锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)
FSSS(锅炉炉膛安全监控系统)
（1）锅炉点火前的吹扫。点火前启动引风机，大约以30%的额定风量，吹扫约5分钟。其目的是将停留在炉内的可燃物抽掉，避免点火时发生爆燃。
（3）主燃料的引入。以上两项均属于燃烧器管理。
（4）连续运行监视。在运行中通过各检测元件，如火焰探头、压力开关等监视燃烧情况，如有异常发生，输出报警信号提醒运行人员注意
FSSS（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）。
无论是燃煤、燃气、燃油锅炉，在它运行过程中，总可能因为种种原因或者造成燃料堆积、或者燃料的突然中断，随即燃料又大量涌进，从而造成炉膛内部爆燃，这种爆燃可能造成设备严重损坏和人员伤亡，严重危及电厂的安全运行。对于大容量锅炉来说，炉膛内可燃混合物积存所发生的爆燃，往往发生在几秒钟时间内，运行人员根本来不及反应。同时随着机组容量增大，设备日益复杂，要控制的项目很多，即使是最熟练的运行人员，操作也难免发生错误，因此FSSS系统也就出现了。
（5）紧急停炉。在紧急情况下，如气轮机甩负荷、锅炉灭火等立即发出主燃料跳闸信号即MFT，这时将正在燃烧的所有燃料全部切断。无论什么时候，当锅炉设备的安全遇到危险时，运行人员可以直接启动MFT，而不需要等待FSSS启动跳闸。
（6）燃烧后的吹扫。在锅炉跳闸后和重新点火前都 要进行吹扫。
FSSS标准
江苏省徐州燃烧控制研究院企业标准Q/320303RK05-1998 新源燃烧控制工程有限公司锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）1主题内容与适用范围本标准适用于新建或扩建火力发电厂75~2000 t/h燃煤粉锅炉炉膛安全监控系统设计，不适用于纯燃油、气和流化床式锅炉，也不包括防止锅炉内爆、液态排渣炉的防氢气爆炸等内容。
火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统的设计，应采用可靠性高的设备和成熟的技术。
新产品和新技术应经过试用和考验，鉴定合格后方可在设计中采用。
本标准规定了本院(公司)生产的锅炉炉膛安全监控系统的设计，制造，与在线验收测试的内容、方法、及应达到的标准。
另外还包括系统的包装、运输、及储藏。
2引用标准本标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准发行时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方江苏省徐州燃烧控制研究院 2000年08月15日批准 2000年09月01发布新源燃烧控制工程有限公司面应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
●G-RK-95-52 火力发电厂炉膛安全监控系统技术规范书●DL 435-1991 火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程●DL/T 658-1998 火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程●DL/T 655-1998火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统在线验收测试规程●GB 3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列●GB/T2682-1981 电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色●GB 191-1990 包装储运图示标志●GB/T 14050-1993 系统接地的型式及安全技术要求●GB 50049-1994 小型火力发电厂设计规范●DLGJ 116-93 火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定（热工自动化—火电卷5）3定义及缩略语3.1锅炉炉膛安全监控系统furnace safeguard supervisory system 简称（FSSS）当锅炉炉膛燃烧熄火时，保护炉膛不爆炸（内爆和外爆）而采取监视和控制措施的自动系统。
