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。
燃烧器一次风喷口中心线的层间距离为4957.1mm，同层燃烧器之间的水平距离为3657.6mm，上一次风喷口中心线距屏底距离为27118.7mm，下一次风喷口中心线距冷灰斗拐
点距离为2397.7mm。最外侧燃烧器与侧墙距离为4223.2mm，能够避免侧墙结渣及发生高温
腐蚀。
燃烧器上部布置有燃尽风(OFA)风口，12 只燃尽风风口分别布置在前后墙上。中间4 只燃尽风风口距最上层一次风中心线距离为7004.6 mm。2 只侧燃尽风风口距最上层一次风中心线距离为4795.5mm。
图4.3 燃烧器布置示意图
在HT-NR3燃烧器中，燃烧的空气被分为三股，它们是：直流一次风、直流二次风
和旋流三次风。燃烧器配风示意图见图4.4。
图4.4 燃烧器配风示意图
一次风由一次风机提供。一次风管内靠近炉膛端部布置有一个锥形煤粉浓缩器。
燃烧器风箱为每个HT-NR3 燃烧器提供二次风和三次风。每个燃烧器设有一个风量均衡挡板，该挡板的调节杆穿过燃烧器面板，能够在燃烧器和风箱外方便地对该挡板的位置进行调整。
三次风旋流装置设计成可调节的型式，并设有执行器，可实现程控调节。调整旋流装置的调节导轴即可调节三次风的旋流强度。
燃尽风风口包含两股独立的气流：中央部位为非旋转的气流，它直接穿透进入炉膛中心；外圈气流是旋转气流，用于和靠近炉膛水冷壁的上升烟气进行混合。
2、供风系统
锅炉采用热风送粉直吹系统。一次风机输出的一次风分为两路，一路经空气预热器形成热风，另一路则不经空气预热器形成冷风。热风作为制粉的干燥剂，冷风则为调温所用，受热的一次风与部分冷一次风混合进入磨煤机，然后进入煤粉燃烧器。二次风由送风机供给，经空气预热器加热后进入燃烧器风箱，并通过各调节挡板而进入炉膛，在此与燃烧的燃料进行混合。如图4.5所示：
3、制粉系统
锅炉常用的制粉系统有储仓式和直吹式。在储仓式制粉系统中，制成的煤粉先储存在煤粉仓中，然后根据锅炉负荷的需要再从煤粉仓通过给粉机将煤粉送入炉膛燃烧。储仓式制粉系统的特点是可以相对独立地进行制粉和调节，与锅炉负荷的变化没有直接的关系。但储仓式制粉系统存在着系统复杂，土建及运行、维护费用高，而且排粉风机磨损严重等缺点。直吹式制粉系统具有效率高，降低了能耗；可靠性较高，工作稳定，操作设备台数少，成套磨煤装置紧凑，研磨部件磨损轻等特点。
在直吹式制粉系统中，煤由磨煤机磨成煤粉后直接吹入炉膛燃烧。根据排粉机的位置不同，可分为负压式和正压式，在负压系统中，原煤由煤斗落下后经给煤机进入磨煤机。由空气预热器出来的热风分为两部分，一部分作为二次风经燃烧器进入炉膛，另一部分作为干燥剂将煤烘干并输送煤粉。煤粉分离器设在磨煤机出口，经分离器分离出来的粗粉送回磨煤机重磨，干燥剂和细粉通过排粉风机提高风压后作为一次风经燃烧器送入炉膛。正压系统与负压系统生产过程基本相同，所不同的是排粉机置于磨煤机前面（也称一次风机），使磨煤机内处于正压状态。
双进双出球磨机并配以正压式直吹式制粉系统如图4.6所示，该系统具有以下设计特点：系统简单；适于磨制较难磨的煤；煤粉细度较高，额定负荷下煤粉细度达89%通过200目筛，低负荷下煤粉细度更细，且系统风煤比低，有利于煤粉的着火和锅炉低负荷稳燃；磨煤机可实现半台磨运行，当锅炉在50% BRL负荷下或一台磨煤机的单侧给煤机出现故障时，磨煤机可单侧出粉或单侧进煤，运行灵活性很大。；磨煤机的负荷调节方便灵活，调节范围大，对机组调峰运行适应性较强；一台炉设一套密封风系统，2运1备，系统运行可靠方便；磨煤机筒体内料位采用电耳控制和压差控制，分别用于磨煤机启动和正常运行工况。
图4.5 风烟系统示意图
图 4.6制粉系统示意图
二、燃油系统
燃油系统是指锅炉的油燃烧系统，由于油燃料是用于启动、燃、点燃主燃料以及低负荷助燃和稳定燃烧的，因此认识和理解燃油系统是十分必要的。
1、系统作用
燃油系统从锅炉点火、启动，直至磨煤机投人运行达到低负荷燃烧要求为止，该系统一直处于投运状态。其作用主要包括：
（1）点火和燃烧；
（2）升压或低负荷时使燃烧稳定；
（3）机组故障而发生快速减负荷（Run Back－RB）和机组快速切断返回负荷（Fast Cut Back－FCB）时，启动燃油燃烧器，维持锅炉负荷达到燃烧稳定的目的。燃油燃烧器的容量为一台锅炉最大连续出力的30％。
2、系统组成
燃油系统由油枪、支油阀、燃油管道、雾化蒸汽管道和若干截止阀、调节阀等组成。如图4.7所示。在燃油母管上安装主油阀（油母管跳闸阀或快关阀），回油管路上安装再循环阀。
图4.7 燃油系统示意图
燃油系统采用高能点火器，进行燃油至煤粉的二级点火。若设计的燃油为重油，因为燃重油在常温下粘度较大，为了便于输送和雾化，一般采用辅助蒸汽对燃重油进行加热；若设计的燃油为轻油，由于轻油在常温下粘度不大，因此对燃轻油在常温下不需加热。燃油经加热器、跳闸阀（快关阀）、压力调节阀、燃油阀至燃油枪。燃油母管跳闸阀在机组运行时是常开的，使炉前油管路处于热备用状态。当发生MFT时，跳闸阀则自动关闭。压力调节阀的位置是根据燃母管压力和锅炉的需要确定的。
在锅炉点火前，把燃油母管跳闸和再循环阀都打开，而把所有的燃油阀关闭，这样燃油
可以在油总管道中循环。在锅炉点火时，只要有一只燃油阀打开，就必须将再循环阀关闭，这样可以使燃油总管道的压力维持所要求的数值。
3、燃油枪
燃油枪也叫油燃烧器，按其工作原理可分为机械雾化、介质雾化及组合式等类型。以下通过介绍可摆动式蒸汽雾化油枪来熟悉燃油枪的基本原理。其主要由油枪的主体部件、活动接头和伸缩机构组成。如图4.8所示。
图 4.8 油枪结构
（1）油枪的主体部件
油枪的主体部件包括固定接头、两根平行的油枪管、挠性管和喷嘴组件。
固定接头焊在可伸缩的导管上，可伸缩导管置于固定导管之内。固定接头下半部两个口分别与油管和雾化蒸汽管相连接，固定接头上半部两个口与活动接头上半部两个口连接，每个口都有一套管分别与活动接头的口连接，为了防止在运行时油与雾化蒸汽泄漏，在套管和活动接头连接处装有密封垫圈。
两根平行的油枪管分别把油和雾化蒸汽送到喷嘴组件，这样布置可以减少两种介质之间
的温度影响，并使重油和雾化蒸汽在进人喷嘴组件之前保持互相隔离。
油枪的挠性管可以吸收两根油枪管的不同膨胀，并使油枪可以随着摆动燃烧器系统摆动。
喷嘴组件由喷嘴体、雾化片、固定片和喷嘴拼帽组成，喷嘴拼帽将雾化片、固定片固定在喷嘴体上。由两根油枪管分别送来的油和雾化蒸汽进人喷嘴体，油通过喷嘴体的外缘，蒸汽通过喷嘴体的中心，两种介质同时进人雾化片在喷人炉膛时相交，使得雾化了的油与燃烧空气相接触，保证油迅速点燃和完全燃烧。
（2）活动接头
活动接头与固定接头采用压紧丝杆连接，活动接头下半部分有两个口分别与固定接头上的雾化蒸汽（A口）和油管（B口）相接，活动接头上半部有两个口，A口和B口分别与两根平行的油枪管相接。活动接头上的导销使固定接头上的油枪限位开关接通时，向FSSS系统发出信号，表明油枪已接通。
（3）伸缩机构
伸缩机构是由压缩空气驱动器、空气电磁阀和连杆机构组成，伸缩机构用螺栓固定在燃烧器前板上。
空气电磁阀根据FSSS的命令，控制压缩空气进人驱动活塞的某一侧而驱动可伸缩性导管和油枪伸进或缩回，在油枪未投人运行时，可以手动操作电磁阀中的铁芯，使油枪伸进与缩回。在可伸缩导管附近安装了一个伸进／缩回极限开关，用于向逻辑控制部分发出油枪位置信号即油枪退回原位、进到位状态信号。
在主油管和雾化蒸汽母管上分别设置了相应的压力开关和温度开关，当燃油与雾化蒸汽的压力、温度不能满足要求时，油枪不允许投入运行。
三、点火系统
目前锅炉起动时，大多采用点火系统使燃油着火；停炉时为了使可燃混合物燃尽，也要起动点火器；在锅炉负荷过低或煤种变化等引起燃烧不稳定时，也应利用点火系统维持燃烧稳定。
1、点火方式
以前锅炉点火经常采用电热丝点燃乙炔或丙烷，然后点燃轻油和（或）重油；另外也有用高压放电产生的电火花去点燃气体，再点燃轻油和（或）重油。以上所述点火方式管路系统复杂，给可燃气体的存放和日常维护都带来不便。80年代初出现了可直接点燃轻油、重油的高性能点火器，并且在大型锅炉上得到推广应用。大中容量锅炉的煤粉燃烧器点火均采用多级点火方式，先由高能电点火器点燃燃油，再由燃油火焰点燃煤粉。除此之外近年来等离子点火装置也在电厂中得到应用。
2、高能电弧点火器
高能电弧点火器（High Energy Arc－HEA）的点火原理是利用高压放电的电弧将油雾点燃。高能电弧点火器安装在燃油枪的附近，作为燃油枪的点火源。点火时，点火器的火花棒直接插在油枪的油出口处，产生高强度的电火花将雾化的油点燃。
