鍋爐MFT 硬繼電器回路可靠性分析與改造

◎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保護是爐膛安全監控系統（FSSS）的核心，為了防止爐膛發生爆燃， 緊急情況下MFT發出跳閘指令，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（DCS）采用杭州和利時提供的MACSV系統，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，硬繼電器回路通過兩個MFT跳閘繼電器接點驅動相應的跳閘對象實現。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，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，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接地檢測裝置，相互之間獨立而沒有聯系，但輸出通過二極管相連使得兩段電源之間間接聯系，在機組調試投運后發現存在問題，兩路電源雖然可以實現完全備用，一路失去對系統動作沒有任何影響，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視繼電器，繼電器接點送FSSS邏輯進行監視并報警。兩路電源各自控制一個MFT和OFT硬繼電器，并不影響系統的正確動作，卻使電源系統更具獨立性，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動作條件出現時，FSSS邏輯經過運算后發出跳閘指令。一方面，軟邏輯對發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﹑常閉接點串聯的方法，根據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邏輯判斷產生MFT動作條件，通過軟硬回路實現MFT功能（軟硬兩套回路冗余）；緊急情況或DCS系統失電或DCS系統癱瘓的情況下，由操作員操作雙跳閘按扭產生MFT及時停止主要輔機的運轉（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發生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邏輯發出開閥指令，燃油跳閘閥電磁閥帶電使該閥打開。當發生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，FSSS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，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）