FSSS
炉吹扫
5 BRN IN HORIZ POSITION TO PRG :煤燃烧器在水平位置 煤燃烧器在水平位置
在锅炉吹扫条件满足后，运行人员启动吹扫指令， 分钟后吹扫完成 分钟后吹扫完成， 在锅炉吹扫条件满足后，运行人员启动吹扫指令，5分钟后吹扫完成， 进入下一个工作程序：锅炉复位。 进入下一个工作程序：锅炉复位。
炉膛安全监控系统工作原理
1 FSSS称为锅炉炉膛安全监控系统，又称为燃烧器控制系统或燃烧管理系 统BMS.它的主要功能是在锅炉启动和运行各个阶段，防止炉膛的任何部位 积聚燃料和空气的混合物，防止锅炉发生爆燃而损坏设备，并能对锅炉各 类燃烧器的投入、切除自动控制，同时对燃烧系统的运行工况连续监视， 对异常工况作出快速反应和处理。 通常一套完整的炉膛安全监控系统（FSSS）可以分为四个部分 运行人员监控盘：CRT 逻辑控制系统：DCS控制逻辑 驱动装置：执行机构 检测敏感元件：压力开关、温度开关、流量变送器等 炉膛安全监控系统功能 炉膛安全监控系统的基本功能是确保锅炉安全、经济、稳定的运行。为此， 首先要解决的是炉膛爆燃问题。炉膛爆燃的原因是煤纷在空气中达到一定 浓度范围，遇明火源发生爆炸，致使炉膛受热面及燃烧设备被破坏。因此 炉膛安全监控系统中必须设置具有能避免由于燃料系统故障或运行人员误 操作而造成的炉膛爆燃事故的功能。维持连续和稳定的燃烧也是锅炉运行 中的一个重要问题。单元机组在低负荷或机组甩负荷工况下，锅炉燃料急 剧减少，往往会出现不稳定燃烧的工况，在系统中应考虑在低负荷工况时 自动点燃油燃烧器稳定燃烧，以及在汽轮发电机甩负荷时能自动保留锅炉 稳定燃烧而不灭火的控制功能.这就是RB和RD功能。
个燃烧器已投入运行后失去所有火焰
MFT条件
失去所有燃料。曾经投入过重油枪， （10） LOSS ALL FULE : 失去所有燃料。曾经投入过重油枪，后没有 ） 重油枪投运， 三层煤粉燃烧器没有一层四角全投，且四、 重油枪投运，一、二、三层煤粉燃烧器没有一层四角全投，且四、五层煤粉 且所有油阀关或重油跳闸阀关。 燃烧器没有一支投运 ，且所有油阀关或重油跳闸阀关。 （11） FURN PS LL （延时3秒） : 炉膛压力低Ⅱ值 。 （≥－1960Pa）， ） 延时 秒 炉膛压力低Ⅱ － ）， 延时3秒；（信号三取二） 延时 秒；（信号三取二） 信号三取二 12） 延时3秒 炉膛压力高Ⅱ （12） FURN PS HH （延时3秒） : 炉膛压力高Ⅱ值 。 ），延时 信号三取二） （≥+1960Pa），延时 秒；（信号三取二） ），延时3秒；（信号三取二 汽包水位高Ⅲ ），延时 （13） BLR DRUM LVL HHH: 汽包水位高Ⅲ值（≥250mm），延时 秒； ） ），延时3秒 汽包水位低Ⅲ ），延时 延时3 （14） BLR DRUM LVL LLL: 汽包水位低Ⅲ值（≤-250mm ），延时 ） 秒；
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)
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。
7.锅炉炉膛安全监控系统
7 锅炉炉膛安全监控系统7.1 概述a．热工保护火电机组热工保护是通过对机组的工作状态和运行参数进行监视和控制而起保护作用的。
当机组发生异常时，保护装置及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组仍然维持原负荷运行或者减负荷运行。
当发生重大故障而危及机组设备安全时，停止机组（或部分系统设备）运行，避免事故进一步扩大。
