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【摘 要】炉膛安全监控系统是大型火电机组必备的一种安全监视保护系统，在对锅炉安全进行监测和保护方面起着十分重要的作用。如果其误动或者拒动，都会对主设备甚至电网的安全造成很大影响，因此它对于火电厂的保护与控制具有十分重要的作用。
【关键词】炉膛安全监控系统；锅炉炉膛吹扫；主燃料跳闸；防止FSSS拒动、误动
一、炉膛安全监控系统简述
炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Superv isorySystem），简称FSSS，是一个包括燃烧器管理和燃烧安全联锁功能的系统。它能在锅炉正常工作和启动、停止等运行方式下连续监视燃烧系统的有关参数和状态，并且进行逻辑运算和判断，通过联锁逻辑和设备，使燃烧设备中有关部分按照既定的合理程序完成必要的操作或处理未遂性事故，以便保证锅炉炉膛及燃烧器系统的安全。它在防止运行人员误操作事故及有关设备故障引起锅炉炉膛爆炸方面起着重要的作用，是大型火力发电厂必不可少的自动化设备。
FSSS系统一般由三个部分组成：公共逻辑控制系统，燃油控制系统，燃煤控制系统。主要完成以下功能：锅炉炉膛吹扫、主燃料跳闸、发出跳闸原因显示和记忆、锅炉燃油投入许可及控制、燃油泄漏试验。
1.锅炉炉膛吹扫
在锅炉点火之前还需要做一系列的准备工作，才能防止锅炉爆炸，在锅炉点火之前，先对炉膛进行吹扫是一个很重要的环节，也是防爆规程中严格要求的、最基本的防爆保护措施。由于工作人员的疏忽等问题，在锅炉的炉膛、通风管道以及烟道等处可能的会聚集一些可燃物，一旦这些大量的混合可燃物同时被点燃，会有爆炸的现象发生，这种现象也称为爆燃，爆燃现象严重可发生爆炸，由于炉膛的压力不断增大，每一个炉膛结构都有最大承受压力，当超过这个临界值，会导致炉墙外延出现崩塌的现象，这种现象称其为外爆，同样的道理，每个炉膛都有一个最低承受的压力，炉膛的压力瞬间降低，低于炉膛最低压力的临界值，会导致炉膛出现内坍塌的现象发生，这种现象称其为炉膛内爆炸。在炉膛正常运行的情况下，燃料进入炉膛后立即被点燃燃烧，燃烧后生成的烟气随之排出去，不在炉膛和烟道内积存，所以也不会有爆燃的现象发生，但是一旦工作人员的疏忽，操作上不谨慎或者对设备控制系统没有合理设计等原因，可能会导致爆燃的现象发生，为了避免这种现象发生，在锅炉点火前，首先进行炉膛吹扫，通过这样的方式将炉膛内的残留可燃物清除掉，保证这些可燃混合物不在烟道等处存积，进而防止和避免锅炉点火时有爆燃的现象发生。
2.主燃料跳闸保护
主燃料跳闸（MFT）是FSSS系统中最重要的安全功能，在锅炉安全保护中，主燃料跳闸是很重要也很核心的内容，其安全功能在FSSS系统中占有举足轻重的作用，一旦有任何危机锅炉安全运行的危险情况发生时，MFT第一时间将所有进入炉膛的燃料切断，切断后也就是说煤、油等燃料不会继续输入到锅炉中，通过这样的方式来保障锅炉的安全运行，及时对危险作出制止，很大程度的避免了事故的发生，将事故发生的概率以及事故发生后的危害降到最低。
3.锅炉燃油投入许可及控制
燃油泄漏试验
在锅炉点火前需检查燃油跳闸阀至各油枪入口快关阀之间的管道和阀门在规定的油压下有无漏油现象。
由运行人员在CRT上操作，如果泄漏试验失败则炉膛吹扫不成功，系统发出泄漏试验失败信号，经处理后重新开始泄漏试验。油泄漏试验一般分两部分进行，首先是检测各油枪角阀及各油枪角阀至母管跳闸阀之间的油管路是否泄漏，然后检测油跳闸阀是否有泄漏。当这两部分试验都通过时，则表明该油系统泄漏试验成功。
4.燃油跳闸（OFT）
当燃油供油压力不低且所有油角阀关且无MFT指令，运行人员可在操作站（CRT）按压开按钮，燃油跳闸阀将自动开启。
