锅炉热工保护

保护的原则要求
3. 锅炉压力高保护设置要求 ⑴ 锅炉压力高保护一般按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三 个定值整定。 Ⅰ值：先停选择好的给粉机；
Ⅱ值：进一步停选定的给粉机，同时打 开对空排气；
Ⅲ值：打开安全门，对空排气。
⑵当发电机掉闸、汽机甩负荷时，按 锅炉转为低负荷运行的原则处理。
主汽压力高Ⅰ值 主汽压力高Ⅱ值 汽轮机甩负荷
(2)输入、输出接口。输入接口用来完 成输入信号的电平转换。输出接口用 来完成控制信号的功率转换。输入、 输出接口不完成信号的转换，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 中检测元件主要是监测炉内燃 烧情况，燃烧空气系统状态等。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。 为了得到可靠的现场信号，可选用2、3 或 4 检测元件进行测量，然后进行二取 一、三取二或四取三等数据处理，得到 可靠的检测信号。
红外线式火焰检测装置
ZHJ—1型火焰检测装置
ZHJ—1型火焰检测装置是一种按可 见光原理检测火焰的装置。
ZHJ—1型火焰检测装置，以探头测 燃烧时辐射的可见光为基础，同时检测 火焰的频率和强度。
甲侧炉膛烟温高
乙侧炉膛烟温高
锅炉启动结束
＆
停若干个油燃烧器 延时 烟温超高限值？ N 运行 启动时的再热器保护 Y
MFT
再热汽温控制是通过改变煤粉 燃烧器的上、下摆动角度来控制的。
再热汽温低时：燃烧器的仰角上仰； 再热汽温高时：燃烧器的仰角下倾。
在再热器管道上，还设计有事故喷水 控制。在再热器入口汽温超过规定值时， 打开事故喷水门，喷水降温。
锅 炉 热 工 保 护
锅炉机组的热工保护有以下几方面的 内容：
⑴ 限值保护。根据锅炉和辅机的运 行工况对锅炉的最大出力的变负荷 速度予以限制，对锅炉的各种调节 阀门和挡板的最大、最小开度加以 限制。
⑵ 联锁保护。锅炉在启停和运行中， 一旦出现误操作，联锁保护装置能 自动加以限制。 联锁是利用被控对象之间相互存在 的简单逻辑关系，使这些被控对象 相互牵连，形成联锁效应，从而实 现自动保护功能。
(2)燃料安全系统(Fuel Safety System，FSS)。它的 主要作用是在锅炉运行的各个阶段，包括启停过程 中，预防在锅炉的任何部分形成一种可爆燃的气粉 混合物，防止炉膛爆炸；在对设备和人身有危险时 产生MFT(主燃料跳闸信号)，并提供“首次跳闸原 因”的报警信号，以便事故查找和分析。MFT信号 发出后，切除所有燃烧设备和有关辅助设备，切断 进入炉膛的一切燃料。MFT以后仍需维持炉内通风， 进行跳闸后的炉膛吹扫，清除炉膛及尾部烟道中的 可燃混合物，防止炉膛爆炸。
炉膛安全监控系统，一般可分为三大部分： 即燃烧器控制系统、燃料安全系统和炉水循环泵 控制系统。下面简述它们的作用。 ( 1 ) 燃 烧 器 控 制 系 统 ( Burner Control System， BCS)。它的主要作用是连续监视运行，控制点火 及暖炉油枪，对磨煤机、给煤机等制粉设备实现 自启停或远方操作，分别监视油层、煤层及全炉 膛火球火焰；当吹扫、点火和带负荷运行时，控 制风箱挡板位置，以便获得炉膛所需的空气分布； 还提供状态信号到模拟量控制系统 (Modulation Control System，MCS)、 计 算 机 监 视 系 统 (ComputerMonitoringSystem，CMS)、旁路控制 系统(BypassControl System，BPS)及汽轮机控制 系统(Turbine Control System，TCS) 等。
甲侧热段再热汽温高 乙侧热段再热汽温高
&
打开事故喷水门
再热器温度高保护逻辑图
㈣ 锅炉辅机的联锁保护 锅炉辅机的联所保护主要指 燃烧及制粉系统各辅机之间的联 锁。
㈤ 锅炉炉膛安全监控系统