(1) 概念和作用在机组运行过程中，自动检测系统会不断对热工过程参数进行监视，并及时向值班人员提供这些热工参数变化的信息。
自动报警系统能在必要时通过声、光等报警信息提醒值班人员。
因此，在自动调节系统和联动控制系统等自动处理热工参数的异常时，运行值班人员还可以采取其他必要措施。
只有当所有上述处理措施均失效，同时异常情况不断发展甚至可能危及机组设备的安全时，自动保护系统的跳闸回路才使用最后的极端措施立刻停止机组运行，确保机组设备及人身的安全。
(2) 热工保护的特点1）热工保护是保证设备及人身安全的最高手段；2）热工保护的操作指令拥有最高优先级；3）热工保护系统必须与其他自动控制配合使用；4）热工保护检测信息的可靠性高；5）热工保护具有监测和试验手段；6）热工保护的结构与特点各不相同.。
常见的大型火电机组专用的热工保护系统及装置(1) 辅机故障减负荷系统，RUN BACK（简称RB）(2) 机组甩负荷保护系统，FAST CUT BACK（简称FCB）(3) 锅炉安全监视系统，Furnace Safeguard Supervisory System（简称FSSS）(4) 汽轮机安全监视系统，TURBINE SAFETY INSTALLATION （简称TSI）b．FSSS系统FSSS属于火电厂分散控制系统一个有机组成部分；左权电厂火电机组DCS系统包括DAS、CCS、FSSS、SCS、ECS五大部分。
下面就FSSS系统做一简单说明。
FSSS系统即炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System）简称，包括燃烧器管理系统（Burner Management System，简称BMS）、燃烧器控制系统（Burner Control System，简称BCS）、燃料燃烧安全系统（Fuel-firing Safety System，简称FSS）。
FSSS简介
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。
锅炉炉膛安全监控系统FSSS
·高能点火装置：由高能点火器（储能器）高压屏蔽电缆及高能半导体电嘴（点火枪）等三部分组成。
·就地点火控制系统：由就地点火程控柜、高能点火装置、火焰检测装置、油燃烧装置、推进执行器和球阀或三功能阀组成。系统具有自动和手动控制推进执行装置的进退操作；自动和手动控制高能点火装置的点火操作及自动和手动执行三功能阀的截止、吹扫、投油阀位状态切换三项功能。
①暖炉油母管跳闸阀开启；
②暖炉油温度正常；
③暖炉油压力不低；
④无MFT指令；
⑤火焰器冷却空气压力正常。
·油层启动
暖油枪是以层为单位投入运行的。同一层内六个油燃烧器按1-2-3-6-5-4的顺序自动投入。每一层的逻辑都相同，运行人员可通过画面启动油层。启动指令发出后，首先将油控制阀投自动，打开油再循环阀，然后按预定的程序依次投入各个燃烧器。各个油燃烧器启动的间隔时间为15秒。
引起主燃料跳闸原因有的是锅炉主保护项目，也有辅机运行（停运即事故掉闸）等。为防止事故进一步扩大，要即时切断进入炉膛中的燃料。
·炉膛压力保护
应分别设三个正压和负压取样点，在炉膛上独立开孔，并通过独立的取样管接至压力开关，同时必须考虑防堵措施。另外还要注意炉膛压力取样点应与吹灰器和看火孔有足够的距离，以免吹灰或开启孔洞时影响压力测量值。炉膛压力超过整定值时（高或低）经三选二逻辑延迟后发出MFT跳闸条件。
2、FSS保护系统
FSS保护系统是FSSS锅炉安全监控系统中的重中之重，它包括火焰火检、熄火保护系统，压力检测装置及保护逻辑控制子系统。
2.1火焰检测装置
燃料燃烧剧烈的化学反映过程中，将释放包括紫外线，红外线，可见光，热辐射和声波等电磁波能量。在火焰火检、熄火保护系统监视中，所有这些能量又构成了火焰是否存在及燃烧强弱的检测基础。本公司的锅炉安全监控系统配置了紫外线检测装置,红外线检测装置和可见光检测装置,视锅炉燃料的不同而选配不同的检测装置。
锅炉炉膛安全监控系统讲课
一. 二. 三.
