◎周冬梅

鍋爐MFT 硬繼電器回路可靠性分析與改造

◎周冬梅

本文分析總結(jié)了大唐寶雞熱電廠一期2×330MW機組MFT保護回路設計存在問題，提出并落實了技術改造方案，解決了存在問題，提高了控制回路的可靠性。

鍋爐MFT保護是爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）的核心，為了防止爐膛發(fā)生爆燃， 緊急情況下MFT發(fā)出跳閘指令，快速動作相應的跳閘對象，以起到快速切斷所有進入爐膛燃料的作用。

大唐寶雞熱電廠一期2×330MW機組分散控制系統(tǒng)（DCS）采用杭州和利時提供的MACSV系統(tǒng)，為了保證MFT跳閘回路的可靠性，采用軟邏輯和硬繼電器兩套回路并行的設計原則，軟回路由DCS邏輯實現(xiàn)，硬繼電器回路通過兩個MFT跳閘繼電器接點驅(qū)動相應的跳閘對象實現(xiàn)。這兩套MFT回路設計成軟硬件互相冗余，其中一個失效時，另一個可以及時地安全地停止機組運行。作為爐膛安全保護系統(tǒng)，出于安全的考慮，這兩套回路的電源等級是不一樣的，軟邏輯是交流220V即DCS系統(tǒng)電源 ，而硬繼電器回路使用的是直流110V，由于兩路電源都可以實現(xiàn)無擾切換，因此具有很高的可靠性。

MFT硬繼電器電源回路分析

按照一期工程FSSS系統(tǒng)功能的設計思想，原硬繼電器回路的熱工電源部分設計為兩路同時供電的110V直流系統(tǒng)，兩路電源分別取自本機組鍋爐PC A段﹑PC B段的直流110V分屏柜，輸出之間采用二極管隔離供給跳閘繼電器。這兩段公用母線各自帶一些直流負載并安裝有直流系統(tǒng)接地檢測裝置，相互之間獨立而沒有聯(lián)系，但輸出通過二極管相連使得兩段電源之間間接聯(lián)系，在機組調(diào)試投運后發(fā)現(xiàn)存在問題，兩路電源雖然可以實現(xiàn)完全備用，一路失去對系統(tǒng)動作沒有任何影響，但兩路電源同時投入時，電氣直流檢測裝置就會檢測到直流接地報警故障，導致裝置長期報警，失去應有的監(jiān)測功能。原理圖如下圖所示。

改造前 MFT硬繼電器電源回路原理圖

為了消除該問題，2013年9月，我們對#1機組電源回路進行了改造，拆除了隔離的二極管，增加了一個 OFT繼電器，并在各繼電器電源開關后面安裝一電源監(jiān)視繼電器，繼電器接點送FSSS邏輯進行監(jiān)視并報警。兩路電源各自控制一個MFT和OFT硬繼電器，并不影響系統(tǒng)的正確動作，卻使電源系統(tǒng)更具獨立性，安全性﹑可靠性更高。如下圖所示。

改造后 MFT硬繼電器電源回路原理圖

MFT硬繼電器控制回路分析

改造前，兩個MFT硬繼電器并接在電源回路中，因此緊急手動按鈕（2個）各共用一對接點即可。要符合電源回路徹底分開而無牽連的改造要求，我們在原緊急手動按鈕上各增加了一對接點，用于MFT2繼電器回路的控制，達到了改造目的。

改造前，DCS輸出兩個MFT跳閘指令（DO卡件輸出）分別控制兩個MFT硬繼電器，存在當此DO卡件通道故障﹑DO輸出繼電器故障或一根電纜故障會引起保護誤動或拒動，按照熱控DCS的設計要求，重要保護I/O信號一般要求采用三取二方法，并將三個信號分別引入不同的I/O卡件。因此改造時我們增加了一個跳閘指令，在兩個硬繼電器回路分別進行三取二。采用三個信號，可保證一個信號故障不影響保護系統(tǒng)正常動作，這樣就保證了MFT保護動作的可靠性，有效地防止誤動和拒動。

