130T/H全燃气锅炉FSSS技术改进的研究

摘要：某钢厂130T/H全燃煤气锅炉技术改造工程中，炉膛安全监控系统（FSSS）先后经过了硬件的升级、软件功能的改进、系统联合调试等几个阶段。经过各方的共同努力，系统可操作性得到明显的提升，锅炉保护的投入率达到100%，顺利地通过了72h试运，达到设计要求。

关键词：炉膛安全监控系统；改进；调试

中图分类号：TM571.61 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 19-0000-01

130T/H the Whole Gas-Fired Boiler FSSS Technology Improvement Research

Duan Yanliang1,2,Zhao Yanjun1

(1.Hebei United University,Tangshan063000,China;2.Tangshan Iron and Steel Group Automation Company,Power Inspection Center,Tangshan063000,China)

Abstract:A steel 130T/H all coal-fired gas boiler technological transformation projects,furnace safety supervisory system(FSSS)has been to upgrade the hardware and software features to improve the system co-debugging stages.Through joint efforts,the system can be significantly improved operability,the input rate of the boiler to protect 100% successfully passed trial operation 72h,to meet the design requirements.

Keywords:Furnace safety supervisory system;Improvement;Debugging

一、系统概述

某钢厂南区动力厂一期两台全燃气锅炉FSSS系统采用西门子公司的WINCC6.0\STEP7 V5.4及S7300PLC实现的。FSSS有1#、2#PLC柜组成，其中1#柜为S7300 CPU及相关的I/O模块，2#柜为MFT继电器柜，现场各保护输入信号送至1#PLC柜进行处理，逻辑结果信号从2#柜输出至现场设备。该系统由公共逻辑及煤气系统逻辑两部分组成，主要实现如下功能：（1）炉膛吹扫逻辑、煤气母管泄漏试验逻辑；（2）锅炉停车保护逻辑。该系统的主要缺陷有以下几点：（1）系统未配备不间断电源UPS；（2）PLC无冗余切换功能；（3）上位操作画面无事故首出功能。（4）点火逻辑不完善。

二、系统改进情况

针对以上情况公司从2010年3月1日至2010年5月10日对该系统做了全面改进。

（一）系统硬件的改进。如图1所示系统控制由西门子S7-300 PLC改为S7-400H冗余PLC，使用ET200M分布式智能站对模拟量和开关量进行采集输出。包括：2个电源PS407、2个CPU S7-414H、2个通信模块CP443-1及同步模块等。PLC使用控制器和通信的冗余，在系统运行中，主、备CPU通过冗余连接进行通信，备CPU以一定的周期刷新状态数据，以保持和主CPU同步。主CPU通过Profibus-DP对I/O站ET200M进行操作控制。如果主CPU发生故障，或者主CPU与ET200M的通信发生故障，则备CPU自动激活，取得控制权。同时设有3个操作员站放置在控制室内，与PLC的CPU之间采用工业以态网进行通信且均可作为工程师站进行上位机画面和下位机程序的修改。PLC的CPU和ET200M分布式智能站放置在现场控制柜，之间采用Profibus现场总线通信，I/O采集控制均包含在远程Profibus从站部分。整个系统使用冗余UPS电源供电，同时增加双路市电作为备用电源，提高了系统电源的可靠性。从而保证运行人员在系统掉电后能够正常可靠停机。

（二）系统软件的改进。人机交互界面设计采用西门子WINCC6.22组态软件，过程控制程序设计采用西门子Step7编程软件进行编程，编制、修改方便灵活，运行稳定可靠，能够安全可靠的连接，组态画面简捷明了，易于操作工进行监控操作，可有效降低运行人员误操作几率。

（三）系统逻辑保护的改进。1.火焰检测信号逻辑改进。炉膛共分四角，每角分三层烧咀，火焰检测探头数量由原来每角一个，增加到每角三个，保证炉膛四角各层都有火焰检测装置，每角的上、中、下三个火检信号作为一组，取3选3作为该角总管气动快切阀关闭信号的输出条件，四个角取4选4作为停炉保护输出条件。2.火检探头冷却方式改变。冷却方式由原来的送风机出口的冷却风改为仪表用压缩空气，保证了探头工作温度正常稳定，从而输出可靠的火焰检测信号。3.点火枪动作方式改变。点火枪由原来的固定式改为气动推进式，点火结束后点火枪自动退出，避免点火枪长时间处在高温状态，提高了一次点火的成功率，同时延长了点火枪的使用寿命。4.点火逻辑的改变（如图2）。一旦点火失败，系统发出指令将各角的气动快切阀门转换到关闭自锁状态，不允许二次点火，同时系统发出炉膛重新吹扫指令，待吹扫结束后方可进行再次点火，有效避免炉膛内发生煤气爆燃事件。5.增加手动停机硬线路。原系统中只有PLC控制系统的保护，一旦PLC控制网络瘫痪，便不能保证有效停炉。改进后系统增加手动硬线路控制系统，直接控制现场各个关键设备的启停和开关，控制按钮设计为双路串联控制，有效防止系统误动作。

三、FSSS系统调试情况

自2010年5月中旬至5月底对新改进的FSSS系统做了静态及动态试验。试验结果均达到预期目标。

四、结束语

该钢厂南区1、2#锅炉FSSS自2010年6月投运以来，没有发生误动作现象，系统运行稳定可靠，创造了良好的经济社会效益。

参考文献：

[1]李圣明.基于DSP的锅炉炉膛火焰检测系统研究[D].(硕士学位论文).济南:山东大学,2004

[2]彭波.火电厂控制系统探究[J].自动化与仪器仪表,2006,l:4-6

[3]侯华发.DCS与PLC的区别及DCS在电力领域的应用[J].工程与建设,2006,1:80-82

[作者简介]段彦亮，河北联合大学电气工程学院控制工程专业学生。