高能电弧点火器主要由6个部分组成即点火激励器、软火花棒、点火端、软电缆、伸缩机构和导管组成，如图4.9所示。
图 4.9 高能电弧点火器结构
（1）点火激励器
点火激励器是高能电弧点火器的关键部件，它向点火端提供高电压。点火激励器是由点
火变压器、整流元件、充电电容、电阻和放电管组成，如图4.10所示。
图 4.10 点火激励器电路
在点火变压器一次侧接上交流14.2V／220V、50HZ电源，最大电流为5A。在二次侧产生高压交流电，经D1、D2整流后，向高压储能电容C1、C2充电，当电容上的电压达到一定数值时，放电管中的火花间隙产生离子放电，电流从电容器正端经放电管直到点火端上，再由输出导线返回到电容器的负端。当能量在点火端上耗尽时，电容器重新充电。放电电阻用于两个点火周期之间，将电容器上的残留电荷释放掉。输出端电阻（开路电阻）用于点火（即负载开路）的情况下，为电容器能量提供释放回路。
点火火花的速率是约每秒产生4个火花，每个点火周期30S共产生120个火花。点火激励器最大连续工作时间为4.2min 如果连续工作4.2min后，必须至少间隔30min才能再次工作。
（2）软电缆
软电缆是一根软的金属编织电缆，用于连接点火变压器和软火花棒。虽然电缆具有韧性，
但为了防止电缆损坏，软电缆的曲率半径不小于100mm，电缆环境温度不能超过110℃。
（3）软火花棒
软火花棒的一端用一套管型接头与电缆相连接，另一端用一接头与点火端相连接。软火花棒将电压传到点火端。软火花棒有一部分是柔性的，因此软火花棒可以随着油枪喷嘴摆动而摆动。软火花棒的总长度（包括柔性段58.4cm）为2.44m。软火花棒可承受的最高温度是400℃。软火花棒可以由伸缩机构定位，气动活塞驱动，可在导管内伸缩。当点火器不投人运行时，应将点火棒从靠近火焰高温区退至导管中，点火时可伸到油枪喷嘴区进行点火。
（4）点火端
点火端通过电气插头与软火花棒相连，高电压施加在点火端部的一个金属球上，一个表面涂有半导体材料的陶瓷绝缘子将金属球与球周围的端部金属环分隔开来。当金属球上的电压达到预定的数值（2300V）时，则半导体材料将金属球与金属环导通，但是由于半导体不能象金属那样迅速传导电流，因而使金属球与金属环之间的空气电离形成电弧。点火端最高允许温度为454℃，其寿命预定为20万个火花。
（5）导管
导管焊接在风道中，它作为点火器的冷却风通道，以保护软火花棒和点火端。
（6）伸缩机构
伸缩机构由气动驱动活塞、四通电磁阀、伸进和缩回的限位开关和接线盒等组成。四通电磁阀控制进入气动活塞两端的空气，使软火花棒伸进缩回。
限位开关1或2由气动驱动活塞接触的凸轮盘触发，软火花棒位置信号由限位开关发出，即点火器退回原位、进到位，并可在FSSS控制盘上指示出来。在伸缩机构旁边的是接线盒用于电气接线。
在点火时，点火器的整个工作过程可由FSSS自动进行控制，也可由运行人员就地操作。
3、等离子点火装置
等离子点火装置基本原理是利用电能将空气电离为等离子体，等离子体将其携带的能量使煤粉升温，并超额析出可燃挥发份，达到直接点燃煤粉的目的。
其技术关键在于高温状态下电极的烧损，阳极、阴极的使用寿命；大容量特种电源的设计及整机绝缘抗电及电弧功率自动调节的问题；燃烧器的结焦、烧损等；对不同容量、不同设计煤种的锅炉的支持，实现产品的标准化和系列化。
主要设备包括直接电源屏；等离子点火装置；轴流式两级燃烧器；粉煤分离装置；图像火检；风粉在线监测；风、粉、压缩空气、冷却水系统。如图所示：
等离子无油点火称稳燃，节省燃油资源，并大大节省运行费用，具有巨大的经济效益。由于燃油启动锅炉不能使用电除尘，因而每次启动时不可避免地要冒几个小时的黑烟，造成对环境的严重污染。采用等离子技术启动锅炉可以使用电除尘器，减少了对环境的污染。四、火焰检测系统
火焰检测系统是FSSS的基础设备，它的作用是对炉膛火焰和各燃烧器火焰进行检测，输出送FSSS的逻辑控制系统，其工作好坏对整个FSSS系统能否正常工作是至关重要的。
在600MW锅炉上配套的火焰检测器，多采用复合式检测器，即在一个检测器中装有两种不同的传感器，适用于多种燃料场合。
1、火焰特性
火焰的检测和诊断都需要对其各种特性进行研究，火焰的形状及其辐射的各种能量是检测其存在及判断其稳定性的主要依据。
（1）辐射特性
锅炉使用的燃料主要有煤、油和可燃气体，这些燃料在燃烧过程中会产生热辐射，所谓热辐射是指物体温度高于绝对零度时，由于其内部带电粒子的热运动而向外发射的不同波长的电磁波。因而热辐射具有与可见光等电磁波相似的特性，如以光速传播、服从折射和反射定理等，热辐射在电磁波谱中所占的波段见图4.11。
图4.11 电磁波波段
炉膛火焰光按波段可分为紫外光、可
见光和红外光。燃料品种的不同，其火焰
的频谱特性亦不同，煤粉火焰有丰富的可
见光、红外光和一定的紫外光；燃油火焰
有丰富的可见光、红外光和紫外光；燃气
火焰有丰富的紫外光和一定的可见光、红
外光。同一燃料在不同的燃烧区，火焰的
频谱特性亦有差异。
辐射能量的分布曲线是波长与温度
的函数，参见图4.12。当温度升高时，辐
射能量分布曲线向较短的波长方向移动，
且辐射总能量增大；当温度降低时，辐射
能量分布曲线向较长的波长方向移动，且
辐射总能量减小。图 4.12 辐射能量与波长的关系由于检测用的波段不同，又可分为紫外线、可见光、红外线及全辐射火焰检测。紫外线是煤粉着火初期产生的，所以用它可以很好地区分单个燃烧器的火焰。但由于炉膛内存在着大量的煤粉粒子、焦炭粒子、灰粒子，对紫外线的吸收严重，所以用紫外线检测煤粉火焰的信噪比很低，这对于燃油锅炉的火焰检测比较合适。红外线比较适合检测全炉膛火焰。因为单个燃烧器火焰、全炉膛火焰、炙热的炉壁都会发出很强的红外线，用它检测单个燃烧器火焰比较困难。全辐射法检测由于其光电元件响应速度慢、易受环境影响等原因，在应用上受到了一定的限制。可见光及近红外线是应用较多的光谱区。
火焰存在及熄灭时的辐射强度是不同的，如图4.13所示。判断火焰的存在与否，需要设定一个强度阈值，当火焰强度超过此阈值时认为火焰存在。由于相邻火焰和炉壁辐射的影响，不同负荷，不同煤种时火焰位置的变化，就需要现场调试时对探头的位置进行仔细的调整，工作量很大。
a 煤粉火焰存在
b 煤粉火焰熄灭
c 油火焰点燃
图4.13 火焰辐射强度变化
（2）火焰的频率特性
燃烧的实质是燃料中的碳或碳氢化合物与空气中的氧发生剧烈的化学反应，从燃烧器中喷射出的燃料形成火焰大约可以分为四个阶段：
第一阶段从燃烧器喷射出的一股暗色的燃料与一次热风的混合物流。
第二阶段是初始燃烧区，燃料因受到高温炉气回流的加热开始燃烧，大量的燃料颗粒燃烧成亮点流，此段的亮度不是最大，但亮度的变化频率达到最大值。
第三阶段为完全燃烧区，各个燃料颗粒在与二次风的充分混合下完全燃烧，产生出很大热量，此段的火焰亮度最高。
第四阶段为燃尽区，这时煤粉大部分燃烧完毕，形成飞灰，少数较大颗粒进行燃烧，最后形成高温炉气流。其亮度和亮度变化频率较低。
由以上描述可知在燃料转换成温度极高的火焰的瞬变过程中，在某一固定区域其辐射能量是按一定频率变化的，从观察者的角度则为火焰亮度是闪烁的。图4.14为火焰波形和闪烁频率示意图。炉膛火焰存在闪烁量，这是区别它与自然光和炉壁结焦发光的一个重要特性，因此可以利用检测火焰的闪烁光强存在与否来判断是否发生灭火事故。
图4.13 火焰脉动示意
由于各种随机扰动的存在，火焰辐射强度是随时间变化的，其频谱分布可达到2000 Hz,而且煤粉火焰的波动程度要比油火焰的大。当燃烧不稳定时，火焰中的交流部分的强度增加，其中低频部分的能量增加较多，如图4.14所示。由于红外辐射和可见光相比，其强度波动较小，频谱范围也窄，所以频率检测一般用可见光。频率法检测的原理是：把探头输出的强度
信号进行滤波，取出交流分量，经整形后由施密特触发器把它变成一系列的脉冲。对脉冲计数，确定火焰的频率。经过大量的实验分析，煤粉火焰存在着3个基础闪烁频率的范围：15~50HZ火焰正常、7~15HZ火焰不稳定、≤7HZ火焰丧失。这种检测方法可以检测到探头所能接收到的范围内的火焰频率变化，受火焰位置变化的影响相对较小。目前的炉膛安全监控系统常用火焰强度和火焰频率来综合判断火焰是否存在。
图4.14 不同燃烧状态时火焰频率分布
2、火焰检测方法
利用火焰的频谱特性进行火焰检测主要是采用以下方法：