概述 FSSS系统的主要功能 FSSS系统的设计
பைடு நூலகம்
一. 概述
锅炉炉膛安全监控系统 (furnace safeguard supervisory system简称FSSS) 是保证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、切投，并能 在危急工况下，跳闸相关设备或迅速切 断进入炉膛的全部燃料 （包括点火燃 料），防止发生爆燃、爆炸等破坏性事 故的安全保护和顺序控制装置。 也称燃烧器管理系统（burner management system简称BMS）。
当炉膛吹扫条件均满足时，通过运行人员手 动操作进入吹扫阶段。在吹扫时间内所有吹 扫条件全部满足，发出吹扫完成信号。如吹 扫期间任一吹扫条件失去，则发出吹扫中断 信号，并显示中断原因。应在所有吹扫条件 重新满足后，运行人员重新手动启动吹扫， 直到吹扫完成。 因引风机失去导致紧急停炉时,或引风机全部 停运时,应将风烟通道上所有挡板在规定时间 内调节到全开位置，以建立尽可能大的炉膛 自然通风，保持这种状态不少于15分钟。 MFT复位：吹扫完成后，吹扫完成的信号自 动复位MFT。
二. FSSS系统的主要功能
燃油系统控制 炉膛吹扫 锅炉点火 煤燃烧器控制 总燃料跳闸（MFT） 锅炉炉膛火焰监测
2.1燃油系统控制
燃油系统控制主要包括燃油跳闸阀、进油控制阀、回 油阀和回油调节阀（燃油压力控制阀）的控制。 燃油跳闸 OFT(oil fuel trip) ：由人工操作或保护信号 指令动作，快速关闭燃油阀，切断进入锅炉炉膛的燃 烧用油。 燃油跳闸条件（OFT后主燃油跳闸阀应跳闸关闭）：
磨煤机启动条件： a） 磨煤机润滑油压正常； b） 磨煤机轴温正常； c） 磨煤机冷风门全开； d） 相应侧排粉机已运行。 磨煤机跳闸逻辑： a） MFT； b） 相应侧排粉机停运； c） 磨煤机润滑油压低； d） 磨煤机轴承温度高。 给煤机启动条件：相应侧磨煤机运行。 给煤机跳闸逻辑： a） MFT； b） 相应侧磨煤机停运； c） 相应侧排粉机停运。
炉膛安全监控系统FSSS
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
从“ATC监视”可进入“ATC切除 ”状态，这时，系统只执行ATC扫描， 把越限参数存储起来，一旦重新进入 “ATC监视”状态时，则把已存的越限 参数写上，从CRT或打印机上输出。
(四) 实现汽轮发电机组的自动保护
1．OPC超速保护控制器 2．危急遮断控制装置(ETS) 3．机械超速和手动脱扣
1．OPC超速保护控制器
一级手动与二级手动的区别在于：一级
手动增减阀门时还有一些逻辑条件，起 到防止误操作和保护机组的作用；二级 手动是DEH最后一级硬件备用，通过操 作台上的增减按钮，对每种阀门进行控 制，无其他逻辑条件。此外，一级手动 精确度高于二级手动，故常采用一级手 动。
自动、一级手动、二级手动三者中任 何一种投入控制时，其他两种均处于自动跟 踪状态。当自动故障时由容错系统切换到一 级手动。一级手动故障时由操作员切换到二 级手动，切换与投入的顺序：
1. 防止炉膛爆炸的原则性措施：
（1）在主燃料与空气混合物进口处（燃烧 器）有 足够的点火能源。
（2）当有未点燃的燃料进入炉膛时，将这段时间 尽可能缩短，以减少可燃混合物在炉膛的存积数量。
（3）对于已进入炉膛的未燃的可燃混合物， 要尽快给予冲淡，将其吹扫出去。
2. 点火暖炉期间的安全措施： （1）点火前应对炉膛进行吹扫。 一般要求： 吹扫风量应大于30%额定风量， 时间不少于5分钟。 （2）点火器应有足够的能源。 （3）采用自动点火，减少误操作。 （4）燃烧器应少投，燃烧率不应太低。
3．机械超速和手动脱扣
当机组转速超过110％的额定值时， 或运行人员要求停机时，机械超速和手 动脱扣系统通过释放润滑油系统经节流 孔在机械超速和手动跳闸母管建立的压 力油，打开常闭隔膜阀，释放自动停机 跳闸母管油压，实现紧急停机。
