引言
????? 目前，火力發(fā)電在我國(guó)電力工業(yè)中占絕對(duì)主導(dǎo)地位，隨著大容量、高參數(shù)機(jī)組的投入運(yùn)行和新技術(shù)應(yīng)用于火電機(jī)組中，電站系統(tǒng)日趨復(fù)雜。為確保機(jī)組運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性，對(duì)運(yùn)行人員的熟練操作和事故處理能力，以及管理人員的監(jiān)控管理水平都有了更高的要求。因此，針對(duì)具體機(jī)組開(kāi)發(fā)1：1全范圍仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，以培訓(xùn)新的運(yùn)行人員和輪訓(xùn)在職人員顯得越來(lái)越重要。電廠(chǎng)仿真系統(tǒng)原本是作為實(shí)驗(yàn)的輔助工具而應(yīng)用的，而后又用于訓(xùn)練目的，現(xiàn)在仿真系統(tǒng)的應(yīng)用包括：系統(tǒng)概念研究、系統(tǒng)的可行性研究、系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估、系統(tǒng)操作人員的培訓(xùn)、系統(tǒng)預(yù)測(cè)、系統(tǒng)的使用與維護(hù)等各個(gè)方面。它的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到軍用以及與國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的各個(gè)重要領(lǐng)域。

????? 電站控制仿真系統(tǒng)[1][2]是一個(gè)復(fù)雜的高新技術(shù)，它是在以建模理論[3]、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息處理、自動(dòng)控制及系統(tǒng)工程等理論的基礎(chǔ)上，建立操作站、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)支撐系統(tǒng)、模型軟件等軟硬件系統(tǒng)。

1．FSSS系統(tǒng)簡(jiǎn)介
????? FSSS系統(tǒng)，即爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（Furnace Safeguard Supervisory System），也可稱(chēng)作燃燒器管理系統(tǒng)(Burner Management System )，簡(jiǎn)稱(chēng)BMS。爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)[4] [5]是現(xiàn)代大型火電機(jī)組鍋爐必須具備的一種監(jiān)控系統(tǒng)，它能在鍋爐正常工作和起停等各種運(yùn)行方式下，連續(xù)密切監(jiān)視燃燒系統(tǒng)的大量參數(shù)與狀態(tài)，不斷的進(jìn)行邏輯判斷和運(yùn)算，必要時(shí)發(fā)出動(dòng)作指令，通過(guò)種種連鎖裝置，使燃燒設(shè)備中的有關(guān)部件嚴(yán)格按照既定的合理程序，完成必要的操作或處理未遂性事故，以保證鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全。實(shí)際上它是把燃燒系統(tǒng)的安全運(yùn)行規(guī)程用一個(gè)邏輯控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用BMS系統(tǒng)不僅能自動(dòng)完成各種操作和保護(hù)動(dòng)作，還能避免運(yùn)行人員在手動(dòng)操作時(shí)的誤動(dòng)作，并能及時(shí)執(zhí)行手操來(lái)不及的快動(dòng)作，如緊急切斷和跳閘等。
????? 我們以國(guó)內(nèi)某大型火電廠(chǎng)為例，對(duì)于該發(fā)電廠(chǎng)的600MW機(jī)組FSSS仿真系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其操作顯示是采用WONDER WAREINTOUCH VERSION 7.0建立的，控制對(duì)象是建立在A(yíng)PROS5.0平臺(tái)上的，其中最重要的控制邏輯是以仿真支撐系統(tǒng)TCS為工具開(kāi)發(fā)的。