（1）紫外光（UV）火焰检测，响应紫外光谱约为290~320纳米波长，适用于检测气体和清油燃料火焰；由于其频谱响应在紫外光波段，所以它不受可见光和红外光的影响。根据含氢燃烧火焰具有高能量紫外光辐射的原理，在燃烧带的不同区域，紫外光的含量有急剧的变化，在第一燃烧区（火焰根部），紫外光含量最丰富，而在第二和第三燃烧区，紫外光含量显著减少。因此，紫外光用作单火嘴的火焰检测，它对相邻火嘴的火焰具有较高的鉴别率。
利用紫外光检测火焰的缺点是：一是由于紫外光易为介质所吸收，因此当探头的表面被烟灰油雾污染时，灵敏度将显著下降，为此要经常清除污染物，现场的维护量大为增加。二是煤粉火焰光紫外光含量很小，根据紫外光的频谱特性，它在燃气锅炉上效果较好，而在燃煤锅炉上效果较差。此外，探头需瞄准第一燃烧区，也增加了现场的调试工作量。
（2）红外光（IR）火焰检测，响应红外光谱约700~1700纳米波长，适用于检测油、煤、固体燃料燃烧的火焰检测。由于其频谱响应在可见光和红外光波段，辐射强度大，所以对器件的要求相对而言较低。缺点是区分相邻火嘴的鉴别率不如紫外光。虽然利用初始燃烧区和燃尽区火焰的高频闪烁频率不同这一特性来作单火嘴火焰检测有一定的效果，但要想获得对相邻火嘴的火焰有较高的鉴别率，其现场调试工作量很大；根据光敏电阻和硅光电池的频谱响应特性，它在燃煤锅炉和燃油锅炉上效果较好，而在燃气锅炉上效果较差。
（3）可见光火焰检测，适于检测重油和煤火焰，也用于检测轻油火焰，但由于受背景光干扰大，穿透黑龙区的能力差，目前在电力行业中已逐步淘汰。
（4）离子棒火焰检测器，利用火焰的导电性检测气体燃烧的火焰（一般为气体点火火焰）。
炉膛火焰的平均光强可作为判断炉膛火焰强度的依据。在燃料送入炉膛燃烧得愈充分时（稳定燃烧），其平均光强愈大；当燃料送人炉膛燃烧得很不充分，恶化到危及锅炉安全运行（不稳定燃烧）时，平均光强显著下降，根据此可将平均光强下降到某个整定值，定为炉膛火焰发暗的报警值。
紫外光火焰检测器对火焰强度反应较敏感；红外光火焰检测器对闪烁频率反应敏感；可见光火焰检测器对火焰强度和闪烁频率反应都较敏感。从原理和实践的角度，各生产厂家利用不同的原理生产多种形式的火焰检测器供用户选择；用户则应从锅炉的燃烧形式、燃料品种和燃烧器管理系统的需要等方面综合考虑，当然还须注意生产厂家的产品质量、服务等因素。
3、火焰检测器
目前电厂使用基本上是光电型火焰检测装置，它们都是利用火焰燃烧时发出热辐射的原理工作的。炉膛燃料燃烧幅射出的能量具有脉动性，脉动的频率根据燃料种类的不同有很大的变化，燃煤的脉动频率最低，油和天然气则比煤要高得多。同时燃料空气比、燃料喷射速度、风速和燃料的几何形状等等都会影响到火焰的脉动频率和强度。
（1）火焰检测器原理
FORNEY公司UNIFLAME系列火焰检测器是利用火焰的三大特性的智能一体化火焰检测器。UNIFLAME 95IR、95UV、95DC型火焰探头是基于微处理器的火焰探头，采用了固态红外、紫外和双通传感器。
UNIFLAME 95型火焰探头内部带有火焰继电器，可调整ON/OFF（有火/无火）门槛值，因此部需要远程火焰放大器。UNIFLAME探头检测目标火焰产生振动的振幅（火焰闪烁频率）。在探头启动过程中，能捕捉到振动频率火焰最好的ON/OFF分辨率。相关的频率和探头增益可以手动选择（S1型）或忽略手动进行自动调节（S2型）。
UNIFLAME探头可就地控制或远程调试。就地控制可输入密码后进入编辑菜单直接对火焰探头进行调试，特别适用于单个燃烧器故障现场解决和现场调试的情况；远程调试可在远程PC机上通过专用火检软件进行调试，在燃烧器点火和运行调试中可同时对多个火检进行参数设定和监视，可通过软件对燃烧工况进行分析。因此，UNIFLAME探头的就地控制和远程调试功能适用于火检数量多和工况复杂的600MW等大型机组应用。
UNIFLAME火焰检测器含有自检系统，以确保不会提供一个虚假的“有火焰”信号，每支火检探头的火焰强度信号输出有4~20mA标准模拟量信号输出，以及“有火/无火”开关量输出和火检故障报警输出，并伴有信号隔离措施，便于与DCS系统连接。
（2）火焰检测系统组成
一套完整的UNIFLAME火焰检测系统包括以下几个方面：
①外导管组件、内导管组件（含光纤）和安装管组件；
②UNIFLAME探头；
③电缆组件及接线箱；
④火检电源箱；
⑤PC、通信软件及附件；
⑥火检冷却风系统。
以上配置为600MW机组火检系统的基本配置，根据炉型不同，其配置也会不同。对冲锅炉一般为内、外导管，而油火检可根据具体情况可选用带管线型或非带光纤型，也可选择紫外线或红外线探头。
锅炉燃烧器火焰光信号从光纤或观察管传递到UNIFLAME探头，探头通过带航空插头的12芯电缆组件将火检信号送到就地接线箱或FSSS系统。
火检电源箱一般为两路互为冗余的电源，既可以放在现场，也可放置在电子j间，电源
箱内有含有所有探头的控制开关和过负荷保护，同时有对输入电源的监视信号。
所有探头电缆有两根双绞线为通信线，并且通过菊花链的方式接到转换器上，然后接到PC机上，专用火检软件安装在PC机上后，就可对最多128个火检进行调试、分析。
两台互为冗余的风机为所有火检探头起到冷却和清洁的作用。
（3）火焰检测器的安装
在锅炉任何运行工况下，很好地检测炉膛内火焰常常是件困难的事。要很好地检测炉膛内的火焰，必须正确地安装火焰检测器。燃烧器或油枪喷出燃料燃烧所生成的火焰，通常可分为两个区域：火焰在其燃烧的第一阶段，即靠近火焰根部区域，也就是y次燃烧区（PCZ）。在一次燃烧区内，火焰强度最大，火焰的脉动频率也最大，是检测火焰“有”或“无”最敏感的区域。火焰离开一次燃烧区继续燃烧，这个火焰的前端区是二次燃烧区（SCZ），在二次燃烧区内，火焰强度明显减弱，火焰的脉动频率也随着离燃烧器喷口的距离增加而递减。
对于燃烧器前后墙布置的锅炉（如B&W锅炉），火焰检测器用于检测各个燃烧器（包括油枪）的火焰。火焰检测器的安装位置应这样确定：火焰检测器的视线应既对准该燃烧器的一次燃烧区，也不要“偷看”到邻近或对墙燃烧器火焰的一次燃烧区域
火焰检测器探头的位置对频率具有重要影响，当其安装在油喷嘴根部靠近燃罩附近时，频率可达到上述频率；但安装位置远离油枪根部时或油枪火焰燃烧不稳定时，频率降低。如果探头装于二次风风口内，油枪也装于二次风风口内，此二次风若上、下与一次风相邻，此二次风口内的火焰检测探头即可以检测油枪火焰，又可以检测一次风风口的煤粉火焰。若需要鉴别油枪是否点燃时，则需要二路频率检查回路与此探头相连，一路按油火焰频率整定，一路按煤粉火焰频率整定，这样就避免了在同一个二次风口内装设两套火焰检测探头的必要，可以节省一部分探头及电缆的投资。
每个火焰检测器探头的安装必须保证能在风量和负荷的全部变化范围内保证对主火焰或点火器火焰的检测。参见图4.15，调整探头应注意以下几点：
图4.15 火焰检测器探头检测示意
①对于监视主火焰的探头，调整时应使得它不能检测点火火焰；
②在调整探头时，探头的中心线与燃烧器中心线应相交，当夹角较小时（如50o），并且能观察到最大的着火区，此时效果最好；
③探头与火焰之间应无障碍物；
④二次风的旋转方向可能会使火焰发生偏转，此时应该考虑探头安装在旋转的切线方向10－300的位置；
⑤观测管的安装应考虑便于调整，一般不采用焊接固定的方法；
⑥探头应安装在观察管内；
⑦探头的透镜不能沾染污物（油、灰、烟垢等）；
⑧探头内温度不能超过它的额定温度（65℃）。
观察调整探头是应戴上保护滤光镜。
火检导管和观察管的安装正确与否将直接影响火检的运行稳定性和可靠性。600MW超临界机组多采用对冲燃烧锅炉，对冲燃烧锅炉火检煤火检基本上要求带光纤装置，而点火油枪和启动油枪则可选带光纤装置和观察装置。
（4）火焰检测器的调试
在调试火焰检测器时，既要考虑可靠性又要考虑鉴别能力。在燃烧器上装设多层检测器探头时，底层探头调试定值偏低为宜，即主要考虑可靠性，而顶层检测器调试可以多考虑鉴别能力，因为在低负荷运行时司炉往往切掉顶层喷嘴，它的切投操作机会比其它喷嘴多。
火焰检测器的强度指示要经过严格的校验，它反映喷嘴火焰的亮度。探头距一次风口约300mm，这个位置一般见不到黑龙，一、二次风对探头的影响也较小。当个别喷口的煤粉喷射角度不适当，使黑龙大角度偏移。即会引起火焰强度指示偏低，此时只要将个别一、二次风挡板稍加调整，即对稳定燃烧有好处，对火焰检测也有好处。
冷炉启动时，火焰检测频率低于停炉时的同样负荷下测得的频率稳定值。冷炉时燃料的着火位置，炉膛的火焰分布与停炉时（热炉）有一定差别，对火焰信号的频率、强度的影响也必然不同。煤粉火焰在冷炉启动时，煤粉火焰亮度和火焰频率都在变动，炉膛内压力波动很大，火焰摆动也较大。当锅炉带20％负荷以上时，火焰燃烧位置才比较固定，而且火焰频率值也逐渐提高且稳定。
