久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

    陳  盈：杭州和利時自動化有限公司

    1  引言

    隨著機組容量的不斷增加，處理事故的過程更為復(fù)雜，熱工保護裝置也在不斷發(fā)展和完善。近幾年發(fā)展起來的以微處理器為核心的各種專用保護系統(tǒng)和大規(guī)模分散控制系統(tǒng)已使滅火保護系統(tǒng)的邏輯處理能力大為提高，功能大為增強。現(xiàn)代的專用滅火保護系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)中的鍋爐滅火保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力已不是邏輯設(shè)計的限制因素，系統(tǒng)的控制邏輯可以設(shè)計成任何復(fù)雜程度。

    雖然DCS在電站控制領(lǐng)域覆蓋面越來越廣，DCS系統(tǒng)本身的可靠性以及故障預(yù)防處理越來越得到重視，尤其是DCS系統(tǒng)關(guān)鍵的冗余器件同時故障時，怎樣保證機組安全性的問題越來越引起注意。

    一般系統(tǒng)卡件或控制器的故障采用軟光字牌報警的方式通知運行人員采取相應(yīng)措施。而對于重要控制、保護環(huán)節(jié)，如果冗余控制器均脫離雙網(wǎng)且無法自恢復(fù)，則認定該控制器失效，造成控制器失效有多種可能原因，如失電、控制器死機、網(wǎng)絡(luò)接口故障等，在此情況下，需要設(shè)計后備安全保護方案。

    2  MFT動作繼電器跳閘回路的設(shè)計

    在DCS系統(tǒng)中，用于鍋爐安全保護控制站（FSS）及其相關(guān)控制站（BCS）的重要控制器失效情況下，設(shè)計采取后備MFT保護措施是保證鍋爐安全的重要手段。

    FSSS到主燃料跳閘MFT硬控制回路的輸出，在鍋爐保護設(shè)計工程設(shè)計中極為重要性，一般工程MFT均按照220VAC和220VDC兩個硬回路設(shè)計，采取任一回路勵磁跳閘的原則，MFT出口到每個硬回路按6個接點作三取二處理。MFT動作后應(yīng)切斷所有進入爐膛的燃料和產(chǎn)生其它的聯(lián)動，硬MFT接點形式(常開、常閉)和數(shù)目應(yīng)滿足工程需要。包括切斷燃油系統(tǒng)設(shè)備和制粉系統(tǒng)設(shè)備、一次風(fēng)機、電除塵器、吹灰系統(tǒng)，以及到ETS系統(tǒng)和鍋爐減溫水總門、高壓旁路系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)等。

    直接MFT設(shè)計范圍及相互關(guān)系如圖1虛線所示部分：

 圖1 MFT備用的邏輯關(guān)系

    在圖1中，MFT跳閘回路的備用順序（由高→低）依次為：緊急停爐按鈕手動MFT  →  鍋爐保護控制站（FSS）自動MFT  →  燃料基本控制站（BCS）正常狀態(tài)下設(shè)備啟/停控制及保護。

    考慮了DCS系統(tǒng)故障工況，按照上述備用關(guān)系設(shè)計了周全的安全保護措施，直接MFT跳閘回路完全由硬接線實現(xiàn)跳閘控制邏輯，跳閘功能確保機組在緊急工況下能切斷所有燃料的供料設(shè)備，MFT硬跳閘回路的繼電器和電源的電氣設(shè)計原理如圖2所示。

    在直接MFT設(shè)計中綜合考慮了以下因素：

    2.1 電源安全性

    控制電源是整個DCS系統(tǒng)的生命線，重要電源發(fā)生故障，將直接影響保護邏輯和其他控制邏輯的正常工作。

    (1) 電源冗余

    MFT保護回路采用兩路獨立于DCS的DC220V（或DC110V）直流電源，二路電源通過二極管切換回路實現(xiàn)互為冗余，任何一路電源的故障不會影響系統(tǒng)的保護功能。本設(shè)計確保在一路電源故障時，自動、無擾切換到另一路。該電源由現(xiàn)場直接提供，在本回路中實現(xiàn)兩路工作電源的自動投切。