1、概述 炉 膛 安 全 监 控 系 统 ( Furnace Safeguard Supervisory System, FSSS)是现代大型锅炉必须具 备的一种监控系统。它能在锅炉正常运行和启停等 各种运行工况下，连续监视燃烧系统的各个参数和 状态，不断地进行逻辑判断和运算，遇到危险工况 时发出指令，通过各种顺控和连锁装置，使燃烧系 统中的有关设备 ( 如磨煤机、给煤机、油枪等 ) 严格 按照安全规范的要求顺序进行操作或处理未遂事故， 以保证锅炉燃烧系统的安全。
-50
水位低1
报 警
-150
水位低2
停 炉 -250
水位低3 安全门动作 计算机指令
60s Ω ＆
关定排总门
＆ ＆ 其他停炉保护
水位低1
开备用给水门 ≥1
＆
关备用给水门
紧急停炉
汽包水位低保护逻辑图
汽包水位 A
LO
汽包水位 B
汽包水位 C
Hi
LO
LO
Hi
Hi
＆
＆ ＆
OR
＆
＆
OR
＆
MFT 逻辑 DCS系统锅炉汽包水位保护逻辑
2．炉膛安全监控系统的功能
炉膛安全监控系统在锅炉启停阶段，按运行 要求启停油燃烧器和煤燃烧器。在机组事故情况 下，炉膛安全监控配合完成主燃料跳闸 (MFT)、 机组快速甩负荷 (FCB) 及主要辅机局部故障自动 减负荷(RB)等功能。当机组发生严重故障而需主 燃料跳闸时，由炉膛安全监控系统发出MFT指令， 并指出跳闸原因，由MCS完成相应的调节任务， 实行紧急停炉。当电网、发电机或汽轮机故障而 需机组迅速甩负荷 FCB时，炉膛安全监控系统迅 速将一层油投入，并将与该油层不相邻的煤层磨 煤机全部切除，使锅炉带最低稳定负荷运行，实 现停机不停炉。当锅炉辅机故障而发生自动减负 荷 RB 时，炉膛安全监控系统将与 MCS 配合按要 求迅速切除部分磨煤机，使机组负荷降低到预先 规定的负荷目标值。
立体图：
炉膛安全监控系统的组成
(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主要是 通过键盘、鼠标发送到逻辑控制部分， 运行状态及参数、被控对象动作完成状 态等又返回 CRT。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。
1、锅炉水位的电视监视
锅炉水位的电视监视系统包括五部分： 牛眼式水位表；
水位表照明系统；
电视摄象机及其冷却系统； 电视信号传输线； 水位电视监视器（又称CRT）。
2、炉膛火焰的电视监视 炉膛火焰的电视监视，可以达到在 电视屏幕上直接观察火焰的情况及具体 图象的水平。从火焰图象可以判断炉膛 火焰的变化和风量是否合适，甚至水冷 壁的结焦情况都看得十分清晰。通过火 焰图象的变化，可以在灭火早期发现火 焰故障，从而防止炉膛灭火。
㈢ 直流锅炉断水保护 此保护的作用是防止直流锅炉 发生断水故障，导致受热面严重超 温而损坏；如果在断水后几秒钟内 不能恢复供水时，必须停炉。
直流锅炉断水保护系统
给水流量 低Ⅰ值 给水流量 低Ⅱ值
＆
其它停炉保护
OR 紧急停炉
㈣ 再热器保护 通常再热器保护分为再热器壁 温高保护和再热器控制两个方面。 1.再热器壁温高保护 2.再热器汽温控制
炉膛安全监控系统包括下述主要安全功能
⑴ 炉膛点火前的清扫
⑵ 油点火的控制
⑶ 煤粉燃烧器投入控制 ⑷ 连续运行的监视
⑸ 紧急停炉（主燃料跳闸MFT）
⑹ 磨煤机组、燃烧器、点火器停运
⑺ 燃烧后的吹扫
必须注意：
⑴ 锅炉点火前必须对炉膛进行吹扫。
⑵ 炉膛灭火保护系统和机电炉大联锁系 统宜相互独立，MFT信号宜采用直接作 用于最后执行对象。
由此可见， FSSS 实际上是把燃烧系统的 安全运行规程用一套逻辑控制系统来实现， 它不仅能自动完成各种操作和保护功能，还 能避免运行人员在手动操作时的误操作。可 以说，FSSS 和MCS是保障锅炉机组正常启停 和安全运行的两大支柱， MCS 主要起调节作 用，而FSSS主要起安全保护作用。
2、FSSS系统的组成和功能
3. 水位测量高度可靠
采取“三取二”或“二取一” 的办法，也可采用步进式鉴别方法， 即Ⅱ值中串取Ⅰ值， Ⅲ值中串取 Ⅱ值的方法。
+50
水位高1
报 警
+150
水位高2
停 炉 +250