在锅炉启动过程中，煤粉火焰闪动很大，但不会发生灭火信号，因为在失去火焰的逻辑回路中，此时油枪火焰为主信号，只要油枪层火焰稳定点亮，就不会发出灭火信号，这种状态持续到油枪退出工作。那时煤粉火焰信号已经稳定。
油火焰的频率定值设在10~20Hz围内，稳定值定在10Hz以下，由于油的着火点距离喷口较远，如果烧的是渣油，则油火焰的频率偏低。
在停炉时对火焰检测器的调试通常采用模拟光源，模拟光源可用220V、100W砂磨灯泡。直接接50Hz电源时得到100Hz的闪动频率。当模拟光源的电源经过一个二极管整流，得到50Hz闪动频率。
（5）火焰检测器性能试验
火焰检测器在国内外尚无统一的技术标准，它还是属于不断发展的过程中。如何衡量火焰检测器的综合性能目前还是一个难题。下面讨论一下火焰检测装置的检测性能与诸多因素的关系。
①单只油燃烧器火焰监视
对于燃油和燃气燃烧器的火焰监视已有成熟的经验，置于火焰根部的火检探头的安装位置是特别重要的，一定要避开其它燃烧器的干扰。
火焰检测器主要是靠频率值来鉴别火焰是否存在，油枪根部火焰频率值高于其它部位的火焰频率，要求被监视的油枪必须雾化较好，着火区比较固定，火焰频率相对较稳定，这时检测才有较高的鉴别能力。
②单只煤粉燃烧器火焰监视
对于燃煤机组，要严格控制单只煤粉喷嘴的火焰信号，这一点无论是对国外还是国内都
是极为困难的，不能根据简单的资料或某个检测装置就能断定某个火嘴的工作情况。因为煤粉喷嘴的火焰工况是与整个炉膛火焰有关，而且与锅炉负荷有关，对于切圆燃烧的炉膛，四个角的火焰在没有辅助燃料投入时是相互依存的。在只有一层燃烧器工作时，难度更大。
对于大型锅炉，一般低负荷时只有一、两层煤粉燃烧器工作，而且要投油助燃，这种情况下同角同层的油火焰对单只煤粉燃烧器火焰监视干扰较大。在额定负荷下，有多个煤粉燃烧器工作，构成强烈的背景光，这也给单只煤粉燃烧器火焰监视带来一定难度。因此要求火焰检测器有一个较大的识别范围，能够区别不同负荷下不同亮度的火焰信号。
对于负荷的考虑是既要满足低负荷时火焰信号的可靠性，又要满足高负荷时切投火嘴的鉴别能力。因此整定火焰信号的原则应是两者兼顾，如果只强调检测装置的鉴别能力，检测装置在低负荷时容易闪动，这对安全运行是不利的。
检测火焰信号不象检测电气信号，界限清楚，实时性强。火焰的规律性不强，火焰信号的发出都要经一定的延时，好的火焰检测器应该响应时间快，迅速准确。火焰检测装置的火焰信号内部延时大约2秒，延时愈长，发生灭火时也就愈危险。
对于任一台新机组，火检探头参数的整定都要积累经验，逐渐提高整定值。开始时按照上述原则整定火焰信号，使司炉对火焰检测装置的指示与运行工况间建立一定联系。经过一个时期的经验积累再提高一些定值，使之具有更高的鉴别能力。及时与运行人员交流，适时修改定值趋势，使火检的功能完全发挥，而且不发生事故。如果定值的提高影响了层火焰2/4信号的可靠性，就必须降低定值来保证层信号的稳定。
③全炉膛火焰监视
对冲炉的火焰监视与四角切圆炉有较大的区别，后者基于层的概念，每层投入的煤（油）燃烧器少于2/4，则判断灭火，而对冲炉的失去全部火焰指的是在锅炉投运的情况下，所有的煤火检、油火检全部检不到火，这种情况是极难发生的，因而也不具有实际意义，因此引入了部分火焰丧失逻辑：当锅炉负荷少于50%时，一次性煤燃烧器有8个及以上灭了火；或者负荷大于50%时，一次性煤燃烧器有12个及以上灭了火，此时，不论投入的油枪有多少，均发生部分火焰丧失停炉。部分火焰丧失逻辑主要是针对二台以上磨煤机投运的情况，如果又有一台磨煤机投运，则引入了全部主火焰丧失逻辑：在锅炉已投运的前提下，所有的主燃料丧失或煤火焰丧失，此时，工作的油枪数如果少于三只，则发生主火焰丧失停炉。直吹式W炉如果能正常投运，失去全部火焰，失去全部主火焰，失去部分火焰三套灭火保护，则基本可以保证燃烧时的炉膛安全。
对于油燃烧器，如果油阀已开，油火检见火，则判断为油枪正常投运，考虑到油枪是基础，即使在高负荷下，由于火焰中频谱的缘故而导致油火检可能见不到火，用油火检见火来判断油枪投运的条件也不应该放松。对于煤燃烧器，考虑到煤火检的可靠性，除风粉气动门已开，煤火检见火，判断煤燃烧器正常投运，同时，如果该燃烧器点火能量满足在风粉气动门已开，也认为燃烧器正常投运。（燃烧器的油枪正常投运，或者在高负荷下，该燃烧器旁边的二个煤燃烧器正常投运。）
④探头保护试验
探头插人深度对探头内部工作温度影响很大，而探头插人深度对信号强度的影响却不明显。有报道介绍当把探头端面由喷口端面后退1米，信号强度仅衰减约5％，由此看来，为了保护探头免受火焰强烈的辐射及熔渣对镜片的沾污（炉膛内正压时会出现），在正常工作情况下，可将探头适当后撤，以距离喷口端面200至400毫米为宜。
第8章炉膛安全监控系统(高) 概述 一、炉膛安全监控系统的地位大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量比较多，有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风(二次风)挡板、燃料风(周界风)挡板等，不仅类型比较复杂，而且它们的操作过程也很复杂。例如：点火油枪的投入操作包括点火油枪推进、开雾化蒸汽(或雾化空气)门、开进油门等；停用操作包括关进油门、油枪吹扫、油枪退出等。煤粉燃烧器的投入的操作包括开磨煤机出口挡板、开热风门、暖磨、磨煤机启动、给煤机启动等；煤粉燃烧器停用操作包括停给煤机、关热风门、停磨煤机、磨煤机吹扫等。对一般不能伸进和退出的点火装置(点火器)以及燃烧器的火焰监视器等装置要有冷却措施，为此还设置了冷却风机(由交、直流电动机拖动，其中直流电动机备用)。火焰监视器是判断燃烧器点、熄火成功与否及对火焰进行监视的重要装置。由此可见，即使投入或切除一组燃烧器也需要有相当多的操作步骤和监视判断的项目，在锅炉启动或发生事故工况下，燃烧器的操作工作更加繁复。所以大容量锅炉的燃烧器必须采用自动顺序控制。 国内机组过去缺少这种燃烧安全监控系统，使国产锅炉的运行性能受到严重的影响，锅炉的安全运行也受到威胁。由于近年来大机组日益增多，锅炉防爆问题也日趋严重，据电力部门统计，近几年来较大型锅炉爆炸事故每年约发生余起，损失巨大。另外大容量锅炉爆炸力较大，如采用防爆门已无法承受炉内压力，否则要增加防爆门面积又不现实，因此为国产锅炉装备炉膛安全监控系统已势在必行。 炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System,简称FSSS)，也有称燃烧器管理系统(Burner Management System简称为BMS)，或称燃烧器控制系统、燃料燃烧安全系统。是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监系统。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作出快速反应和处理。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
蒸汽锅炉监控系统方案 华控伟业科技有限公司 2007年12月
一、方案概述 锅炉控制系统的主要任务是保证锅炉的安全、稳定运行，减轻操作人员的劳动强度，同时提高热效率，降低煤、电的消耗量，实现经济运行，而且要便于操作、易于生产管理。根据国家锅炉主管部门的技术要求和我公司多年锅炉控制经验及《蒸汽锅炉安全技术监察规程》的要求提出本锅炉计算机控制系统方案。 控制系统采用“集中监测，分散控制”控制思想。是微型计算机软硬件、自动监控仪表、变频节能等几项技术综合运用。控制系统具有完善的监控功能，实现锅炉的联锁起停、燃烧系统的自动调节、汽包水位的自动调节、除氧罐水位的自动调节、电机及变压器的在线监测和保护功能，保障锅炉系统安全、稳定、经济地运行。 本系统以我公司自主研发的锅炉上位机软件作为监控主站，实现锅炉的自动调节、记录分析、报表打印、语音报警、黑匣子及运行指标记录等功能，达到集中监测的目的；以我公司研发的各种锅炉监控仪表实现炉体各部分的分散控制；两者之间采用CAN总线通讯方式，最大限度的减少电缆接线数量，减轻维护量。 本系统的优势在于即使上位机出现故障时，在仪表分散监控下也可以保证锅炉系统的正常运行，实现锅炉监控的双重运行保证，进一步降低事故的发生。 二、系统的硬件组成 控制系统的硬件组成由以下部分：