炉膛安全监控系统FSSS（完成版）
炉膛安全监控系统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(煤粉锅炉)
FSSS系统(煤粉锅炉)一、FSSS系统概述我国大型电站锅炉炉膛和制粉系统爆炸事故时有发生,造成设备严重破坏,危及人身安全,影响电力工业安全生产。
对于大容量锅炉来说，炉膛内可燃混合物积存到发生爆炸往往发生在一、二秒时间内，运行人员根本来不及反应，同时随着锅炉容量增加，设备日益复杂，要监控的项目很多，特别是在起停过程中操作十分频繁，即使最熟练的运行人员，误操作也难免发生，因此对于大容量的锅炉必需具备一个周密可靠的安全监控系统。
锅炉炉膛安全监控系统FSSS（Furnace Safeguard Supervisory System）是锅炉必须具备的一种监控系统。
锅炉安全监控系统能在锅炉正常工作和起停等各种运行方式下，连续地密切监视燃料系统及燃烧状态的大量参数与状态，不断地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地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安全。
煤粉锅炉整体示意图（一）FSSS独立系统是由操作盘、控制屏、现场设备三部分组成的。
1、操作盘l 运行人员中央操作盘(工控机)l 现场就地点火操作柜2、控制屏l 公共管理逻辑屏l 油路控制屏3、现场设备现场设备主要是用来监测炉内燃烧和燃料空气系统的装置，如炉内有无火焰，空气燃油的压力、温度是否满足规定要求以及阀门、挡板开关的情况等。
主要包括：压力开关、温度开关、流量、差压开关、限位开关以及火焰检测器等。
·压力开关：用于反映燃料、空气、炉膛压力。
例如当炉膛压力超过规定允许值时，使机组跳闸。
·温度开关：用于反映燃料、空气温度。
例如当磨煤机出口温度过高时，使得磨煤机热风挡板和热风门关闭或进行报警。
·流量差压开关：用于指示燃料空气系统的流量或差压。
如进入炉膛的风量，磨煤机磨碗上下差压等。
·限位开关：用于限制阀门和挡板的行程，以保证运行在规定的安全限度之内，防止阀门、挡板开关过紧而卡死，同时利用限位开关触点来提供阀门开关位置，或推进机构伸进、缩回位置信号。
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)功能解析
锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）功能解析基于某厂实际运行情况，介绍锅炉FSSS系统的构成和主要逻辑功能，分析FSSS系统相关的个别细节问题，提出FSSS系统调试期间须重点关注的要点，并提出解决办法。
标签：炉膛安全监控系统（FSSS）；炉膛吹扫；燃油泄漏试验；主燃料跳闸（MFT）0 引言锅炉炉膛安全监控系统Furnace Safeguard Supervisory Systems（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，其主要功能是保护锅炉炉膛安全，在防止运行人员操作事故及设备故障引起炉膛爆炸等方面起着重要作用。
随着DCS系统的改进和不断发展，现在DCS的软硬件可靠性已经完全满足FSSS系统控制的需要，目前FSSS的所有功能在设计时都包含在DCS系统中。
FSSS设计有独立的跳闸继电器机柜，包含后备硬手操MFT按钮及硬跳闸继电器，具有完善的故障容错诊断功能，避免出现保护拒动。
1 FSSS系統构成1.1 FSSS系统的主要功能FSSS系统控制逻辑分为公用控制逻辑、燃油及燃煤控制逻辑三大部分。
公用控制逻辑部分包含锅炉保护的全部内容，即油泄漏试验、炉膛吹扫、主燃料跳闸（MFT）、油燃料跳闸（OFT）、首出原因记忆、点火允许条件和RB等。
公用控制逻辑还包括有FSSS公用设备（如火检冷却风机、密封风机）的控制。
燃油控制包括各油燃烧器单角、对角投切及层投、切控制。
