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1、锅炉 MFT 硬继电器回路可靠性分析与改造本文分析总结了大唐宝鸡热电厂一期 2X 330MW 机组 MFT 保护回路设计存在问题，提出并落 实了技术改造方案，解决了存在问题，提高了控制回 路的可靠性。锅炉MFT保护是炉膛安全监控系统（FSSS的 核心，为了防止炉膛发生爆燃， 紧急情况下 MFT 发 出跳闸指令，快速动作相应的跳闸对象，以起到快速 切断所有进入炉膛燃料的作用。大唐宝鸡热电厂一期 2X 330MW 机组分散控制 系统（DCS）采用杭州和利时提供的 MACSV系统， 为了保证 MFT 跳闸回路的可靠性，采用软逻辑和硬继 电器两套回路并行的设计原则， 软回路由 DCS 逻辑实 现，硬继
2、电器回路通过两个 MFT 跳闸继电器接点驱动 相应的跳闸对象实现。这两套 MFT 回路设计成软硬件 互相冗余，其中一个失效时，另一个可以及时地安全 地停止机组运行。作为炉膛安全保护系统，出于安全 的考虑，这两套回路的电源等级是不一样的，软逻辑 是交流 220V 即 DCS 系统电源 ，而硬继电器回路使 用的是直流110V,由于两路电源都可以实现无扰切 换，因此具有很高的可靠性。MFT 硬继电器电源回路分析按照一期工程FSSS系统功能的设计思想，原硬 继电器回路的热工电源部分设计为两路同时供电的 110V直流系统，两路电源分别取自本机组锅炉 PC A 段、PC B段的直流110V分屏柜，输出之间
3、采用二极 管隔离供给跳闸继电器。这两段公用母线各自带一些 直流负载并安装有直流系统接地检测装置，相互之间 独立而没有联系，但输出通过二极管相连使得两段电 源之间间接联系，在机组调试投运后发现存在问题， 两路电源虽然可以实现完全备用，一路失去对系统动 作没有任何影响，但两路电源同时投入时，电气直流 检测装置就会检测到直流接地报警故障，导致装置长 期报警，失去应有的监测功能。原理图如下图所示。改造前 MFT 硬继电器电源回路原理图 为了消除该问题， 2013年 9月，我们对#1 机组电 源回路进行了改造，拆除了隔离的二极管，增加了一 个 OFT 继电器，并在各继电器电源开关后面安装一 电源监视继电
4、器，继电器接点送 FSSS逻辑进行监视 并报警。两路电源各自控制一个 MFT和OFT硬继电 器，并不影响系统的正确动作，却使电源系统更具独 立性，安全性、可靠性更高。如下图所示。MFT 硬继电器控制回路分析改造前，两个 MFT 硬继电器并接在电源回路中， 因此紧急手动按钮（ 2 个）各共用一对接点即可。要 符合电源回路彻底分开而无牵连的改造要求，我们在 原紧急手动按钮上各增加了一对接点，用于 MFT2 继 电器回路的控制，达到了改造目的。改造前，DCS输出两个MFT跳闸指令（DO卡件 输出）分别控制两个 MFT 硬继电器， 存在当此 DO 卡 件通道故障、 DO 输出继电器故障或一根电缆故障会
5、 引起保护误动或拒动， 按照热控 DCS 的设计要求， 重 要保护 I/O 信号一般要求采用三取二方法，并将三个 信号分别引入不同的 I/O 卡件。因此改造时我们增加 了一个跳闸指令，在两个硬继电器回路分别进行三取 二。采用三个信号，可保证一个信号故障不影响保护 系统正常动作，这样就保证了 MFT 保护动作的可靠 性，有效地防止误动和拒动。下面，我们对 MFT 保护回路的功能进行全面分 析：当MFT动作条件出现时，FSSS逻辑经过运算后 发出跳闸指令。一方面，软逻辑对发出的指令信号进 行扩展（并接），通过 DO 卡件输出相应的信号至各个 DROP，通过逻辑停掉相关的设备；同时输出三个跳 闸指令