1. 安装于现场一次仪表、执行机构及电机 一次仪表包括热电偶、热电阻及各种压力、差压变送器、传感器等。 执行机构指用于鼓、引风风量调节、炉排调速、汽包水位调节的执行器、调节阀及变频器等。 电机指引风、鼓风、炉排、给水泵、出渣、除灰、除氧泵等各种电机。 2. 安装于集控室的仪表操作台 仪表操作台内装有与本台锅炉运行相关的炉膛温度、炉膛负压、给水压力、蒸汽压力、给水流量、蒸汽流量的监测仪表、汽包水位三冲量调节仪、炉排调速器、引风控制器、鼓风控制器，以及引风、鼓风、炉排、给水泵电机的起停按钮、指示灯和引风、鼓风、给水泵电机的电机智能监控器显示表等。 3．安装于集控室的计算机操作台、工业电视操作台 计算机操作台装有一套计算机，包括工控机主机、显示器、键盘、鼠标、音箱、打印机及电源抗干扰抑制器、UPS等。 工业电视操作台安装用于监视蒸汽锅炉汽包水位的工业电视。 4. 安装于水处理间的水处理仪表操作台、除氧罐水位控制柜 水处理仪表操作台装有锅炉房水处理包括软化、除氧部分的温度、压力、流量、液位等仪表。 除氧罐水位控制柜用于除氧罐水位、水温的自动控制。 5．安装于配电室的变频柜
锅炉炉膛打焦安全防护措施为了安全顺利的做好炉膛打焦工作,现对炉膛打焦人员进行安全技术交底，内容如下： 一、安全措施： （一）炉膛打焦前全体打焦人员必须经过安全技术交底,交底后签字。 （二）停炉后，严禁无关人员靠近炉膛各观察孔、人孔等，打焦前由专业人员先观察炉膛结焦情况,制定打焦方案后方可进行打焦工作。如果结焦情况严重,必须搭设脚手架,搭设人员必须经过专业培训,具有特种作业证书,脚手架搭设完毕后要经过验收合格后方可使用。脚手架上脚手板（铁质）必须用#10或以上铁丝绑扎牢固。在脚手架上工作的人员必须将安全带或防坠器系挂于上方牢固处。 （三）打焦人员在打焦时应从上方开始顺序打焦,严禁随意打焦,并时刻注意结焦是否有滑坠可能。如有异常立即撤出炉膛,并向有关人员汇报,制定防护措施。 （四）打焦时应注意下方是否有人,下方有人时禁止打焦。 （五）必要时应利用锅炉挂焦处上方人孔门拉设安全绳,并捆扎牢固,打焦人员应将防坠器悬挂于安全绳上。 （六）炉膛内必须光线充足,照明电源必须是24伏以下安全电压。 （七）炉膛内打焦按照有限空间制度管理,严禁人员随意进入炉膛，并设置监护人，且监护人必须熟知应急措施。
（八）在使用大锤打焦时不应戴手套,防止手滑造成锤头滑落；利用风镐时应注意气源软管是否捆扎牢固,防止软管脱落或烫损。 （九）打焦过程、冲水冷渣时，人员必须撤离下方，尽量避免正对人孔或风洞、观察孔。 （十）与打焦无关的观察孔、人孔等必须封堵或隔离，并设置警示牌。 （十一）人工除焦时，炉底液压关断门应关闭，视需要定时开启，开启时通知打焦人员撤离。 二、人员防护 （一）打焦人员在进入炉膛时必须戴好安全防护用品:安全帽、安全带、防毒面具（或口罩）、风镜、手套、防护服等。 （二）检修人员应根据实际情况进行分配和轮换，并准备充足饮水，休息时注意通风，防止高温中暑。 （三）做好工具的准备工作。(大锤、风镐等）。 （四）必须开具热力机械一种工作票，严格落实安全措施,严禁违章操作,防止事故发生。
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
锅炉运行自动监控系统 目前，对于供热系统计算机监控方式有两种不同的思路：一种方式是采用中央集中式监控方法;另一种是采用中央与现场分工协作的监控方法。前一种方法控制权集中在上位机，现场工作站只有测试仪表与执行机构，它的功能只是参数采集和上传，本身没有自动调控的决策功能。这种方法灵活性差，如发局部故障容易影响全局的正常运行，当通讯系统出现故障后，会造成重大影响。第二种方法是锅炉运行自动调节决策功能完全“下放”给现场工作站的一种自控系统，中央控制室即调度室只负责对各个工作站运行参数进行监视以及在必要的 情况下修改设定参数。如果整个热网已经联网，还可以调控总供热量、总循环量以及热量调度。这种方法比较灵活，故障影响面小，也能满足“分户热计量”用户对供热系统变流量运行的要求。 本例远程监控系统应用于小区内锅炉分散、整个热网不联网的情况，我们选择第二种远程监控方式。 整个控制系统由一台总工程师站内的监控计算机、两台工程师站监控计算机，工程师站即调度室计算机监控系统，负责接收现场各站点传来的数据，存储并显示，以便操作人员查看和生成报表。总工程师站在必要的情况下，可由操作人员向现场各站点发送控制命令或修改参数。 现场控制单元GE PACSystems RX3i PLC，并配以IC200MDL布尔变量输入输出模块、IC200ALG模拟数据输出模块和通讯模块相应执
行机构组成锅炉监控系统 3 监控系统软件配置 GE组态软件Cimplicity Machine Edition6.0是美国通用公司开发的是用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。它能够在基于Microsoft 的各种32 位Windows 平台上运行,通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在自动化领域有着广泛的应用。 其创新在于PLC 程序和上位机程序所用的中间变量有Excel 表的宏程序自动生成后，导入软件Cimplicity Machine Edition中免得每一个变量手动输入。 监控系统主要功能从图1的登陆界面，输入正确的用户名和密码后进入系统监控画面 (1)、显示功能：工艺流程、测量值、设备运行状态、操作模式、报警等显示功能。显示一号锅炉燃烧运行过程中的如图2，形象生动描述了锅炉燃烧过程。 (2)、报警处理和报表生成功能：记录报警发生时间、故障内容等信息,并对报警信息进行管理，系统输出打印日报表，并可查询历史报表如图3。 (3)、历史趋势功能：对现场的压力、流量、温度、水位、频率、阀门开度等以实时曲线显示，并具有历史曲线查询功能。 (4)、数据库存储与访问功能，实现Access历史数据库在每次系
工业锅炉安全监控系统的应用与维护(2021版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0231
工业锅炉安全监控系统的应用与维护 (2021版) 65t/h中压锅炉是河南油田目前最大的工业锅炉，主要用于给石蜡精细化工厂各生产装置提供合格蒸汽，以及给汽轮发电机组提供动力。为保证锅炉安全运行，配备了较为先进的锅炉安全监控系统。该系统在锅炉启动时可保证实现安全、自动点火；正常运行时，监测各重要参数，进行逻辑判断与运算；异常情况下发出联锁动作指令，从而保证锅炉运行安全。 一、系统基本构成 锅炉安全监控系统主要由控制柜、BTG操作盘、外围检测仪表和执行器组成(见图1)。 控制柜是系统的核心，主要由OMROM可编程控制器、24V电源箱、火检放大器、继电器等组成。OMROM可编程控制器包括电源模块
（PA206),CPU卡、四块16位输入卡、六块16位输出卡等。 BTG操作盘和就地点火柜是操作人员与系统的操作界面，由操作按钮（带状态指示）、信号指示灯、状态指示灯、事故记忆灯等组成。 外围检测仪表包括FC系列炉膛压力、燃油压力、燃气压力及汽包液位变送器，DFA型安全栅，美国进口的报警给定器及IDD2型火焰检测传感器，用于检测锅炉重要参数，并将状态信号送给可编程控制器。 执行器包括两台主路油阀、气阀，四台支路油阀，八台支路气阀共14台汽缸球阀组成，执行可编程控制器输出的动作指令，并将其开、关状态反馈给可编程控制器。 二、系统工作原理 在锅炉运行过程中，系统连续检测炉膛火焰、炉膛压力、燃油压力、燃气压力、汽包水位等状态参数，进行逻辑判断与运算。如果这些参数中有一项超出预先设定的极限值，系统将部分或全部切断锅炉燃料供给，BTG操作盘上给出相应跳闸原因指示。操作人员根据指示能够很快查到故障所在，及时采取必要的措施。