圖2 直接MFT硬跳閘回路圖

    (2) 失電跳閘（報警）

    DCS系統(tǒng)中，鍋爐安全保護（FSS）控制站采用雙重冗余AC220V電源供電，當(dāng)雙路電源均失去時，直接觸發(fā)MFT跳閘，保證機組安全，或根據(jù)實際情況確認條件，設(shè)計為其他安全動作方式。

    (3) 缺電報警

    無論DC220V（或DC110V）直流電源和AC220V交流電源中，任一路電源故障缺失情況下，均在CRT上報警顯示。見圖2電源監(jiān)視繼電器回路部分。

    2.2 信號可靠性

    凡涉及MFT跳閘信號采用三重冗余，開關(guān)量信號采用三取二處理，模擬量信號采用三取中處理，三重冗余信號分別從不同的卡件輸入DCS系統(tǒng)。如爐膛壓力保護三取二，鍋爐爐膛壓力保護采用六個壓力開關(guān)，分別安裝在鍋爐左右側(cè)邊三臺。三臺爐膛正壓開關(guān)，三臺爐膛負壓開關(guān)；變送器測量三級故障，一些重要變送器測量三級故障直接進入跳閘通道。變送器三級故障的意義是：①三個測量信號均無效；②一個測量信號無效，另兩個測量信號偏差大；③三個測量信號均有效，兩個測量信號偏差均大。

    由FSS控制站輸出的MFT跳閘信號，先實現(xiàn)了“硬”三取二邏輯（參見MFT硬跳閘回路電氣原理圖中相應(yīng)部分），經(jīng)過MFT繼電器回路，F(xiàn)SS系統(tǒng)輸出的三路獨立的信號分別取自FSS控制站不同的開關(guān)量輸出卡件，如圖3所示。

圖3 FSS總體結(jié)構(gòu)

    在DCS系統(tǒng)設(shè)計中，F(xiàn)SSS功能一般設(shè)置3對控制器，根據(jù)這3對控制器控制的配置情況，它們之間有硬接線信號傳輸，如火焰檢測信號組合的判斷、油(氣)、煤燃料組合的判斷等信號應(yīng)通過硬接線完成。像送、引、一次風(fēng)機、給水泵的狀態(tài)信號幾個子系統(tǒng)都需要，將每個輔機的運行、停止狀態(tài)信號各取三付接點全部送到FSSS進行三取二處理，然后送到需要該信號的其它子系統(tǒng)(MCS、SCS)，這樣可保證信號的一致性。

    總之，鍋爐保護系統(tǒng)采用的“三取二”邏輯，是從每個信號的采集、邏輯判斷到跳閘出口均為“三取二”。

    2.3 繼電器可靠性

    (1) 繼電器選型

    跳閘繼電器選用的應(yīng)是具有成功應(yīng)用經(jīng)驗的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，如OMRON繼電器，在上述圖2、3中采用的繼電器分別是：

    Ry1....Ry12、Ry13、Ry17、Ry18、Ry19的型號為：MM2XP_DC220V；

    Ry20、Ry21、Ry21的型號為：MM2XP_DC24V；

    Ry1、Ry2的型號為：MM2XP_AC220V；

    其中，MFT跳閘出口繼電器的輸出接點容量為：220V DC 7.5A。

    (2) 冗余設(shè)計

    直接MFT跳閘總出口的兩只繼電器采用冗余設(shè)計（圖2Ry13、Ry19繼電器），分別接受來自主控臺上一對MFT跳閘按鈕和DCS輸出（圖3Ry20、Ry21、Ry22繼電器）三取二的接點。

    其中，回路設(shè)了兩個可靠的MFT手動按鈕，一對按鈕的各自兩副接點兩兩串聯(lián)后分別接至兩只MFT跳閘出口繼電器的跳閘閉合線圈。既可防誤動，又可在緊急狀況下保證鍋爐安全停爐，如圖2所示。