2．FSSS系統(tǒng)功能
?????? FSSS系統(tǒng)一般分為兩個(gè)部分，即燃燒器控制系統(tǒng)BCS（Burner ControlSystem）和燃料安全系統(tǒng)FSS(Fuel Safety System)。燃燒器控制系統(tǒng)的功能是對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，保證點(diǎn)火器，油槍和磨煤機(jī)組系統(tǒng)的安全啟動(dòng)、停止和運(yùn)行。燃料安全系統(tǒng)的功能是在鍋爐點(diǎn)火前和跳閘停爐后對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃，防止可燃物在爐膛堆積。在檢測(cè)到危及設(shè)備、人身安全的運(yùn)行工況時(shí)，啟動(dòng)主燃料跳閘（MFT），迅速切斷燃料，緊急停爐。
????? 該發(fā)電廠(chǎng)600MW火電機(jī)組鍋爐為美國(guó)B&W公司的亞臨界，一次再熱，自然循環(huán)汽包爐，配有6臺(tái)MPS-89G型磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)配一臺(tái)給煤機(jī)；共36個(gè)煤粉燃燒器，前后墻對(duì)沖布置三層，每層六個(gè)；每個(gè)燃燒器配置一個(gè)CFS點(diǎn)火油槍?zhuān)辉诘讓优c煤燃燒器同時(shí)布置12個(gè)油燃燒器，油燃燒器和點(diǎn)火油槍全部投入可帶30％負(fù)荷；點(diǎn)火油槍采用高能點(diǎn)火器HEI引燃?；鹧鏅z測(cè)采用單燃燒器檢測(cè)，每個(gè)燃燒器配有兩個(gè)火焰監(jiān)測(cè)器。針對(duì)機(jī)組實(shí)際情況，其安全監(jiān)控仿真系統(tǒng)的邏輯功能主要包括以下幾個(gè)方面：爐膛吹掃，主燃料跳閘，燃燒器系統(tǒng)控制。其中邏輯程序是根據(jù)B&W邏輯圖為基礎(chǔ)，同時(shí)參照實(shí)際運(yùn)行中的現(xiàn)實(shí)情況，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的修改，從而實(shí)現(xiàn)的。
2．1爐膛吹掃
????? FSSS的邏輯控制中的一個(gè)核心問(wèn)題是通過(guò)周密的安全連鎖和許可條件，防止可燃性混和物在爐膛煤粉管道和燃燒器中積存，以防止?fàn)t膛爆炸產(chǎn)生。因此，爐膛吹掃是安全運(yùn)行的必要措施。FSSS的吹掃控制功能主要是在吹掃前對(duì)鍋爐的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行安全性檢查，在滿(mǎn)足全部吹掃許可條件后，開(kāi)始進(jìn)行吹掃。吹掃時(shí)，切斷所有進(jìn)入爐膛的燃料輸入，吹掃空氣流量大于30％且小于40％額定風(fēng)量，吹掃時(shí)間不少于5分鐘。
2．2主燃料跳閘
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????? 主燃料跳閘（MFT）是FSSS系統(tǒng)中最重要的安全功能，當(dāng)出現(xiàn)任何危及鍋爐安全運(yùn)行的危險(xiǎn)工況時(shí)，MFT動(dòng)作將快速切斷所有進(jìn)入爐膛的燃料，即切斷所有煤和油的輸入，實(shí)現(xiàn)緊急停爐，汽機(jī)跳閘，以保證設(shè)備安全，避免重大事故發(fā)生。同時(shí)，該邏輯中具有首次跳閘原因指示功能，它能對(duì)引起主燃料跳閘的最初原因記憶并在CRT上顯示出來(lái)，為故障原因分析及解決提供了條件。
????? 當(dāng)出現(xiàn)下列任一種情況時(shí)，會(huì)引發(fā)MFT：二臺(tái)送風(fēng)機(jī)全停；二臺(tái)引風(fēng)機(jī)全停；二次風(fēng)母管壓力高（大于2.8 kPa，三取二，延時(shí)2秒），RB延時(shí)5秒；二次風(fēng)母管壓力高高（大于3.5 kPa，三取二，延時(shí)5秒），且聯(lián)跳送風(fēng)機(jī)；鍋爐總風(fēng)量小于25%(547t/h)，延時(shí)2秒；汽包水位高高（大于＋203.2 mm，水位變送器三取二，延時(shí)20秒），RB延時(shí)60秒；汽包水位低低（小于－228.6 mm，水位變送器三取二，延時(shí)20秒) ，RB延時(shí)60秒；爐膛壓力高（大于＋1.25 kPa ，三取二，延時(shí)2秒），RB延時(shí)5秒；爐膛壓力低（小于－1.75 kPa，三取二，延時(shí)2秒），RB延時(shí)5秒；爐膛壓力高高（大于＋2.5 kPa，三取二，延時(shí)5秒），且聯(lián)跳送風(fēng)機(jī)；燃料失去；再熱器遮斷(任一條件滿(mǎn)足時(shí))：1）主汽流量＞300t/h時(shí)汽機(jī)跳閘；2）主汽流量≤300t/h，發(fā)電機(jī)已并網(wǎng)達(dá)60秒且旁路未投，汽機(jī)跳閘，延時(shí)60秒；3）發(fā)電機(jī)未并網(wǎng)且旁路未投，投用油槍數(shù)超限（注：＃1機(jī)為油槍?zhuān)?4）；汽機(jī)跳閘，延時(shí)90秒；手動(dòng)MFT。MFT后，會(huì)引發(fā)一系列的設(shè)備跳閘和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。