第八章炉膛安全监控系统 第一节概述 一、炉膛安全监控系统的地位 大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量比较多，有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风(二次风)挡板、燃料风(周界风)挡板等，不仅类型比较复杂，而且它们的操作过程也很复杂。例如：点火油枪的投入操作包括点火油枪推进、开雾化蒸汽(或雾化空气)门、开进油门等；停用操作包括关进油门、油枪吹扫、油枪退出等。煤粉燃烧器的投入的操作包括开磨煤机出口挡板、开热风门、暖磨、磨煤机启动、给煤机启动等；煤粉燃烧器停用操作包括停给煤机、关热风门、停磨煤机、磨煤机吹扫等。对一般不能伸进和退出的点火装置(点火器)以及燃烧器的火焰监视器等装置要有冷却措施，为此还设置了冷却风机(由交、直流电动机拖动，其中直流电动机备用)。火焰监视器是判断燃烧器点、熄火成功与否及对火焰进行监视的重要装置。由此可见，即使投入或切除一组燃烧器也需要有相当多的操作步骤和监视判断的项目，在锅炉启动或发生事故工况下，燃烧器的操作工作更加繁复。所以大容量锅炉的燃烧器必须采用自动顺序控制。 国内机组过去缺少这种燃烧安全监控系统，使国产锅炉的运行性能受到严重的影响，锅炉的安全运行也受到威胁。由于近年来大机组日益增多，锅炉防爆问题也日趋严重，据电力部门统计，近几年来较大型锅炉爆炸事故每年约发生十余起，损失巨大。另外大容量锅炉爆炸力较大，如采用防爆门已无法承受炉内压力，否则要增加防爆门面积又不现实，因此为国产锅炉装备炉膛安全监控系统已势在必行。 炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System,简称FSSS)，也有称燃烧器管理系统(Burner Management System简称为BMS)，或称燃烧器控制系统、燃料燃烧安全系统。是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监系统。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
东北大学秦皇岛分校自动化工程系自动控制系统课程设计 基于力控组态软件的锅炉监控系统设计 专业名称自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2011.6.27~2011.7.8
东北大学秦皇岛分校自动化工程系 《自动控制系统》课程设计任务书 专业自动化班级姓名 设计题目：基于力控组态软件的锅炉监控系统设计 一、设计实验条件 地点：自动化系实验室 实验设备：PC机 二、设计任务 1、根据题目要求进行资料收集及监控方案的设计。 2、利用力控组态软件，完成控制系统软件组态，包括：建立实时数据库；绘制控制主界面；包括数据采集、显示（界面动画等）、报警组态、数据保存、历史数据查询、报表打印等功能。 3、撰写课程设计说明书 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务（设计任务书） 2、前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间：6月27日～7月8日 2、设计时间安排： 熟悉课题、收集资料：3天（6月27日～6月29日) 具体设计（含上机实验）：6天（6月30日～7月5日) 编写课程设计说明书：2天（7月6日～7月7日) 答辩：1天（7月8日）
前言 随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种要求。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好的解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。目前世界上组态软件品种繁多，国外产品有美国Wonderware公司的InTouch、美国Intellution公司的iFIX等，国内产品有三维力控、组态王、MCGS等。 一般的组态软件都由下列组件构成：图形界面系统、实时数据库系统、第三方程序接口组件、控制功能组件。 力控组态软件主要解决的问题：如何与采样、控制设备间进行数据交换；使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；处理数据报警及系统报警；存储历史数据并支持历史数据查询；各类报表的生成和打印输出；为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；最终生成的应用系统运行稳定可靠；具有与第三方程序的接口，方便数据共享。 本文以锅炉对象为例，利用三维力控PCAuto组态软件开发了一个小型的监控系统。 1.力控组态软件PCAuto 1.1软件的认识 力控监控组态软件PCAuto是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便地向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。 力控监控组态软件PCAuto最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大地提高了集成效
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 预防锅炉炉膛爆燃安全措 施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-6555-87 预防锅炉炉膛爆燃安全措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1炉膛正负压力Ⅱ值保护要可靠投入，图像火检和炉膛火焰电视摄像装置完好。 2当达到炉膛正负压力保护值而保护拒动时，要立即按下“MFT”按钮，紧急停止锅炉运行。 3锅炉每次启动前必须进行炉膛压力和“MFT”手动停炉按钮试验，试验不合格禁止启动。 4火监探头冷却风机运行正常，冷却风压要大于5KPa，各参数符合规定。 5加强锅炉灭火保护装置的维护和管理，每班应检查校验炉膛负压表完好准确,当炉膛负压表失灵，不能正常监视炉膛压力或进行炉膛压力调节，短时间不能恢复时，应申请停炉。 6严格点火操作，一般先点油枪,待油枪着火正常后,方可点其对角干气火嘴。点火过程中如某一油枪点
火不成功，要及时检查关闭其供油门,通风后再点火。 7锅炉点火前保证至少为满负荷风量的30%通风量对炉膛进行通风吹扫5分钟。当点火不成功时，必须再次执行炉膛吹扫程序方可再次点火。 8制粉系统故障如断煤、棚煤或磨煤机满煤时易引起磨煤机供粉不均或断粉，若处理不当可能引起炉膛灭火，如发生上述情况短时间内无法处理时应停止磨煤机的运行。 9锅炉低负荷运行中尽量投下层主燃烧器，若锅炉负荷过低且又必须投上两层喷嘴时，需投入油枪或干气，以稳定燃烧。 10停炉过程中，当油枪投入后，应密切注视和检查油枪的着火情况，发现异常应及时消除后方可继续降负荷。 12注意对给粉机转速的监视，以便当煤质较差时加强对火监信号的监视。 13锅炉灭火保护装置可靠投入，加强运行维护与管理，严禁随意退出联锁保护装置。因设备缺陷必须
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 工业锅炉安全监控系统的应用与 维护(通用版)
工业锅炉安全监控系统的应用与维护(通用 版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 65t/h中压锅炉是河南油田目前最大的工业锅炉，主要用于给石蜡精细化工厂各生产装置提供合格蒸汽，以及给汽轮发电机组提供动力。为保证锅炉安全运行，配备了较为先进的锅炉安全监控系统。该系统在锅炉启动时可保证实现安全、自动点火；正常运行时，监测各重要参数，进行逻辑判断与运算；异常情况下发出联锁动作指令，从而保证锅炉运行安全。 一、系统基本构成 锅炉安全监控系统主要由控制柜、BTG操作盘、外围检测仪表和执行器组成(见图1)。 控制柜是系统的核心，主要由OMROM可编程控制器、24V电源箱、火检放大器、继电器等组成。OMROM可编程控制器包括电源模块 （PA206),CPU卡、四块16位输入卡、六块16位输出卡等。 BTG操作盘和就地点火柜是操作人员与系统的操作界面，由操作按
锅炉炉膛爆炸的预防措施(标 准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0717