燃煤控制包括各个磨煤机、给煤机及其辅助设备的投切、保护和控制。
1.2 FSSS系统的主要逻辑构成1.2.1 炉膛吹扫锅炉点火前和停炉后必须对炉膛进行连续吹扫。
吹扫开始和吹扫过程中必须满足吹扫条件（分为一次和二次吹扫条件），以便有效地清除炉膛及烟道内聚积的可燃物。
吹扫时必须切断进入炉膛的所有燃料源，并最少有25%～30%额定空气量的通风量，吹扫时间不少于5min。
在吹扫过程中FSSS逻辑连续监视吹扫允许条件，如果一次吹扫允许条件不满足就会导致吹扫中断，同时计时器复位；如果二次吹扫条件不满足吹扫计时器复位，但不中断吹扫，满足条件后自动吹扫。
FSSS系统
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。
炉膛安全监控系统
炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System，简称FSSS)，它包括燃烧器控制系统及燃料安全系统，它是现代大型火力发电机组的锅炉必须具备的一种监控系统。
它能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出运作指令，通过各种联锁装置使燃烧设备中的有关部件(如磨煤机组、点火器组、燃烧器组等)严格按照既定的合理程序完成必要的操作，或对异常工况和未遂性事故做出快速反应和处理。
防止炉膛的任何部位积聚燃料与空气的混合物，防止锅炉发生爆燃而损坏设备，以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全, FSSS是监控系统，是安全装置，是安全联锁功能级别中的最高等级。
本工程炉膛安全监控系统(FSSS)包括了公用控制逻辑、燃油控制逻辑及燃煤控制逻辑三大部分。
共分配了6对控制器：DPU61: FSSS公用控制逻辑DPU62: A磨煤机和A油层控制逻辑DPU63: B磨煤机和等离子控制逻辑DPU64: C磨煤机和C油层控制逻辑DPU65: D磨煤机和D油层控制逻辑DPU66: E磨煤机和E油层控制逻辑FSSS公用逻辑FSSS公用逻辑概述FSSS系统包括锅炉炉膛安全保护及燃烧器管理两大内容，是DCS系统的主要控制部分之一。
其公用控制逻辑是FSSS系统的核心，包括整个锅炉安全保护的监控及执行，FSSS辅机控制，FSSS内部及与其它系统接口。
FSSS系统公用控制逻辑具体如下：确保锅炉点火前炉膛吹扫干净，无燃料积存于炉膛；预点火操作，建立点火条件，包括炉膛点火条件、油点火条件及煤层点火条件。
在未满足相应点火条件时，油层、煤层不得点火；连续监视有关重要参数，在危险工况下发生报警，并在设备及人身安全受到威胁时发生主燃料跳闸；在主燃料跳闸时，跳闸磨、给煤机、一次风机、燃油快关阀、各个油角阀、电除尘设备并向有关系统如MCS、SCS、ETS、旁路、吹灰等传送MFT指令；FSSS系统辅助设备控制，如进油气动快关阀、回油气动快关阀、火检冷却风机、密封风机、PCV阀等控制；FSSS 系统的功能决定其系统的可靠性及指令的优先级都必须是最高的。
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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。
锅炉安全操作管理作用主要包括制粉系统和燃烧器的管理即控制点火器和油枪，提供给粉（煤）机的自启动和停止，提供制粉系统监视和远方操作，防止危险情况发生和人为操作的误判断，误操作。
分别监视油层、煤层和全炉膛火焰。
当吹扫、燃烧器点火和带负荷运行时，决定风箱挡板位置，以便获得所需要的炉膛空气分布。
同时还供状态信号到协调控制系统、全厂监测计算机系统及全厂报警系统等。
FSSS不仅能自动地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，并能执行手动来不及的快动作。
