隨著科學技術的發展，電站機組的容量在不斷增加，所要求的自動化水平也越來越高，所以爐膛安全監控系統( FSSS)的重要性也就越來越突出。正因如此，通過長期的應用實踐以及相應的設計、制造、安裝和使用等方面的標準和規范的建立與完善，人們對FSSS的作用和地位已經形成了共識。
目前，國內電站鍋爐的燃燒器大多采用四角切向布置，其燃料也以煙煤、貧煤或無煙煤為主，磨煤機大多采用中速磨或鋼球磨，每臺磨煤機對應于鍋爐的一層燃燒器，其燃料的投入與切除均以層為單位，因此，相應的FSSS系統邏輯也均以層為單位進行設計。然而，哈鍋生產的300 MW褐煤鍋爐卻與以往同級別的四角燃煤鍋爐有所不同，由于該爐燃用的煤種為褐煤，為適應此煤種而選用了高速風扇式磨煤機，因此，整個制粉系統及鍋爐燃燒系統也較以往的四角燃煤鍋爐有很大的變化，燃燒器由四角改為六角布置，與之相應的，每臺磨煤機對應于鍋爐的一角燃燒器，則其FSSS系統邏輯也應由以層為單位改為以角為單位進行設計，其運行方式也與以往的四角燃煤鍋爐有很大的不同，軟件設計是FSSS系統的核心，為此，有必要進行說明，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
1、工程簡介
本文以雙遼電廠1#機組為例，該鍋爐型號為HG - 1021/18.2 - HM5，容量為300 MW，屬亞臨界參數，自然循環中間再熱汽包鍋爐，呈Ⅱ型布置，全鋼構架，室內緊身封閉，回轉式空氣預熱器，采用平衡通風方式，主燃料為褐煤，點火、暖爐輔助燃料為渣油。
鍋爐采用固定式直流燃燒器，六角布置，切圓燃燒方式，每角燃燒器布置三層一次風噴口、二層點火及暖爐油噴口，以及相關的若干輔助風噴口。在點火暖爐油噴口內及與一次風相應的輔助風噴口內還分別設置了用于檢測油或煤火焰的火焰檢測器探頭。鍋爐啟動采用三級點火方式，所有油槍均采用蒸汽霧化，全爐12支油槍的總出力按30% MCR考慮。
鍋爐制粉系統采用負壓直吹式熱煙和熱風干燥系統，配有6臺風扇磨煤機及6臺給煤機。其中，磨煤機布置在Om標高，每臺磨煤機對應鍋爐的一角燃燒器。在燃用設計煤種時投運5臺磨煤機，即可保證鍋爐的最大連續負荷，余下的1臺磨煤機備用。
2、褐煤鍋爐與常規四角鍋爐在FSSS方面的區別
為了方便說明，以下將高速風扇磨六角噴燃褐煤鍋爐簡稱為六角爐，而將中速磨四角燃煤鍋爐簡稱為四角爐。
首先從煤種入手進行分析，以雙遼電廠1#爐為例，選用的為霍林河褐煤，屬于高揮發份煤種，其工業分析數據為：揮發份48.39%，水份28.65%、灰份27.49%、固定碳51.65%，因此，選用風扇磨是最為合適的。
在四角鍋爐直吹式制粉系統中，由一次風送粉，中速磨出口壓頭的建立是靠一次風機來完成的，1臺磨煤機的4個出口管道分別對應于同一層燃燒器的4個煤粉噴口，切投每臺磨機時，不存在火焰中心偏斜問題。而在六角褐煤鍋爐制粉系統中，沒有配置專門的一次風機，風扇磨壓頭的建立是靠磨自身的沖擊板高速旋轉來產生的，其壓頭較低，為此，必須盡量減少其出口輸粉管道的沿程阻力，而最直接、最有效的一個辦法就是縮短風扇磨出口至燃燒器的煤粉管道長度。為此采用1臺磨煤機對應鍋爐1個角的煤粉燃燒器，并且磨煤機就布置在燃燒器的下方，這與中速磨制粉系統那種環繞鍋爐布置煤粉管道的方案相比，其管路的長度大大縮短。但隨之而來的問題是，由于一臺磨煤機對應的是鍋爐一個角的煤粉燃燒器，切投每臺煤機時，存在著爐膛內火焰不對稱的問題，因此就應有一個不同于以往的邏輯保護程序，而這也正是六角爐FSSS與四角爐FSSS區別之所在。與四角爐層邏輯控制相對應的，六角爐為角邏輯控制，其爐膛火焰監視信號的判斷，火焰中心的控制均具有其獨特性，進而其角滅火邏輯、全爐膛滅火邏輯及減負荷工況也具有新的內涵。