锅炉炉膛爆炸的预防措施(标准版) 1.严格执行《大型锅炉燃烧管理的若干规定》、《火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程》规定。 2.防止锅炉灭火事故的发生： 2.1加强对煤质的监督管理。煤管部门应及时抽查火车、汽车来煤煤质，化学应及时将煤质化验结果通知现场司炉。 2.2司炉根据煤质情况调整燃烧，当煤质较差时，应适当降低一次风速，提高煤粉浓度，增加并稳定下排火嘴出力，严防风量过大。 2.3保持制粉系统运行稳定，适当降低系统通风量和三次风量，并保持较细的煤粉细度。 2.4运行中保持较高的粉仓粉位，严防给粉机自流；严格执行定期降粉位制度以防止粉仓结块搭桥，造成给粉机下粉不均。 2.5保持合适的过剩空气系数，采用分级配风方式，确保氧量在
规定值。 2.6当负荷较低时，要较集中的投入火嘴，并保持下排、中下排较大出力。配风时应根据火嘴运行情况，保证炉膛下部有较好的空气动力场，以保持较大的气流切园直径，以利于着火。 2.7低负荷及燃烧不稳时，应及时投油助燃。 2.8启停制粉系统及清理木块分离器时操作要平稳，尽量减少对炉膛内的干扰。 2.9运行中应加强对压力自动的监视，注意主汽压力、给粉机转速、及氧量的变化，当自动失灵时应及时解除，防止因发现不及时、处理不当而造成熄火。 2.10当发生辅机故障时应头脑清醒，判断准确，处理及时、正确，防止处理不当而造成熄火。 3.定期试验油枪，保证油枪雾化良好，并利用每次停炉机会做油枪配风试验，保证点火时油枪着火稳定。 4.当锅炉冷态启动点火时，应尽量对角投入点火油枪及给粉机，或投入大油枪，以增加点火能量，点火初期应密切注意炉膛负压的
YF-ED-J2868 可按资料类型定义编号 工业锅炉安全监控系统的应用与维护实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
工业锅炉安全监控系统的应用与 维护实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 65t/h中压锅炉是河南油田目前最大的工业 锅炉，主要用于给石蜡精细化工厂各生产装置 提供合格蒸汽，以及给汽轮发电机组提供动 力。为保证锅炉安全运行，配备了较为先进的 锅炉安全监控系统。该系统在锅炉启动时可保 证实现安全、自动点火；正常运行时，监测各 重要参数，进行逻辑判断与运算；异常情况下 发出联锁动作指令，从而保证锅炉运行安全。 一、系统基本构成
锅炉安全监控系统主要由控制柜、BTG操作盘、外围检测仪表和执行器组成(见图1)。 控制柜是系统的核心，主要由OMROM可编程控制器、24V电源箱、火检放大器、继电器等组成。OMROM可编程控制器包括电源模块 （PA206),CPU卡、四块16位输入卡、六块16位输出卡等。 BTG操作盘和就地点火柜是操作人员与系统的操作界面，由操作按钮（带状态指示）、信号指示灯、状态指示灯、事故记忆灯等组成。 外围检测仪表包括FC系列炉膛压力、燃油压力、燃气压力及汽包液位变送器，DFA型安全栅，美国进口的报警给定器及IDD2型火焰检测传感器，用于检测锅炉重要参数，并将状态信
火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统 设计技术规定 DLGJ116-93 主编部门：电力工业部西南电力设计院 批准部门：电力工业部电力规划设计总院 施行日期：1994年1月1日 电力工业部电力规划设计管理总院 关于颁发DLGJ116-93《火力发电厂 锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》的通知 电规发(1993)255号 各有关单位： 为适应电力建设发展的需要，我院委托西南电力设计院编制了《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》，现批准颁发DLGJ116—93《火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统设计技术规定》。自发行之日起施行。 各单位在执行过程中要注意积累资料，及时总结经验，如发现不妥和需要补充之处，请随时函告我院。 1993年9月22日 1总则 1.0.1本规定为实施《火力发电厂设计技术规程》热工自动化部分的补充和具体化。 1.0.2本规定适用于新建或扩建火力发电厂220～2000t/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。 1.0.3制粉系统的防爆只涉及与燃烧直接有关的部分，不完全包括制粉系统监控设计的内容。 1.0.4火力发电厂锅炉炉膛安全监控系统的设计，宜采用通过审定的标准设计、典型设计和通用设计。 1.0.5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。 2应用功能 2.0.1完整的锅炉炉膛安全监控系统包括下列功能： (1)锅炉炉膛吹扫及燃油泄漏试验； (2)锅炉点火； (3)锅炉火焰监视； (4)锅炉炉膛压力(正、负压)和灭火保护，以及主燃料跳闸； (5)燃烧器控制。 2.0.2容量为220t/h及以上锅炉的炉膛安全监控系统必须具有炉膛吹扫功能；容量为1000t/h
近日，成都市特种设备检验院与成都市环保局合作搭建的“成都市锅炉安全节能环保监控管理平台”（以下简称平台）历经近3个月的试运行，经该院相关部门人员对平台功能模块操作测试，已正式通过验收。该平台乃四川省目前唯一的集锅炉安全、能效、环保三位一体的管理平台。 该平台建设是以互联网等信息技术为手段，结合成都市锅炉检验实际，实现了锅炉环保、能效、溯源、监管、检验、数据统计分析、情况查询等多功能综合管理及查询功能，为锅炉监管、检验机构等相关职能部门搭建了信息共享的监控管理平台，为行政决策提供支持。在杭州知味观食品有限公司工业园的锅炉房里，司炉工陈忠池用上了笔记本电脑，屏幕里显示着模拟锅炉运行过程和各种运行参数。 和人们的传统印象里“傻大黑粗”、仅需体力就能完成的烧锅炉不同。陈师傅的工作则从过去“时刻守着锅炉”变成了现在“时刻守着电脑”。锅炉的排烟温度、过量空气系数、水质硬度、热效率等重要节能数据都可以在电脑上一览而知，针对不同的参数变化，他再对锅炉控制柜和燃烧器风量、风压等参数作出相应调整，使锅炉的运行始终保持在优化燃烧状态下。与此同时，该锅炉燃烧的所有数据还会传输到杭州市特种设备检测研究院的锅炉远程监测平台上，平台的专家可以根据现有数据提供相关建议，保证企业锅炉能够最优运行。 这是该公司采用的杭州市特检院最新科研成果，即工业锅炉安全与节能远程监测系统。该系统具备在线监测、故障诊断和报警、历史数据查询、多级权限管理、信息管理、能耗数据统计发布上报、支持在移动终端上监测和管理设备7大功能。 知味观公司的工程师陆群告诉记者，在采用这套监测系统后，司炉工能够快速、准确地知道当前锅炉燃烧状况，这大大改变了以前仅凭经验判断且经常出错的状况。同时，在加装这套系统后，特检院的能效检测人员根据锅炉测试情况，为厂里提出了锅炉节能诊断建议，从而提升了约10%的热效率，折算下来每年可节约20万元左右的费用。 但在杭州市特检院看来，他们所做的一切不仅仅是为了节约企业燃料成本。据该院院长李顺荣介绍，建设这个项目更重要的目的是保障每一台锅炉都能够高效节能运行，从而减少PM2.5的排放，对治理城市雾霾产生实际效果。运用物联网技术实现锅炉监管机构、测试机构、使用单位、制造企业和节能服务机构多元共治，加强工业锅炉运行管理，提高其运行效率，对我国建设能源节约型、环境友好型社会具有非常重要的现实意义。 目前杭州市共有工业锅炉5000余台，小容量工业锅炉占48%，在该院近3年对在用锅炉能效抽样的测试中发现，锅炉的整体运行热效率约为70%，离发达国家平均值84%还有很大差距，有较大的节能减排空间。与此同时，锅炉运行是动态过程，影响运行状态改变的
锅炉 FSSS功能逻辑图 1 引言 炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System，简称FSSS），也称燃烧器管理系统（Burner Management System，简称BMS），是现代大型火力发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启动等各种运行方式下，连续密切地监视燃烧系统的大量参数与状态，不断进行逻辑判断和运算，通过各种联锁装置使燃烧设备严格按照既定的合理程序完成必要的操作，防止爆炸性的燃料和空气混合物在锅炉的任何部分积聚，以保证操作人员和锅炉燃烧系统的安全。设计FSSS，应保证其组成和功能的完整性、逻辑的合理性。 2 FSSS的设计组成 FSSS的设计组成如图1所示。 图1 FSSS设计组成框图