如下工况将自动关油母管跳闸阀：①MFT；②运行人员按压关按钮；③有油角阀开但油母管压力低或雾化介质压力低。
当所有油角阀关，运行人员可在操作站（CRT）按压开按钮，燃油循环阀将自动开启。如下工况将自动关油母管循环阀：①MFT；②运行人员按压关按钮；③当有大于等于3只燃烧器在运行，燃油循环阀自动关闭。
二、防止FSSS拒动、误动
分散控制系统（DCS）经过自上世纪七十年代至今的三十多年之应用、发展，在火力发电机组的应用中为电力生产的安全、经济运行作出了很大贡献。DCS系统的模块化设计、冗余的控制器配置及电源、通信网络的冗余设计，灵活的逻辑组态功能，“控制分散——使危险分散，操作管理集中”的设计思想，使溶入DCS的FSSS可靠性大为增强。
但在设计、安装、操作、管理和維护等各生产实践环节中，仍存在诸多问题使得FSSS拒动或误动。如何坚决防止FSSS拒动、尽量减少误动，进一步提高FSSS可靠性，下面我们来探讨一下：
1.保持良好的外部环境条件
必须按照《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》的要求，保持良好密封性及温度和湿度，定期清洗更换机柜之滤网，及时封堵电缆空洞，满足防尘要求。
2.加强FSSS运行维护管理
须将FSSS系统的所有设备看成一个整体全面管理，DCS系统和现场设备之运行维护，皆不可偏废。严格执行定期对火焰探头进行检查清理，对炉膛负压取样管路进行定期吹扫。应定期对FSSS的DCS卡件投运情况进行统计分析，对长周期运行的模件应按照重要程度适时更换。定期检查DCS电源回路和重要控制回路接线螺丝有无松动和过热现象，现场导线应无擦痕、磨损迹象，电源熔断器容量正确，DI通道熔断器无开路，冗余系统处于正常的工作和热备用状态。
大小修期间应对冗余设备进行切换试验，以确保备用设备始终处于良好状态。保护用测点、压力开关、机柜内电源端子排和重要保护端子排应有明显标识。在机柜内应张贴重要保护端子接线简图以及电源开关用途标志名牌。
3.不得擅自取消、退出FSSS保护或改动保护定值
应严格执行相关制度中关于FSSS系统（含保护装置和检测设备等）的定期检查、校验、维护制度和保护退停审批、限期恢复制度。
FSSS（系统、包括一次检测设备）若发生故障，必须开具工作票经总工程师批准后迅速处理。锅炉炉膛压力、全炉膛灭火、汽包水位等重要保护装置在机组运行中严禁随意退出，当其故障被迫退出运行时，必须制定可靠的安全措施，并在8小时内恢复。从前面的讨论可以看出，以DCS为主体的FSSS系统复杂，故障的离散性大。
从DCS系统硬、软件，到测量元件、电缆、及执行机构，以及外部环境，还有人为的因素，系统中任一环节出现问题，均会导致FSSS系统部分功能失效或引发系统故障、锅炉灭火甚至机组跳闸。而拒动更危险，可能造成人身伤害、损坏主设备损坏。因此必须从“人、机、料、法、环”各方面加强对FSSS及其热控设备的全方位管理，以防止FSSS拒动、减少误动。
三、结语
炉膛安全监控系统已成为现代火电厂中大型锅炉的必需装备。现代火电厂中运行状态复杂，运行参数众多，当锅炉处于启动、正常运行或停止等各种状态时，FSSS系统通过对燃烧系统采取一定的逻辑判断、逻辑运算，保证燃烧系统中相关设备的安全稳定运行，防止爆燃、爆炸等各类安全事故的发生，防止工作人员操作失误以及设备出现故障而引发事故。总之，FSSS正常运行为操作人员、设备和生产带来一个更为安全的环境。
参考文献：
[1]炉膛安全监控系统，武汉水利电力大学，1993
[2]姜云亮，杨道勇；锅炉安全监控系统FSSS的分析[J]，山西电力技术，2001
[3]董务明，炉膛安全监控系统功能的改进与完善研究[D]，东北电力大学，2008