FSSS和CCS（协调控制系统）是保障锅炉运行的两大支柱，FSSS和CCS相互有一定关系和制约，而FSSS的安全联锁功能是最高等级的。
本章主要介绍炉膛爆燃的原因及防止；压力特性及检测；FSSS的组成及功能等。
第二节 FSSS系统功能炉膛安全监控系统是逻辑控制系统，它将锅炉燃料系统的控制与安全保护融为一体，既向运行人员提供全部燃料系统的操作手段和管理方式，又可以在锅炉运行的各个阶段进行连续的监视、报警、主辅设备的安全运行及跳闸保护。
本节主要介绍FSSS的组成、配置和功能等。
一、系统的组成炉膛安全监控系统主要由操作显示盘、逻辑控制柜、检测元件、驱动机构、被控对象等组成，如图4.1所示。
图 4.1 系统结构1、操作显示操作显示设备是运行人员与逻辑控制部分之间进行人、机对话的联络工具，运行人员的操作指令是通过操作盘上的发令元件或键盘送到逻辑控制部分，然后运行状态及参数、被控对象动作完成状态等又返回显示盘或CRT。
操作的方式有仪表盘操作和CRT操作方式，CRT操作方式是通过操作站的CRT进行。
用于操作的有键盘、鼠标或球标、触摸式屏幕等。
操作信号通过输入接口送到逻辑控制部分。
显示的方式有仪表面板显示和操作站、工程师站显示方式，CRT显示包括趋势显示、报警显示、过程显示、系统显示、记录显示等。
2、输入、输出接口输入接口是用来完成输人信号的电平转换。
输出接口是用来完成控制信号的功率转换。
输人、输出接口不但能完成信号的转换，而且能对信号进行隔离，起到抗干扰的作用。
3、检测元件检测元件是用来将不同的物理量信号转换成电信号（检测信号）。
在FSSS里检测元件是监测炉内燃烧情况，燃烧空气系统状态等。
FSSS里用到的检测元件主要有压力开关、温度开关、流量开关、行程开关和火焰检测器等。
FSSS用到的压力开关信号主要有炉膛压力高、低，冷却风压力低、油箱压力低、吹扫蒸汽压力、一次风压力等。
温度开关信号主要有油箱油温，一次风温等。
流量开关信号主要有炉膛空气燃料流量，二次风流量等。
行程开关信号是阀门开、关；油枪进到位、没进到位等。
火焰检测器监测炉膛的油、煤火焰。
检测元件通常与一些反馈装置如运行人员控制盘的指示灯、报警屏上的光字牌指示相连接，若检测信号达到报警点的设定值时，提醒运行人员将发生事故的状况。
如果运行人员未能及时进行操作，纠正事故倾向，则检测信号达到跳闸点设定值时，超限信号送入FSSS使机组自动跳闸或通过逻辑控制产生其他适当的作用。
显然，保持检测元件的良好工作状态极其重要，检测元件的故障将导致事故发生或不必要的停炉跳闸。
检测元件投入使用前应进行严格的检查，保证满足运行要求。
检测元件投入使用后，要定期进行校验，必须保持敏感元件的清洁度，这时火焰检测器更为重要，除定期检查外，应提供足够的冷却空气。
当FSSS出现故障时，大多数情况是由于现场设备（包括检测元件，驱动装置）引起的，所以首先应该检查现场设备。
为了得到可靠的现场信号，可选用2个、3个、4个检测元件进行测量，然后进行二取一、三取二、四取三等数据处理，得到可靠的检测信号。
4、驱动装置FSSS里的驱动装置用于控制和隔离进入炉膛的燃料和空气，驱动装置包括阀门电动装置和转动机械驱动装置。
燃烧系统的驱动装置有阀门驱动器，挡板驱动器如驱动油箱跳闸阀、风门等；电动机启动器如启动磨煤机、给煤机、风机等。
控制信号或运行人员的操作作为驱动装置的指令，驱动装置的输出控制被控对象。
燃料系统驱动装置有的采用交流电驱动，有的用直流电驱动；它可以设计为给予能量跳闸或不给予能量跳闸两种类型，对于FSSS通常采用给予能量跳闸类型。
这种类型的系统打开阀门时需要能量，关闭阀门也需要提供能量。
当不提供任何能量时，阀门状态不变，从而防止了由于电源消失而引起的跳闸，保证系统安全的工作。
保证这些驱动装置良好的工作状态是十分重要的，因FSSS的指令和安全联锁要靠这些驱动装置执行和实现，所以必须对所有现场设备进行定期监测、检查和测试，并保持这些设备的清洁，不让这些设备粘上灰尘和油污。
设备停运后，要定期活动所有的阀门和挡板。
