1 第一章 燃烧器管理系统概述 燃烧器管理系统 (Burner Management System)，简称BMS，是现代大型火电机组必须具备的一种监控系统,其主要功能之一是实现炉膛安全监控，因此也有人将该系统称为炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System),简称FSSS。它能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续、密切地监视燃烧系统的大量参数和状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出动作指令，使燃烧系统中的有关设备按照既定的、合理的程序完成必要的动作，以保证锅炉燃烧系统的安全。实际上它是把燃烧系统的安全运行规程用一个逻辑控制系统来实现。采用BMS系统不仅能完成各种操作和保护动作，还能避免运行人员在手动操作时的误操作，并能及时执行手操来不及的快速动作，如紧急切断和跳闸等。 第一节 ＢＭＳ系统的主要功能 BMS系统的主要功能由四部分构成： 一、安全监控功能。对炉膛火焰、负压、水位、等参数及有关设备的状态进行连续的监控，在有危及锅炉安全的状态，例如锅炉熄火、汽包水位过高或过低、炉膛压力过高或过低、两台送风机全部跳闸或两台引风机全部跳闸等状态出现时，使主燃料跳闸(Main Fuel Trip),简称MFT,及燃油跳闸(Oil Fuel Trip),简称OFT，以及使相关设备跳闸，如磨煤机跳闸，MTR，快速切断进入炉膛的燃料，以防止爆炸性燃料和空气混合物在锅炉的任何部分的积聚，确保锅炉的安全；无论什么时候，当锅炉有关设备安全遭受危险时，运行人员都可直接启动MFT，而不需由BMS自动逻辑来启动跳闸。 二、炉膛吹扫。在锅炉点火前或停炉后，用合适的风量，扫清炉膛及烟道中可能积聚的可燃物质，以避免锅炉爆燃或爆炸事故的发生。一般采用30％的额定风量，吹扫5分钟。进行吹扫时，必须满足规定的吹扫许可条件，如油母管跳闸阀关闭、所有的一次风机停运、所有的油枪油阀关闭、所有的磨煤机停运、所有的给煤机停运、炉膛无火焰、吹扫通道上所有的挡板打开等。这实际上是对燃料供应设备、火焰检测器指示、风门档板的一次全面检查。当这些条件满足后可启动5分钟的吹扫，这些条件结合起来将能保证有足够的空气流量将可能积聚在炉膛和锅炉任何部分的燃料和空气混合物清除掉。 三、燃油及油枪管理。实现燃油泄漏试验、油枪的投入(点火)与切除等功能。在满足一定的许可条件后，油枪才可投入运行，典型的许可条件有，MFT已复位、燃油压力正常、燃油温度正常等。点火顺序可自动进行，点火顺序将包括对油枪油阀、雾化蒸汽阀、高能点火器等设备的控制。 四、主燃料(煤粉)的引入及磨组的管理。实现煤燃烧器的切投，对于直吹式制粉系统还将实现给煤机、磨煤机等设备的启停管理功能。煤粉的引入必须满足一定的许可条件，这些条件主要有：足够的点火能量，一次风压正常、密封空气压力正常、润滑油压正常等。 2 第二节 形成炉膛爆燃的原因和防止措施 一、形成炉膛爆燃的原因 为了更好地理解BMS的设计思想，有必要对形成炉膛爆燃的原因进行分析。 1．炉膛爆燃过程的理论分析 所谓炉膛爆燃指的是在锅炉的炉膛、烟道和通风管道中积存的可燃混合物突然同时被点燃，而使烟气侧的压力急剧升高的现象。炉膛爆燃可造成炉墙结构破坏，这种现象称为外爆。由于烟气侧压力过低，造成炉膛结构的破坏，这种现象称为内爆，如何防止出现内爆现象，已在<>讲义中作了阐述。 在正常工况下，进入炉膛的燃料立即被点燃，燃烧后生成的烟气也随时被排出，炉膛和烟道内没有可燃混合物的积存，不会发生爆燃。但是如果运行人员操作不当，设备或控制系统设计不合理，或者设备或控制系统出现故障，就有可能发生爆燃。从原理上讲，只有符合下列三种情况才有可能发生爆燃： (1) 炉膛或烟道内有燃料和助燃空气积存。 (2) 积存的燃料和助燃空气混合物是爆炸性的。 (3) 具有足够的点火能源。 这三个条件缺少任一个都不可能引起爆燃。所谓爆炸性混合物，也就是可点燃的混合物，在锅炉运行中，不可能没有可燃混合物，也不可能没有点火能源，因此防止爆燃主要是设法防止可燃混合物在炉膛或烟道中的积存。 图 1－1 天然气和氧的可燃混合物浓度范围 3 只有燃料和空气按照一定的比例混合时才能形成可燃性混合物，混合物中所含燃料浓度过大或过小都不能点燃。可燃的混合物中具体的燃料浓度范围随燃料种类的不同而变，而且与温度有关。