉灭火保护控制优化方案是科学的，合理的。可是，要想取得更好地优化效果，不断地对我们的燃烧系统进行优化改进，使其更加的安全，科学，经济，其中存在的问题仍然值得我们继续去发现，探讨，改进。
参考文献
[1] 周滔.锅炉灭火及防范措施[J].中国高新技术企业，2010.
[2] 张树亭.锅炉灭火保护可靠性分析及改进[J].机械，2012.
[3] 董茂良.200MW机组锅炉灭火保护系统优化[J].华电技术，2011.
[关键词]锅炉灭火 安全 保护 优化 可靠性
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0062-01
锅炉的灭火保护是保证锅炉安全正常运行的重要因素，它通过对锅炉内燃烧工况的监视、报警， 并且在锅炉炉膛内发生灭火或灭火临界点时及时切断将要进入炉膛内的所有燃料， 以防止炉膛内爆炸而对锅炉甚至生命造成损害。近年来因为煤质下降，煤种增多等原因[1]，锅炉灭火的现象也相应增多。如果锅炉的灭火保护控制不能够得到优化改进，会给锅炉燃烧和火电厂的安全运营带来隐患。
一、锅炉的安全监控系统和MFT逻辑简介[2]
（一）锅炉炉膛安全监控系统（Furnace SafeguardSupervisory System，FSSS）
FSSS是保护锅炉安全运行的重要系统，它的正确动作直接影响到机组的安全稳定运行，根据防爆规程规定的安全条件，经过一系列逻辑运算和判断之后，当满足保护动作条件时驱动 MFT 动作，通过相应的联锁条件闭锁相应的燃烧系统。迅速切断进入炉膛的所有燃料，防止炉膛爆炸事故的发生。锅炉炉膛安全监视系统（FSSS）设置的目的为：由于各种原因，刚灭火的锅炉燃料系统仍在向炉膛
内供应燃料，在高温炉膛内再次爆燃而损坏设备，故对锅炉灭火要进行保护，即灭火保护动作后关闭燃油速断阀和停止2 台排粉机运行。FSSS 的机柜部分主要包括控制模件、继电器搭接的控制回路及电源等部分[3]。
（二）MFT逻辑简介
MFT一般指的是锅炉运行当中对设备的自动保护措施：当发生异常突发事故时或报警，或自动停止设备运行.保留送，引风机运行进行吹扫.缺陷或故障消除后需启动设备时，必须先将MFT复位方可启动设备，否者电机设备无法启动.MFT即主燃料跳闸。我火电厂的锅炉主燃料保护 MFT 由 14个条件组成，在任一条件出现时，将引起 MFT动作。其条件如下：2 台送风机停，2 台引风机停，炉膛压力高，炉膛压力低，火焰丧失，燃料丧失，汽包水位高，汽包水位低，手动跳闸，失去两台冷却风机，无油排粉机均停，点火失败，两台空预器均停，汽机跳闸。
二、锅炉的灭火保护控制存在的问题
MFT手动按钮信号经开入通道进MFT逻辑，如输入端子板故障将会引起手动MFT拒动。影响锅炉灭火保护可靠性的两个基本因素就是误动和拒动。这两个因素是及其矛盾的，要想防止误动就可能增加拒动的可能性。因此，保护的总体原则是：在保证不发生拒动的基础上，尽可能减少误动。
（一）手动MFT保护的问题
手动MFT是由装在辅接台上两个手动按钮接点通过DCS系统端子板进入FSSS 逻辑成为MFT的动作条件之一。在这种设计中，如果MFT输出端子板故障，将会引起灭火保护误动或拒动。
（二）转机存在的问题
MFT 拒动的发生也有可能是因为转机的问题。主要表现在：6 kV 转机（如送风机、引风机等）检修停电时，转机送至 DCS 中的“停”状态消失，DCS的 系统判断发生故障，这样就会影响锅炉灭火保护的正常动作。
（三）火检不稳定
主要表现为：
1、火检信号处理不能真实反映炉膛火焰状态