5、逻辑控制部分逻辑控制部分是FSSS的核心，逻辑控制部分能完成逻辑综合、判断、运算功能。
所有运行人员的指令，现场运行的状态，被控对象的状态等都要通过逻辑控制部分验证，满足一定的许可条件后才能送到驱动装置去控制被控对象。
当出现危及设备和机组安全运行的情况，逻辑控制部分会自动发出指令停掉有关设备。
FSSS中程序控制部分的编程有多种方法，如梯形逻辑图、功能模块、助记符及编程语言等。
通常分散控制系统提供一种或几种编程方法。
功能模块法把逻辑运算作为功能块处理，按功能块组态的方法连接来完成编程；编程语言是采用分散控制系统提供的语言或高级语言来编程；梯形逻辑图编程采用梯形逻辑图来描述程序控制系统的逻辑关系，它是由继电器梯形图演变而来，与电气操作原理图相对应，具有直观、易懂的特点，在分散控制系统和可编程控制器中得到广泛的应用。
FSSS是由多个逻辑控制系统构成的，这些逻辑控制系统中有开环逻辑控制、闭环逻辑控制和混合逻辑控制等。
二、系统的功能FSSS包括燃烧器控制系统（BCS）和燃料安全系统（FSS），以下分别从这两个方面来介绍FSSS的功能。
1、BCS的主要功能：（1）对油燃烧器和煤燃烧器的安全点火、投运和切除的连续监视。
（2）提供采用最新技术和适合电厂使用且操作灵活的自动化装置，至少应提供两级自动化水平。
高一级的自动化水平是应能执行自动程序控制。
即从运行人员启动吹扫后到点燃一个预先选定的燃烧器组实现自动化。
在给粉机子系统投运前，投煤燃烧器可能需要运行人员的干预。
次一级的自动化水平是应使运行人员能按分阶段顺序控制方式启动燃烧。
例如：先启动炉膛吹扫程序，然后进行油系统的泄漏试验，再启动油枪点火程序，等等。
在高一级自动方式发生问题或机组运行状态需要时，应采用这种次一级自动方式。
（3）应提供在各种运行方式（即高一级自动方式、次一级自动方式及就地手操方式）下完善的监视和联锁功能，包括燃烧器火焰监视功能。
（4）在吹扫、燃烧器点火和带负荷运行期间，应控制风箱挡板位置，以满足合适的二次风分配。
（5）提供锅炉火焰检测冷却风机的控制功能。
具体体现在以下四个方面：•锅炉点火准备•点火抢点火•油枪点火•煤燃烧2、FSS的主要功能：FSS应能防止由炉膛内燃科和空气混合物产生的不安全工况。
必要时，切除燃料系统，并避免锅炉受压部分过热。
FSS应通过下列监视和保护功能完成保护动作：（1）监视锅炉和汽轮发电机组的运行工况，并在检测到危及人员和设备安全的工况时，发出主燃料跳闸（MFT）信号。
（2）当发现危险工况时，应停运一部分己投运的锅炉燃烧设备和有关辅机，快速切除进入锅炉的燃料量。
（3）MFT发生后，应维持锅炉进风量，以便清除炉膛内、烟道尾部和烟道中的可燃气体。
（4）在5min吹扫完成及有关许可条件满足之前，应阻止燃料重新进入炉膛。
具体体现在以下三个方面：•炉膛吹扫•油燃料系统泄漏试验•燃料跳闸具体功能可参考图4.2。
图4.2 FSSS功能框图第三节 FSSS系统相关设备本节主要介绍供风系统、煤燃烧器、制粉系统；燃油系统和高能点火器；以及火焰检测系统等内容。
它们是理解FSSS的作用和原理的基础。
一、煤粉燃烧系统按照美国国家安全防火协会（National Fire Protection Association，缩写NFPA）的说法，煤粉燃烧系统由下述子系统组成：供风、给煤机、磨煤机、主燃烧器、点火器、炉膛、燃烧后生成物的排出装置等。
每个部分都应有合适的尺寸并互相连接起来以满足功能要求，并且不妨碍燃烧过程的连续进行。
燃烧控制系统要提供安全启动、运行和停止燃烧过程的手段。
包括要有合适的接口、各种良好的装配结构以便观察、参数的测量和对燃烧过程进行控制。
燃烧系统的设计要使得它能连续的将燃烧器的输入提供到炉膛，并在燃烧设备的运行范围内保持稳定的火焰而不需要辅助点火子系统的支持。
1、燃烧器以某前后墙对冲燃烧方式锅炉为例，燃烧器布置图见图4.3。
24 只HT－NR3 燃烧器分三层布置在炉膛前后墙上，使沿炉膛宽度方向热负荷及烟气温度分布更均匀。