摘要：
MFT(Main Fuel Trip)——主燃料跳闸在电厂热工保护系统中占有重要地位，是锅炉安全保护的核心。当危及锅炉安全运行的工况出现时，为避免事故进一步扩大，MFT应快速动作切除所有进入炉膛的燃料，以保证安全停炉。本文对江苏大唐国际吕四港电厂MFT的触发条件、MFT继电器回路的设计以及MFT触发后的联锁作一介绍，并对其安全可靠性进行分析，旨在为今后电厂MFT件设计提供有益的借鉴。
一、工程概况
江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司于2003年9月在南通启东市成立。吕四港电厂地处“长三角”的负荷中心，位于千年古镇——吕四港镇的东部。一期工程建设的4×660MW国产超超临界燃煤机组。
一期工程主要设备的选用：锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的超超临界变压运行燃煤直流炉，燃烧方式为强化单切圆;汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的超超临界、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮机;DCS采用艾默生过程控制有限公司的OVATION系统。
二、设计原则
MFT(Main Fuel Trip)——主燃料跳闸在电厂热工保护系统中占有重要地位，是锅炉安全保护的核心，它的作用是连续监视预先设定的各种安全运行条件是否满足，一旦可能危及锅炉安全运行的工况触发，就快速切断进入炉膛的燃料，避免事故发生。
2.1 MFT触发条件
每个电厂锅炉的 MFT 触发条件并不完全相同，主要根据锅炉厂的要求以及同类型机组的运行经验进行设计。
本工程的锅炉保护主要有：失去全部燃料、失去全部火焰、炉膛压力不正常、送引风机全停、一次风机全停、总风量低于25%等等。详细的MFT触发条件参见图l(MFT信号原理图)。
为防止MFT误动或拒动，参与锅炉保护的热工一次信号均采取三冗余设置。DCS对冗余设置的模拟输入信号分别进行闭值判断，然后通过三取二逻辑生成MFT触发信号。
2.2 MFT 回路
当MFT被触发后，应快速、可靠地切除所有进入炉膛的燃料，以保证锅炉的安全。
为防止保护拒动，确保停炉，吕四港电厂将重要辅机设备采用软、硬两套保护。DCS一方面通过DO卡件输出计算机软件发出的指令;另一方面，输出3个冗余的指令至继电器回路，通过硬回路判断后，最终各继电器输出的接点与软指令输出的DO接点分别进行串联或并联，从而控制辅机使锅炉跳闸。
下面对MFT继电器回路的设计作详细介绍。
为减少MFT误动的概率，跳闸继电器采用得电动作的原则，而为了降低电源丧失引起保护拒动，整个回路的电源独立于DCS电源，由两路冗余的110VDC供电，当一路电源故障时，另一路电源立即投入供电。任何一路电源故障都在DCS操作员站上进行报警。
回路共设置了19个带机械闭锁的MFT继电器，选用美国A-B继电器，型号为A/B 700DC一PL500Z1。每个继电器共有2个线圈，分别设置为跳闸线圈和复位线圈。当收到DCS输出的3个冗余MFT指令中的其中2个(3取2)、或收到来自手动MFT按钮的跳闸指令后，回路中的18个MFT继电器的跳闸线圈同时带电，导致其接点动作。延时一段时间后，自动使跳闸线圈失电，而其接点位置仍然保持在跳闸线圈带电时的位置，直到其复位线圈被接通。当收到DCS输出的MFT复位指令后，MFT 继电器的复位线圈接通，接点回到发生MFT前的位置，其控制的辅机设备可重新投入运行。
延时断电逻辑由第19个MFT继电器的接点实现，MFT19的常闭接点两两并联后串入18个MFT继电器的跳闸线圈回路，接点两两并联是为了减少电流，防止接点抖动，而延时后使线圈失电，可延长继电器线圈的使用寿命。MFT继电器回路原理图如图2所示。
2.3 软、硬双重保护的辅机
为确保当发生MFT工况时安全停炉，吕四港工程对重要辅机采用了软硬双重保护。下列设备被MFT软、硬双重联锁动作：
(1) 一次风机跳闸
(2) 磨煤机跳闸
(3) 磨煤机出口阀关闭
(4) 给煤机跳闸
(5) 燃油速关阀关闭
(6) 燃油回油阀关闭
(7) 油燃烧器点火设备退出
(8) 等离子点火设备退出
(9) 电除尘器停运
(10)吹灰器退出
(11)给水泵跳闸
(12)过热器减温水阀门关闭
(13)再热器减温水阀门关闭
为尽量减少MFT继电器故障引起拒动的不利后果，对接点作了如下配置：
对于工艺冗余的设备，其MFT接点由不同的继电器输出。例如，6台磨煤机的跳闸接点分别来自6个继电器，2台一次风机的跳闸接点分别来自2个继电器。
对于同一层的燃烧器，其MFT接点由相同的继电器输出。例如，AB层4个角的油燃烧器点火设备同时由1个继电器的接点控制，1台磨煤机的4个出口阀同时由1个继电器的接点控制。
三、可靠性分析
MFT动作回路的设计通常情况下有带电跳和失电跳两种方案。带电跳，即MFT指令使MFT继电器线圈带电，从而使一系列辅机跳闸。失电跳，即MFT指令使继电器线圈失电，而在机组正常运行时，继电器线圈处于常带电状态。
采用带电跳的方案虽减少了误动的可能性，但增加了拒动的可能性，如DCS失电后，无法输出MFT指令，或继电器回路失电后 MFVT 继电器也不能正常动作。采用失电跳的方案，虽然减少了拒动的可能性，但却增加了误动的可能性，跳闸回路中任何一点接触不良都可引起误跳。
经过综合考虑，吕四港电厂采用带电跳的方案，并采取一系列措施防止拒动。
首先，保证电源可靠提供。DCS采用一路UPS电源、一路为保安段电源，MFT继电器机柜采用独立于DCS的两路互为备用的直流电源。任何一路电源故障将切换到备用电源，并在主控制室报警，提醒工作人员排除电源故障。
其次，如果DCS失电或MFT继电器机柜失电，由于重要辅机的跳闸指令有软、硬两套保护，而操作台上的手动MFT指令同时输出至DCS和MFT继电器机柜。那么，如果DCS失电，手动触发的MFVT指令直接可以进入继电器回路实现跳闸;如果MFT继电器机柜失电，手动MFT指令可以通过DCS软逻辑实现跳闸。
综上所述，为防止MFT拒动，首先保证电源的可靠性，其次若DCS或MFT继电器柜失电时，仍可以通过手动操作实现锅炉跳闸。
四、 结束语
机组的运行可靠性安全性一直受到人们的重视，每个电厂都需谨慎设计跳闸回路。本文作为对吕四港电厂MFT回路设计的总结，希望为今后电厂MFT设计提供有益的借鉴，提高保护的可靠性，防止保护误动和拒动，防止恶性和重大事故发生。
吕四港电厂4×660MW机组已于2010年4月～6月分别并网发电，完成“一季四投”的建设目标，投产一年多以来，机组运行正常，达到“即投产即稳定”的奋斗目标，四台机组至今未发生MFT拒动的情况。作者今后仍然会跟踪工程的运行状况，及时了解和分析发生的故障，希望能够不断改进、完善热工保护的设计工作。