[4]热工控制设计简明手册，水利电力出版社，1995
[5]吴天一，修宏亮；锅炉炉膛安全监控系统FSSS的应用[J]，化工自动化及仪表，2010
【关键词】炉膛安全监控系统；锅炉炉膛吹扫；主燃料跳闸；防止FSSS拒动、误动
一、炉膛安全监控系统简述
炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Superv isorySystem），简称FSSS，是一个包括燃烧器管理和燃烧安全联锁功能的系统。它能在锅炉正常工作和启动、停止等运行方式下连续监视燃烧系统的有关参数和状态，并且进行逻辑运算和判断，通过联锁逻辑和设备，使燃烧设备中有关部分按照既定的合理程序完成必要的操作或处理未遂性事故，以便保证锅炉炉膛及燃烧器系统的安全。它在防止运行人员误操作事故及有关设备故障引起锅炉炉膛爆炸方面起着重要的作用，是大型火力发电厂必不可少的自动化设备。
FSSS系统一般由三个部分组成：公共逻辑控制系统，燃油控制系统，燃煤控制系统。主要完成以下功能：锅炉炉膛吹扫、主燃料跳闸、发出跳闸原因显示和记忆、锅炉燃油投入许可及控制、燃油泄漏试验。
1.锅炉炉膛吹扫
在锅炉点火之前还需要做一系列的准备工作，才能防止锅炉爆炸，在锅炉点火之前，先对炉膛进行吹扫是一个很重要的环节，也是防爆规程中严格要求的、最基本的防爆保护措施。由于工作人员的疏忽等问题，在锅炉的炉膛、通风管道以及烟道等处可能的会聚集一些可燃物，一旦这些大量的混合可燃物同时被点燃，会有爆炸的现象发生，这种现象也称为爆燃，爆燃现象严重可发生爆炸，由于炉膛的压力不断增大，每一个炉膛结构都有最大承受压力，当超过这个临界值，会导致炉墙外延出现崩塌的现象，这种现象称其为外爆，同样的道理，每个炉膛都有一个最低承受的压力，炉膛的压力瞬间降低，低于炉膛最低压力的临界值，会导致炉膛出现内坍塌的现象发生，这种现象称其为炉膛内爆炸。在炉膛正常运行的情况下，燃料进入炉膛后立即被点燃燃烧，燃烧后生成的烟气随之排出去，不在炉膛和烟道内积存，所以也不会有爆燃的现象发生，但是一旦工作人员的疏忽，操作上不谨慎或者对设备控制系统没有合理设计等原因，可能会导致爆燃的现象发生，为了避免这种现象发生，在锅炉点火前，首先进行炉膛吹扫，通过这样的方式将炉膛内的残留可燃物清除掉，保证这些可燃混合物不在烟道等处存积，进而防止和避免锅炉点火时有爆燃的现象发生。
2.主燃料跳闸保护
主燃料跳闸（MFT）是FSSS系统中最重要的安全功能，在锅炉安全保护中，主燃料跳闸是很重要也很核心的内容，其安全功能在FSSS系统中占有举足轻重的作用，一旦有任何危机锅炉安全运行的危险情况发生时，MFT第一时间将所有进入炉膛的燃料切断，切断后也就是说煤、油等燃料不会继续输入到锅炉中，通过这样的方式来保障锅炉的安全运行，及时对危险作出制止，很大程度的避免了事故的发生，将事故发生的概率以及事故发生后的危害降到最低。
3.锅炉燃油投入许可及控制
燃油泄漏试验
在锅炉点火前需检查燃油跳闸阀至各油枪入口快关阀之间的管道和阀门在规定的油压下有无漏油现象。
由运行人员在CRT上操作，如果泄漏试验失败则炉膛吹扫不成功，系统发出泄漏试验失败信号，经处理后重新开始泄漏试验。油泄漏试验一般分两部分进行，首先是检测各油枪角阀及各油枪角阀至母管跳闸阀之间的油管路是否泄漏，然后检测油跳闸阀是否有泄漏。当这两部分试验都通过时，则表明该油系统泄漏试验成功。
4.燃油跳闸（OFT）
当燃油供油压力不低且所有油角阀关且无MFT指令，运行人员可在操作站（CRT）按压开按钮，燃油跳闸阀将自动开启。
如下工况将自动关油母管跳闸阀：①MFT；②运行人员按压关按钮；③有油角阀开但油母管压力低或雾化介质压力低。