改造前 MFT1硬繼電器控制回路

改造后 MFT1硬繼電器控制回路

下面，我們對MFT保護回路的功能進行全面分析：

當MFT動作條件出現(xiàn)時，F(xiàn)SSS邏輯經(jīng)過運算后發(fā)出跳閘指令。一方面，軟邏輯對發(fā)出的指令信號進行擴展（并接），通過DO卡件輸出相應的信號至各個DROP，通過邏輯停掉相關的設備；同時輸出三個跳閘指令，其DO繼電器接點進行三取二控制繼電器動作。MFT繼電器采用雙線圈，帶電動作帶電復位，因此MFT信號動作后復歸時也必須有指令發(fā)出，在改造中我們增加了一個復位指令DO用于控制MFT2的復位，使兩個跳閘回路徹底分開，它比單線圈繼電器更可靠。該繼電器接點共有16個常開和16個常閉接點，用于對指令信號的擴展。任意一個MFT繼電器動作鍋爐跳閘，因此兩個繼電器接點采用常開接點并聯(lián)﹑常閉接點串聯(lián)的方法，根據(jù)不同設備通過硬接線送至相應的電氣跳閘回路中來停掉它們。

操作臺上安裝有兩個手動MFT按鈕，每個按鈕三對觸點，其中1對接點2個按鈕串聯(lián)后，通過DI進入FSSS跳閘邏輯去MFT，另兩對接點也以相同的接法分別串入MFT繼電器回路，通過MFT繼電器實現(xiàn)跳閘。見上圖。這樣，按下任一按鈕，跳閘回路不會動作，可有效防止人員誤碰誤按造成保護誤動。

正常情況下，MFT動作由DCS邏輯判斷產(chǎn)生MFT動作條件，通過軟硬回路實現(xiàn)MFT功能（軟硬兩套回路冗余）；緊急情況或DCS系統(tǒng)失電或DCS系統(tǒng)癱瘓的情況下，由操作員操作雙跳閘按扭產(chǎn)生MFT及時停止主要輔機的運轉(zhuǎn)（雙繼電器雙電源回路冗余）；MFT繼電器還具有手動跳閘的功能，在上述兩種情況失效的極端情況下，操作員也可通過手動扳動繼電器把手至跳閘位實現(xiàn)跳閘功能。

燃油跳閘閥控制回路分析

燃油跳閘閥保護設計的思路是確保燃油系統(tǒng)發(fā)生MFT﹑OFT保護﹑油泄漏試驗失敗時確保切斷燃油，保護鍋爐的運行安全。

燃油跳閘閥電磁閥控制回路電源采用220V AC，兩位氣動閥，失電失氣關閉型。正常運行中FSSS邏輯通過運算使開閥指令接通或斷開控制閥打開或關閉。為了防止機組出現(xiàn)緊急情況或DCS失去控制，機組運行且鍋爐沒斷油的情況下，有可能無法通過手動MFT迅速切斷進入爐膛的油燃料。特設計硬接線控制回路，在回路中串入兩個MFT繼電器接點—常閉信號﹑并入兩個OFT繼電器接點—常閉信號，正常運行中FSSS邏輯發(fā)出開閥指令，燃油跳閘閥電磁閥帶電使該閥打開。當發(fā)生MFT時，任一MFT繼電器動作，常閉信號斷開，硬接線回路動作電磁閥失電使該閥關閉。當發(fā)生OFT時（單線圈繼電器，正常運行中常帶電，失電動作），兩個OFT繼電器均動作，常閉信號斷開，硬接線回路動作電磁閥失電使該閥關閉。

當機組MFT后，爐膛要進行吹掃和油泄漏試驗，吹掃和泄漏試驗完成后復歸MFT信號，為下一次點爐做好準備。但由于MFT后燃油跳閘閥的硬跳回路由于失電而使該閥關閉，而無法進行油泄漏試驗，為此，設計采用油泄漏進行信號作旁路功能，這樣，既保留了硬跳回路的作用，又不影響泄漏試驗的進行。控制回路如下圖所示。

另外，考慮到鍋爐停爐后，進﹑回油閥均會因MFT而跳閘關閉，使進﹑回油閥之間的油管憋壓，因此不作硬回路跳閘燃油回油閥設置，只用FSSS邏輯信號去關閉燃油回油閥，這樣當鍋爐緊急停爐后，進﹑回油閥關閉后，F(xiàn)SSS邏輯還設計操作員可以再從遠操打開回油閥泄壓，防止因油角閥關不嚴使燃油進入爐膛。

經(jīng)過改造，原MFT硬繼電器電源回路存在的問題得到根除，也使MFT跳閘回路更加完善﹑可靠。通過分析MFT硬回路的可靠性以及介紹MFT控制邏輯的實現(xiàn)，便于運行人員和熱工技術人員對整個跳閘邏輯的理解掌握。

（作者單位：大唐寶雞熱電廠）