3、褐煤鍋爐FSSS的幾個突出特點
3.1角邏輯的確定
為了適應六角褐煤鍋爐制粉系統的特點，需建立角邏輯的概念，而角邏輯的內容則完全是根據理論推理得出的。由于該鍋爐任意一角中的3層煤粉管道的長度、所至標高各不相同，因此其管道阻力也各有差異，其中，最上層的管道阻力最大，最下層的管道阻力最小。為平衡這3根煤粉管道之間的阻力，保證通往各層一次風噴口煤粉量的均勻一致，在每根煤粉管道的入口處都裝有舌型擋板，適當調整各擋板的開度，即可保證各煤粉噴口粉量的均勻分配。在外界著火能量相等的情況下，這3個煤粉噴口的著火、熄火過程應該是基本相同的。
根據上述道理，得出如下角邏輯：
若該角給煤機已有運行證實，且該角的2支或2支以上煤粉噴口的相應火焰檢測器指示有火，則該角煤燃燒器有火。
同樣的，若該角的2支或2支以上煤粉噴口的相應火焰檢測器指示無火，則該角煤燃燒器無火。
3.2全爐膛滅火邏輯
有了上述角邏輯的概念，我們就很容易得出下述全爐膛滅火的邏輯：
一旦鍋爐已投入運行，在油系統未投入運行的情況下，若各角的煤火焰檢測器均指示2/3或2/3以上無火，則發出全爐膛滅火信號。
3.3鍋爐偏燒工況
上面已經闡述過．六角爐區別于四角爐的重要特征就是其磨煤機切投均以角為單位進行，這就存在著火焰中心偏斜的問題。在油燃燒器停運的工況下，若此時投運的磨煤機位號及數量不合適，將導致火焰中心嚴重偏斜，并且爐內的燃燒能量將不能滿足煤粉燃燒器的最低著火能量需求，此時的燃燒工況非常不穩定，熄火的可能性很大，應按停爐處理——即主燃料跳閘( MFT)。
3.4減負荷工況
在鍋爐負荷大于60%MCR且投入運行的磨煤機數量大于半數以上的情況下，若機組的部分主要輔機發生故障，則鍋爐需要進入減負荷工況（簡稱RB）。當RB信號發出后，無論當時運行的磨煤機臺數是多少，均應在一定的時間間隔內按順序停磨，最終將運行的磨煤機數量降至半數，且其排列方式應保證鍋爐對稱的燃燒形式，以使爐膛中的熱量盡可能地均勻分布。
3.5磨煤機點火許可
對于四角鍋爐，在向任一煤粉燃燒器送粉前，該燃燒器必須具備足以點燃煤粉的點火支持能量，并應維持一段時間，直到鍋爐己帶到足夠的負荷而不再需要相應的點火能量支持為止。而對于六角鍋爐，每臺磨煤機投運前不但要滿足這種著火能量的要求，而且還要滿足火焰對稱性的要求，原因如上所述，否則，將禁止該磨煤機投入運行。
4、結束語
以前生產過的200 MW六角褐煤鍋爐，沒有配套相應的FSSS系統，國內也少有經驗可供借鑒，引進機組中類似的僅在元寶山電廠有一臺70年代引進的300 MW塔式鍋爐，而且其控制要求也己不能滿足當前的需要。因此，對于首套300MW六角褐煤鍋爐的FSSS系統的軟件設計，就顯得格外重要，這對以后相關工程也有著很好的借鑒意義。經過一段時間的調試和運行，證明這種設計簡捷合理，運行可靠，是可以接受的。