6、，其 DO 继电器接点进行三取二控制继电器动 作。MFT继电器采用双线圈，带电动作带电复位，因 此 MFT 信号动作后复归时也必须有指令发出， 在改造 中我们增加了一个复位指令 DO 用于控制 MFT2 的复 位，使两个跳闸回路彻底分开，它比单线圈继电器更 可靠。该继电器接点共有 16个常开和 16 个常闭接点， 用于对指令信号的扩展。 任意一个 MFT 继电器动作锅 炉跳闸，因此两个继电器接点采用常开接点并联、常 闭接点串联的方法，根据不同设备通过硬接线送至相 应的电气跳闸回路中来停掉它们。操作台上安装有两个手动 MFT 按钮，每个按钮三 对触点，其中 1对接点 2个按钮串联后， 通过 DI
7、 进入 FSSS跳闸逻辑去MFT，另两对接点也以相同的接法 分别串入 MFT 继电器回路，通过 MFT 继电器实现跳 闸。见上图。这样，按下任一按钮，跳闸回路不会动 作，可有效防止人员误碰误按造成保护误动。正常情况下，MFT动作由DCS逻辑判断产生MFT 动作条件， 通过软硬回路实现 MFT 功能（软硬两套回 路冗余）；紧急情况或 DCS 系统失电或 DCS 系统瘫痪 的情况下，由操作员操作双跳闸按扭产生 MFT 及时停 止主要辅机的运转（双继电器双电源回路冗余） ；MFT 继电器还具有手动跳闸的功能，在上述两种情况失效 的极端情况下，操作员也可通过手动扳动继电器把手 至跳闸位实现跳闸功能。燃
8、油跳闸阀控制回路分析 燃油跳闸阀保护设计的思路是确保燃油系统发生 MFT 、OFT 保护、油泄漏试验失败时确保切断燃油， 保护锅炉的运行安全。燃油跳闸阀电磁阀控制回路电源采用 220V AC ， 两位气动阀，失电失气关闭型。正常运行中 FSSS逻 辑通过运算使开阀指令接通或断开控制阀打开或关 闭。为了防止机组出现紧急情况或 DCS 失去控制， 机 组运行且锅炉没断油的情况下，有可能无法通过手动 MFT 迅速切断进入炉膛的油燃料。 特设计硬接线控制 回路，在回路中串入两个 MFT 继电器接点常闭信 号、并入两个 OFT 继电器接点常闭信号， 正常运行 中FSSS逻辑发出开阀指令，燃油跳闸阀电磁阀
9、带电 使该阀打开。 当发生 MFT 时，任一 MFT 继电器动作， 常闭信号断开，硬接线回路动作电磁阀失电使该阀关 闭。当发生 OFT 时（单线圈继电器，正常运行中常带 电，失电动作），两个 OFT 继电器均动作，常闭信号 断开，硬接线回路动作电磁阀失电使该阀关闭。当机组 MFT 后，炉膛要进行吹扫和油泄漏试验， 吹扫和泄漏试验完成后复归 MFT 信号，为下一次点炉 做好准备。但由于 MFT 后燃油跳闸阀的硬跳回路由于 失电而使该阀关闭，而无法进行油泄漏试验，为此， 设计采用油泄漏进行信号作旁路功能，这样，既保留 了硬跳回路的作用，又不影响泄漏试验的进行。控制 回路如下图所示。另外，考虑到锅炉停炉后，进、回油阀均会因 MFT 而跳闸关闭，使进、回油阀之间的油管憋压，因 此不作硬回路跳闸燃油回油阀设置，只用 FSSS逻辑 信号去关闭燃油回油阀， 这样当锅炉紧急停炉后， 进、 回油阀关闭后，FSSS逻辑还设计操作员可以再从远操 打开回油阀泄压，防止因油角阀关不严使燃油进入炉 膛。经过改造，原 MFT 硬继电器电源回路存在的问题 得到根除， 也使 MFT 跳闸回路更加完善、 可靠。通过 分析 MFT 硬回路的可靠性以及介绍 MFT 控制逻辑的 实现，便于运行人员和热工技术人员对整个跳闸逻辑 的理解掌握。（作者单位：大唐宝鸡热电厂）