1）主控柜：包括逻辑控制主机、附件及电源系统。工作时，监视FSSS各设备参数与状态，进行逻辑判断，发出运作指令。 2）火检柜：安装火焰检测器信号放大处理部分元件。 3）就地点火控制柜：是实现对锅炉点火设备进行顺序动作的逻辑控制部分。通过远程/就地操作方式的切换，可实现控制点火设备的自动点火，也可实现对点火设备的单步操作。它主要控制的就地点火设备包括高能点火装置、组合燃烧装置及油角快速关断阀等。 4）冷却风机控制柜：安装一用一备冷却风机的电气控制元件，火检冷却风机的控制由其完成。 5）炉膛压力开关柜：安装炉膛压力开关，向主控柜发出压力高低报警信号。6）CRT终端显示系统：计算机、CRT触摸屏、通讯接口和电缆。 3 FSSS的基本功能 FSSS的基本功能如图2所示。 图2 FSSS基本功能图
其基本功能分燃烧器控制系统和燃料安全系统两大部分，前者包括锅炉点火、油层投入和风粉系统设备启停；后者包括炉膛吹扫、炉膛火焰检测及主燃料跳闸。 各子功能说明如下： 锅炉点火 目前中大容量锅炉点火方式大致有以下三种，设计时应根据各燃烧器特点采取不同控制方案。 1）采用高能点火装置直接点燃轻油燃烧器，以轻油作为低负荷时的助燃燃料。每一只轻油燃烧器配置一只高能点火装置，煤粉燃烧器依靠轻油燃烧着火。 2）将具有高能点火装置的轻油点火器设置在每一只重油燃烧器和煤粉燃烧器的侧面，轻油点火器由高能点火装置来点燃，其火焰以一定角度与主燃烧器喷射轴线相交，以保证可靠地点燃主燃料（重油、煤粉）。 3）采用高能点火装置点燃轻油点火器，再由轻油点火器点燃其相应的重油燃烧器，重油燃烧器点燃相邻的燃烧器中煤粉，即煤粉着火能量是由重油燃烧器提供。 油层投入 油层投入即油燃烧器的控制是燃烧控制系统中的基本功能，设计时应保证油燃烧器具有以下几个功能： 1）锅炉启动到机组带20%～30%额定负荷的全过程提供必要的燃料。 2）在锅炉主要辅机发生故障、机组减负荷运行、机组发生甩负荷停机不停炉、电网故障、主开关跳闸及机组带厂用电运行时，油燃烧器起稳定燃烧、维持低负荷运行作用。 3）点燃煤粉燃烧器。煤粉着火需要一定的能量，投用一定数量的油燃烧器，使锅炉达到20%额定负荷以上，可以保证煤粉稳定着火燃烧。 风粉系统设备启停
工业锅炉远程监控系统-物联网解决方案 一、政策背景 2019年工信部已印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，推进“5G+工业互联网”融合发展，实施512工程： 到2022年，打造5个产业公共服务平台，构建创新载体和公共服务能力； 选择10个重点行业，鼓励各地建设“5G+工业互联网”融合应用先导区，加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用； 打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程，提炼形成至少20大典型工业应用场景； 培育形成5G与工业互联网融合叠加、互促共进的创新态势，促进制造业数字化、网络化、智能化升级，推动经济高质量发展。 鼓励建设技术测试床，提升垂直领域的5G应用创新能力。 二、行业需求 工业锅炉监控需求：目前全国有几十万的大小锅炉在运行，它们广泛应用在电力生产、宾馆酒店供热、工业园区及商业办公采暖、工业热能动力等行业。传统的锅炉维护工作主要是由人工来完成，这种方式费时费力且不能及时发现锅炉运行过程中的隐患，往往是在锅炉停止运行或出现故障较长时间后，甚至于在引发锅炉使用事故后运行维护人员才能发现问题。这将会给锅炉使用方带来轻者造成停工停产，严重的造成生产设备的财产损失或人员伤亡。 三、工业锅炉远程监控系统概述 工业锅炉远程监控系统是运用工业物联网技术，通过数据传输，把锅炉的实时运行信息传送到数据分析中心，通过采集的数据可以实时查看每台锅炉的温度、压力、液位等运行状态，对锅炉进行在线监控，当判断锅炉运行在危险状态时及时报警，提前告知用户锅炉的潜在危险，及时采取必要的操作处理，避免事故发生。 四、锅炉远程监控系统总体设计 1、锅炉远程监控系统组成 锅炉远程监控系统由三部分组成：锅炉设备、工业智能网关、工业云平台。 智能网关和锅炉控制设备（PLC）连接后，再把采集到的实时数据通过4G/WIFE/以太网络传送到工业云平台。由于无线传输不受距离的限制，多个无线可同时连接到一个监控中心，因此一个监控中心可以检测
预防锅炉炉膛爆燃安全措 施 Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.
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预防锅炉炉膛爆燃安全措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1炉膛正负压力口值保护要可靠投入，图像火检和炉膛 火焰电视摄像装置完好。 2当达到炉膛正负压力保护值而保护拒动时，要立即按 下“ MFT ”按钮，紧急停止锅炉运行。 3锅炉每次启动前必须进行炉膛压力和“MFT ”手动停 炉按钮试验，试验不合格禁止启动。 4火监探头冷却风机运行正常，冷却风压要大于5KPa , 各参数符合规定。 5加强锅炉灭火保护装置的维护和管理，每班应检查校 验炉膛负压表完好准确，当炉膛负压表失灵，不能正常监视炉膛压力或进行炉膛压力调节，短时间不能恢复时，应申请停炉。 6严格点火操作，一般先点油枪，待油枪着火正常后，方可点其对角干气火嘴。点火过程中如某一油枪点火不成功，要及时检查关闭其供油门，通风后再点火。
BALCO EXPANSION PROJECT4×300MW T HERMAL POWER P LANT FURNACE SAFEGUARD SUPERVISORY SYSTEM 印度BALCO扩建4×300MW 燃煤电站工程 锅炉炉膛安全监控系统调试方案 Spe.2009 2009年9月
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目录 C ontents 1.编制目的Compile Purpose 2.调试范围Scope of commissioning 3.调试前必须具备的条件Conditions before commissioning 4.调试步骤Process of commissioning 5.使用工具Tools used for test 6.注意事项Precautions
1.编制目的Compile Purpose 为了指导和规范系统及设备的调试工作，检验系统的性能，发现并消除可能存在的缺陷，检查热工联锁、保护和信号装置，确保其动作可靠。使系统及设备能够安全正常投入运行，制定本方案。 This commissioning procedure is compiled to guide and standardize the practice of testing and adjusting to facilitate proofing of system performance,finding and repairing of possible defects,thus ensuring that the equipment and system can be brought into operation safely and smoothly. 2.调试范围Scope of commissioning 2.1油泄漏试验 Oil leakage test 油母管泄漏试验准备就绪条件 Conditions of oil-line leakage test 油母管泄漏试验过程 Procedure of oil-line leakage test 相关显示及报警 Displays and alarms 2.2炉膛吹扫 Furnace purge 炉膛吹扫条件 Conditions of furnace purge 吹扫过程 Procedure of furnace purge 相关显示及报警 Displays and alarms 2.3炉膛安全管理系统 Furnace safeguard management system 2.3.1主燃料跳闸 Master fuel trip（MFT） MFT跳闸条件 Condition of master fuel trip MFT复位条件 Condition of MFT reset MFT条件发生后的跳闸过程 MFT initiate d tripping sequence