水位高3 安全门动作 计算机指令
Ω ＆
开事故放水门 水位高1
＆ ＆ 其他停炉保护
＆
关事故放水门
＆
紧急停炉
汽包水位高保护逻辑图
⑶ 不是因送风机、引风机掉闸引起的 MFT动作，送、引风机不能跳闸；由于 送、引风机引起MFT动作后，应延时打 开所有的送、引风机挡板，并保持全开状 态下自然通风不少于15min。
百度文库
锅炉火焰监测系统
1、 锅炉水位的电视监视
2、炉膛火焰电视监视 3、ZHJ—1型火焰检测装置 4、炉膛火焰电视监视系统的工作过程
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。
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、驱动机构以及被 控对象等组成，如图所示。
报警
&
报警
主汽压力高Ⅲ值
≥1
打开安全门 切除部分火嘴
投旁路系统
投油
有旁路系统锅炉主汽压力保护系统框图
脉冲式安全门
2. 脉冲式安全门控制电路
㈡ 汽包锅炉的水位保护 1. 锅炉缺水时能及时保护 该保护的作用是避免“干锅” 和烧坏水冷壁，具体要求是： ⑴ 水位低保护按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个定值 设定：
⑵ 当水位由低Ⅰ值低至 Ⅱ值时，保 护系统应动作采用补救措施 ： ⑶ “虚假水位”的保护：
㈥ 锅炉设备的安全监控系统
㈠ 锅炉主蒸汽压力保护 保护的原则要求
1. 安全门保护 ⑴ 安全门保护自成系统。
⑵必须有机械式和电动（或气动）式两种 安全门，而再热机组必须是汽包、过热器、 再热器均设安全门。
保护的原则要求
2. 充分利用旁路系统 当汽机突然甩负荷造成锅炉主蒸汽压 力升高超过规定值时，高压快速旁路阀快 速将锅炉蒸汽从旁路系统排出，经减温减 压后的蒸汽进入汽机的凝汽器，发挥安全 保护作用。
炉膛火焰电视监视系统包括：
炉膛火焰场景潜望镜及其控制保护系统；
电视摄象机及其保护系统； 电视信号传输线；
火焰电视监视器（又称CRT）。
火焰检测装置一般由探头、传输电缆、 信号处理装置等组成，三者均有各自相应的 类型。常用的火焰检测装置有： 离子式火焰检测装置 可见光式火焰检测装置
紫外线式火焰检测装置
2. 出现满水时能及时保护 该保护的作用是打开事故放水 门，具体要求是： ⑴ “虚假水位”的保护：安全门开启 时， ⑵ 水位高保护：按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个定 值设定。水位高于Ⅰ值报警，当安全门 未动或动作闭锁或动作闭锁在规定时间 之后，水位高至Ⅱ值报警并打开事故放 水门，而在水位恢复至Ⅰ值以下时应关 闭事故放水门，若水位上升至Ⅲ值，实 施紧急停炉。
(3)炉水循环泵控制(Boiler Circulation Pumps BCP)。这项功能仅局限于控制循环汽包炉， 其主要作用是保证炉水循环泵的正常工作。例 如，三台炉水循环泵中应保证至少有一台在运 行， 若不能维持最后一台泵的运行，则发出 MFT信号，实行紧急停炉。炉水循环泵控制与 前面两部分控制有较大的独立性，彼此之间联 系较小。
(4) 驱动装置。 FSSS 的驱动装置用于控 制和隔离进入炉膛燃料(油、煤)和空气。 驱动装置包括阀门和挡板驱动装置、 电动机启动器，如启动磨煤机、给煤 机、风机等。
(5)逻辑控制部分。逻辑控制部分是 FSSS的核心，能完成逻辑综合、判断、 运算和显示功能。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，停运有关设备，并将操作结果在 CRT上显示出来。
⑶ 紧急停炉保护。当某些重要辅机 发生故障时，应迅速降低锅炉的负 荷停止锅炉的运行；当锅炉运行中， 某些主要参数超过允许值时，保护 装置立即动作，采取紧急措施，直 至紧急停炉保护，以免事故发生或 扩大。
锅炉系统的热工保护 ㈠ 锅炉主蒸汽压力保护 ㈡ 汽包锅炉的水位保护
㈢ 直流锅炉的断水保护
㈣ 再热器保护 ㈤ 锅炉辅机的联锁保护