炉内火焰燃烧区产生的可见光辐射传至火焰检测探头，通过火焰检测器（ 简称火检） 将光信号转换成电信号，经过其检测器调制、放大后输出反映火焰燃烧状况的电信号。火焰信号是火焰亮度和火焰频率的综合反映， 在判断火焰的/有0与/无0时分2个条件进行，只有火焰的强度和频率同时分别达到预先设定的值时，才判断有火。实际上由于锅炉的燃烧工况变化引起的从有火到无火有一个过程，由于信号的延时，火焰监视系统往往只能反映燃烧器/完全灭火0的状态，无法提前预知或反映燃烧器即将灭火的状态。
2、未考虑临界火焰保护
临界火焰是指在单位时间内一定比例燃烧器的火检未检测到火焰。在临界火焰状态下，锅炉燃烧处于不稳定状态（即临界灭火）。所以，在临界火焰状态下发出MFT指令，是防止锅炉爆燃的最佳保护控制.锅炉灭火是对所有燃烧器的火检信号通过控制系统的逻辑运算产生的。根据不同的燃烧方式，在所有火检无火或绝大部分火检无火时控制系统才有可能发出锅炉灭火的信号。在锅炉灭火信号发出前未察觉濒临灭火前的燃烧不稳，又未及时采取紧急保护措施，继续让燃料进入炉膛，有可能造成炉膛爆燃。锅炉灭火是对所有燃烧器的火检信号通过控制系统的逻辑运算产生的。根据不同的燃烧方式，在所有火检无火或绝大部分火检无火时控制系统才有可能发出锅炉灭火的信号。在锅炉灭火信号发出前未察觉濒临灭火前的燃烧不稳，又未及时采取紧急保护措施，继续让燃料进入炉膛，有可能造成炉膛爆燃。
3、火焰监视局限性
从火焰监视的工作原理和燃烧器的火焰构成而言，火检的火焰信号很容易造成保护控制误动作。火检检测火焰的角度在火检探头安装后是一个固定值，通过冷态调试与热态修正后，对当时的燃烧工况是一个比较理想的监视状态。但是，燃烧器喷口的火焰是一个动态的画面，其燃烧区域随着燃烧条件（煤质、煤粉的细度、一次风速、风温以及风粉浓度等）变化而变化。因此，对于一个长期变化的量用一个固定的方式来监视， 必然对其监视结果的真实性带来不利的影响
三、锅炉灭火保护可靠性改进的方案[2]
（一）手动MFT保护方案改进
为消除MFT输出端子板故障隐患，将 MFT 两个手动按钮备用接点送入硬接线回路一路，这样当DCS 系统端子板发生故障时还可通过硬回路驱动灭火保护。
（二）优化转机问题的方案
在检修转机时，需由电气专业将检修设备的停状态用短接的方式送入 DCS 中，从而可以参与在锅炉灭火保护逻辑运算中。
（三）针对火检不稳定采取的措施
1、由于煤质变化或锅炉内工况条件改变，使火检信号减弱，可以通过提高火检增益来解决。
2、火检信号减弱时，多数是由于探头集灰，将镜头清洁即可。
3、请运行人员对燃烧进行适当的调整。
4、对于由于检测不到火检，跳相应给粉机的逻辑经多次调试和专题会议讨论并借鉴其它厂经验，并将煤火检的安全时间由原来的 3 s 改为 5 s。使给粉机在低负荷时正常运行，保证了FSSS 系统可靠性。
四、锅炉灭火保护控制系统优化后取得的成果
通过对我火电厂所发生的锅炉灭火控制问题的研究，我们设计出了以上的一系列改进方案，并给予了改造实施。改造之后，燃烧系统比以前更加稳定；降低了燃烧故障发生的可能性，火焰检测系统更加灵敏，可信，偏差更小；MFT发生拒动和误动的概率大大减小。目前我火电厂的锅炉灭火保护控制系统的可靠性和改造前相比已经发生了明显的提高，这一改造的实施保证了我厂更加安全经济稳定的运行。
结束语
实践证明，针对我火电厂所设计的锅炉灭火保护控制优化方案是科学的，合理的。可是，要想取得更好地优化效果，不断地对我们的燃烧系统进行优化改进，使其更加的安全，科学，经济，其中存在的问题仍然值得我们继续去发现，探讨，改进。
参考文献
[1] 周滔.锅炉灭火及防范措施[J].中国高新技术企业，2010.
[2] 张树亭.锅炉灭火保护可靠性分析及改进[J].机械，2012.
[3] 董茂良.200MW机组锅炉灭火保护系统优化[J].华电技术，2011.