当所有油角阀关，运行人员可在操作站（CRT）按压开按钮，燃油循环阀将自动开启。如下工况将自动关油母管循环阀：①MFT；②运行人员按压关按钮；③当有大于等于3只燃烧器在运行，燃油循环阀自动关闭。
二、防止FSSS拒动、误动
分散控制系统（DCS）经过自上世纪七十年代至今的三十多年之应用、发展，在火力发电机组的应用中为电力生产的安全、经济运行作出了很大贡献。DCS系统的模块化设计、冗余的控制器配置及电源、通信网络的冗余设计，灵活的逻辑组态功能，“控制分散——使危险分散，操作管理集中”的设计思想，使溶入DCS的FSSS可靠性大为增强。
但在设计、安装、操作、管理和維护等各生产实践环节中，仍存在诸多问题使得FSSS拒动或误动。如何坚决防止FSSS拒动、尽量减少误动，进一步提高FSSS可靠性，下面我们来探讨一下：
1.保持良好的外部环境条件
必须按照《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》的要求，保持良好密封性及温度和湿度，定期清洗更换机柜之滤网，及时封堵电缆空洞，满足防尘要求。
2.加强FSSS运行维护管理
须将FSSS系统的所有设备看成一个整体全面管理，DCS系统和现场设备之运行维护，皆不可偏废。严格执行定期对火焰探头进行检查清理，对炉膛负压取样管路进行定期吹扫。应定期对FSSS的DCS卡件投运情况进行统计分析，对长周期运行的模件应按照重要程度适时更换。定期检查DCS电源回路和重要控制回路接线螺丝有无松动和过热现象，现场导线应无擦痕、磨损迹象，电源熔断器容量正确，DI通道熔断器无开路，冗余系统处于正常的工作和热备用状态。
大小修期间应对冗余设备进行切换试验，以确保备用设备始终处于良好状态。保护用测点、压力开关、机柜内电源端子排和重要保护端子排应有明显标识。在机柜内应张贴重要保护端子接线简图以及电源开关用途标志名牌。
3.不得擅自取消、退出FSSS保护或改动保护定值
应严格执行相关制度中关于FSSS系统（含保护装置和检测设备等）的定期检查、校验、维护制度和保护退停审批、限期恢复制度。
FSSS（系统、包括一次检测设备）若发生故障，必须开具工作票经总工程师批准后迅速处理。锅炉炉膛压力、全炉膛灭火、汽包水位等重要保护装置在机组运行中严禁随意退出，当其故障被迫退出运行时，必须制定可靠的安全措施，并在8小时内恢复。从前面的讨论可以看出，以DCS为主体的FSSS系统复杂，故障的离散性大。
从DCS系统硬、软件，到测量元件、电缆、及执行机构，以及外部环境，还有人为的因素，系统中任一环节出现问题，均会导致FSSS系统部分功能失效或引发系统故障、锅炉灭火甚至机组跳闸。而拒动更危险，可能造成人身伤害、损坏主设备损坏。因此必须从“人、机、料、法、环”各方面加强对FSSS及其热控设备的全方位管理，以防止FSSS拒动、减少误动。
三、结语
炉膛安全监控系统已成为现代火电厂中大型锅炉的必需装备。现代火电厂中运行状态复杂，运行参数众多，当锅炉处于启动、正常运行或停止等各种状态时，FSSS系统通过对燃烧系统采取一定的逻辑判断、逻辑运算，保证燃烧系统中相关设备的安全稳定运行，防止爆燃、爆炸等各类安全事故的发生，防止工作人员操作失误以及设备出现故障而引发事故。总之，FSSS正常运行为操作人员、设备和生产带来一个更为安全的环境。
参考文献：
[1]炉膛安全监控系统，武汉水利电力大学，1993
[2]姜云亮，杨道勇；锅炉安全监控系统FSSS的分析[J]，山西电力技术，2001
[3]董务明，炉膛安全监控系统功能的改进与完善研究[D]，东北电力大学，2008
[4]热工控制设计简明手册，水利电力出版社，1995
[5]吴天一，修宏亮；锅炉炉膛安全监控系统FSSS的应用[J]，化工自动化及仪表，2010