    2.4 保護動作安全性

    (1) MFT保持

    在邏輯回路中，采用了保護跳閘的動作保持設(shè)計，為此增加了保持繼電器Ry18，如圖2所示。當(dāng)MFT 保護發(fā)生時，J18-C1、C2接點閉合，復(fù)歸HD指示燈亮，使跳閘繼電器Ry1~Ry12一直處于跳閘位置，保持動作的延續(xù)性，以防止意外出現(xiàn)，保證鍋爐的安全。

    (2) MFT復(fù)歸

    在主控臺上，與保持相配用提供一付手動復(fù)歸按鈕PB；同時，DCS提供一路由FSS控制站來的“吹掃完成”信號輸出到繼電器跳閘回路中，作為自動“MFT復(fù)歸”條件。當(dāng)延時復(fù)位500ms脈沖的“吹掃完成”信號輸出時，出口繼電器Ry13、Ry19動作，J13_C1、J19_C1常閉觸點斷開，使繼電器Ry18復(fù)位，復(fù)歸指示燈HD熄滅，從而使繼電器回路自動恢復(fù)保護功能，為下一次保護作初始化準備。吹掃完成后才能啟用保護跳閘功能，這是對鍋爐的安全保證措施。

    2.5 “動合型”/“動斷型”的考量

    現(xiàn)在對鍋爐繼電器后被保護的設(shè)計過程，有些要求 “失電跳閘”，即：“失電安全”的意思。這種保護采用的是“反邏輯”設(shè)計思想，正常運行時所監(jiān)控的設(shè)備接點閉合，產(chǎn)生邏輯“1”信號，動作設(shè)備得電打開；故障時所監(jiān)控的設(shè)備接點打開，產(chǎn)生邏輯“0?保護動作，動作設(shè)備失電關(guān)閉，鍋爐跳閘。這種設(shè)計目的是使系統(tǒng)在失電時，鍋爐保護跳閘，保證機組的安全性。

    而在實際工程中，由于對電源已經(jīng)做了充分的安全保障性的考慮和設(shè)計，所以一般跳閘繼電器是采用“得電跳閘”方式。“失電跳閘”方式使跳閘繼電器線圈長期帶電工作，對繼電器的工作壽命和彈簧觸點工作的穩(wěn)定性、可靠性存在不確定因素，值得質(zhì)疑。同理，產(chǎn)生MFT的信號基本上是采用“動合型”方式。

    一般情況下，F(xiàn)SS控制站的MFT跳閘輸出，同樣要經(jīng)過直接MFT回路的繼電器出口執(zhí)行，即FSS控制站的MFT跳閘動作輸出與直接MFT跳閘共用同一出口的繼電器。

    當(dāng)故障發(fā)生后，為了能夠提供準確的分析依據(jù)，直接MFT邏輯回路中，手動MFT按鈕的一付節(jié)點一定要進S.O.E；AC電源監(jiān)視信號，DC電源監(jiān)視信號要同時進S.O.E；FSS控制站MFT輸出信號要直接進S.O.E，不要中間繼電器的接點轉(zhuǎn)接信號，如果信號輸入中間環(huán)節(jié)多，當(dāng)通道定義為常閉接點輸入時，系統(tǒng)誤動作次數(shù)將會增加；當(dāng)通道定義為常開接點輸入時，將增大系統(tǒng)拒動的可能性。這些都會影響S.O.E.提供準確的事故線索。另一方面，信號輸入中間環(huán)節(jié)多也增大了檢修人員對其它系統(tǒng)的維護難度。

    3  結(jié)束語

    直接MFT是系統(tǒng)可靠性的后備保障手段，在設(shè)計中，還應(yīng)根據(jù)機組的實際情況進行相應(yīng)的應(yīng)用設(shè)計。應(yīng)該說，雙冗余甚至三重冗余的設(shè)計考慮了卡件、電纜、傳感器以及邏輯回路繼電器的故障冗余，具有較高的可靠性，能達到較好的防誤動、防拒動目的。

    雖然，保護安全系統(tǒng)基本上本著寧誤動，勿拒動的設(shè)計原則，但是，隨著冗余和保護系統(tǒng)的增多，在增加防