結合系統與設備安全保障優化鍋爐BMS邏輯取得顯著成果

蘇文龍 王旭春 賀猛（中國石油四川石化有限責任公司，四川成都 611930）

結合系統與設備安全保障優化鍋爐BMS邏輯取得顯著成果

蘇文龍 王旭春 賀猛
（中國石油四川石化有限責任公司，四川成都 611930）

BMS是在電廠自動控制系統中對鍋爐及機組最為重要的安全管理控制子系統。BMS的功能包含有爐膛安全監控系統（FSSS）和主燃料跳閘系統（MFT）。漢姆沃斯的BMS系統在四川石化公用工程部鍋爐裝置的應用過程中，出現因火檢風機出口壓力低低誤動、閥門、風門機械故障、開關回訊問題導致的鍋爐MFT等問題，經過調整、修改邏輯，此類問題已解決。保證了鍋爐安全、穩定運行。

漢姆沃斯 燃燒器管理系統（BMS） 聯鎖邏輯 火檢風機 關斷閥 放空閥 鍋爐

1　背景簡介

BMS是在電廠自動控制系統中對鍋爐及機組最為重要的安全管理控制子系統。BMS的功能包含有爐膛安全監控系統（FSSS）和主燃料跳閘系統（MFT）。它主要是在鍋爐啟動、停止和正常運行等各種工況下，連續監視與燃燒系統相關的各種參數和狀態，提供靈活可靠的控制操作，在事故工況下按照安全的順序自動操作，中斷向鍋爐供給燃料，避免燃料和空氣在爐膛內積累，以防范鍋爐爆炸等事故的發生，保障鍋爐的安全運行。

某電廠四臺鍋爐為蒸發量420t/h燃氣、燃油、油氣混燒高壓鍋爐，八支旋流燃燒器前墻布置兩層。采用燃燒器為英國漢姆沃斯（Hamworthy）燃燒工程公司設計。

2　BMS系統邏輯應用存在問題

漢姆沃斯燃燒器在初期點火調試期間存在諸多問題。經過分析處理都一一得到解決。在應用期間出現火檢風機出口壓力低低誤動、閥門、風門機械故障、開關回訊問題導致的鍋爐MFT等問題，經我們對BMS系統聯鎖邏輯逐一剖析，權衡BMS系統保護拒動和誤動可能性，結合系統與設備安全考慮，最終形成優化思路，并在實際中得以優化和改進。

3　部分BMS系統邏輯優化分析

自從調試、開工以來對因BMS邏輯跳閘情況進行統計、分析，發現主要為以下幾個條件經常觸發。

3.1“任一關斷閥開（關）故障”

該條件是指燃燒器主速斷閥開（關）故障、任一燃燒器速斷閥1關故障、任一燃燒器速斷閥2關故障都會觸發MFT。開關故障主要是指指令與回訊是否一致進行判斷，如判斷為不一致則故障信號發出。由于閥門本身可能存在卡澀問題、回訊傳輸、風源泄漏等原因都能導致閥門開（關）故障。

3.2“任一放空閥開（關）故障”

該條件是指燃氣主放空閥開（關）故障、任一燃燒器放空閥開故障都會觸發MFT。開關故障主要是指指令與回訊是否一致進行判斷，如判斷為不一致則故障信號發出。由于閥門本身可能存在卡澀問題、回訊傳輸、風源泄漏等原因都能導致閥門開（關）故障。

3.3“任一放空閥開故障”

該條件是指燃燒器各放空閥開故障、任一燃燒器放空閥開故障都會觸發MFT。開關故障主要是指指令與回訊是否一致進行判斷，如判斷為不一致則故障信號發出。由于閥門本身可能存在卡澀問題、回訊傳輸、風源泄漏等原因都能導致閥門開（關）故障。

3.4“火檢風機壓力LL”

每臺鍋爐火檢風機出口設有三個壓力低低開關、一臺壓力變送器，當火檢風機壓力＜3.5KPa時，壓力開關斷開（三取二），MFT動作。該條件一是火檢出口壓力低至保護動作值，真實壓力不足以保護火檢而觸發保護，二是三臺壓力開關整定值偏低，實際壓力未到，但是壓力開關因整定值過低而觸發，三是壓力開關本身存在整定值跑位或其他客觀因素導致保護誤動。

3.5“燃燒器風門開（關）故障”

燃燒器風門開關條件作為燃燒器啟動條件，若燃燒器風門狀態不正確，則該燃燒器不允許啟動。主要原因為風門本身存在機械不平衡、變型等原因，或者儀表回訊不到位都會是該條件無法滿足，將導致燃燒器無法啟動或者該燃燒器跳閘。

4　BMS系統邏輯優化修改

針對上述統計、分析資料，我們在尊重保護設置必要性的基礎上，認真分析保護動作原因，在保護誤動、保護拒動關系上進行權衡，做了如下工作：

（1）全面梳理儀表接線、閥門工作環境及機械原理，增加儀表設備維護手段，將儀表設備自身故障發生可能性降至最低；（2）增加風門、閥門試驗按鈕，在鍋爐啟動、燃燒器啟動前進行風門、閥門試驗，試驗出現問題及時處理，減少了啟動過程中風門、閥門出現故障影響鍋爐運行的可能性，同時也有利于提前發現問題，為提早解決問題贏得時間；（3）針對“火檢風機壓力LL”，重新安排儀表人員進行壓力開關整定試驗，并將壓力變送器顯示并入該保護條件中，實現將火檢風機機械壓力開關和實際變送器顯示構成“與”邏輯，一同作用至保護出口，減少“火檢風機壓力LL”誤動作的可能性；（4）“任一關斷閥關故障、放空閥開故障”，變更邏輯為“任一1#關斷閥關故障”，即燃氣燃燒器的2#關斷閥發生關故障信號及燃燒器放空閥發生開故障信號不聯鎖停爐，而是聯跳燃燒器，關1#關斷閥，而任一1#關斷閥發生關故障時則觸發MFT；（5）鍋爐點停燃燒器時，將“任一1#切斷閥關故障”做進燃燒器啟停邏輯條件，即在啟停該燃燒器時，將“任一1#切斷閥關故障”進行屏蔽，燃燒器投運或停運后再投入，減少燃燒器啟停過程中出現1#關斷閥關故障導致鍋爐跳閘的風險。

5　結語

英國漢姆沃斯BMS系統在應用過程中，出現了一定障礙，經過應用過程中的摸索、總結和試驗，尤其在邏輯優化上做了較大工作，在設備個體與系統安全性綜合考慮的前提下，取得了較好的實踐效果，為鍋爐安全、穩定運行做出了較大貢獻。

［1］中國石油四川石化煉化廠420噸/時高壓蒸汽鍋爐DFL燃燒器運行原理［Z］.翻譯，2009.

［2］中國石油四川石化鍋爐操作規程，2015.

［3］中國石油四川石化2009儀表操作規程，2014.