温度高则可燃混合物中燃料浓度的变化范围扩大。图1－1给出了天然气和氧混合物的可燃性浓度范围，在20℃时可燃浓度范围比在700℃时要小得多。当炉膛温度较低时(如冷态锅炉刚刚点火时)，一定要有更适当的燃料浓度才能点燃，或者要更大的点火能源(即更高的温度)才能点燃。如果由于没有足够的点火能源或浓度比不当，送入炉膛的燃料未能着火，或者使正在燃烧的火焰中断，燃料和空气混合物就会在炉膛或烟道中积聚，这种情况延续的时间越长，燃料和空气混合物在炉膛或烟道中积聚得就越多，如这种混合物的浓度在可燃范围内，在遇到点火源时就有可能突然点燃，发生爆燃。 当可燃混合物点燃时，火焰的传播速度很快，积存的可燃混合物等于同时点燃，生成大量的高温烟气，一时来不及从炉膛出口排出，因而使炉膛压力骤增。为容易说明问题，假定瞬间的爆燃为定容绝热过程，并将烟气看成是理想气体。 设Vr和Qr表示积存的可燃混合物的容积和单位容积的发热量，爆燃后发出的热量为VrQr⋅。 设炉膛容积为V，爆燃后的炉膛介质总容积也为V，瞬间爆燃放出的热量均用于加热炉膛介质，在这一定容绝热过程中，炉膛介质的温升为 △T，则 △T＝VrQrVCv⋅⋅ (1-1) 式中，Cv为炉膛介质的平均比热。 根据理想气体方程，PV＝mRT PPTTTTTTT21211111==+=+()∆∆ (1-2) 式中， P1和T1为爆燃前炉膛介质的压力和绝对温度，P2和T2为爆燃后炉膛介质的压力和绝对温度。 由式(1-1)和(1-2)得： PPVrVQrCvT2111=+⋅() (1-3) 用此式算出的爆燃后的炉膛压力可能偏高，因为爆燃总要一定的时间，在这段时间内有热量传给受热面，也有一部分介质从炉膛出口排出。但我们仍可用此式来对爆燃后影响炉膛压力升高的几个因素进行分析。 (1) 可燃性混合物储存容积与炉膛容积的比值 Vr/V 。该比值是一个相对值，容积比越大，爆燃后压力升高越大。如果炉膛容积较大，而积存的可燃混合物较少时，即使爆燃也只不过是“噗”的一声，不可能对锅炉造成破坏。 4 炉膛内产生可燃混合物的积存是因为可燃物进入炉膛后未经点燃，延续时间越长，可燃物的积存量就越多。因此，在锅炉点火时，如送入的燃料未能点燃或虽已点燃但火焰又中断时，就应该立即切断燃料，切断越快，积存的燃料就越少，即Vr/V越小。 (2) 可燃混合物单位容积的发热值Qr。Qr越大，爆燃后的压力升高越大。Qr的大小与燃料空气比有关，在理论空气量时，Qr值最高，而且这时的火焰传播速度也最快，当空气量超过理论量时，热值降低，空气过多时混合物将成为不可燃混合物，因此，可以利用这一原理来防止炉膛爆燃。混合物中燃料浓度过高，则氧气不足，不可能产生爆燃，但是，当以后有空气扩散进去后，又将成为可燃混合物，如图 1-1 中的a点及虚线箭头就表示这一变化过程。在实际运行中，如因熄火原因而切断燃料后，炉膛和烟道中可能有未点燃的燃料积存，如暂时空气不足，这种积存物是不可燃的，但是当空气扩散进入后，如再遇到足够的点火能量就有可能发生爆燃。 (3) 炉膛绝对温度。式1－3说明炉膛原先绝对温度越低，爆燃后的破坏力就越大。这是因为容积和压力一定时，绝对温度越低，介质的质量越多。在生炉期间，炉膛温度较低，这时如产生爆燃，破坏力相对更为严重。而炉膛温度本来较高时，爆燃的破坏力相对较小。 当炉膛温度超过可燃混合物的着火温度时，混合物一进入炉膛即被点燃，就不可能产生可燃混合物的积存。矿物燃料的着火温度大多不会超过650℃，理论上，当炉膛温度超过此值就不会因烧不着而积存。但是由于燃烧器送入的混合物有一定流速，要求有更高的温度才能使燃料迅速点燃，一般认为炉膛温度超过750℃时就可防止燃料积存。 在推导1－3式时，曾假定爆燃为定容过程，实际烟气膨胀时总有些由炉膛出口排出。炉膛和烟道的阻力系数越小，排出的烟气越多，阻力与烟气流速的二次方成比例，瞬间烟速将使阻力增加很多，因此排烟降压的作用是有限的。炉墙装设防爆门，也只能对局部不大的爆燃起到一些降压作用，对能量较大的爆燃，防爆门的作用是不够的，在一些装有防爆门的锅炉上也发生过较大的爆破，这也就说明了防爆门对大能量的爆燃是无能为力的。最根本的办法还是想法防止爆燃的发生，而防止爆燃的关键就是防止可燃混合物的积存。 2．导致炉膛内可燃混合物积存的几种危险情况： (1) 燃料、空气或点火能量中断，造成炉膛内瞬时失去火焰，从而形成可燃物的积聚，而在火焰恢复时将形成爆燃(打炮)。 (2) 在多个燃烧器运行时，一个或几个燃烧器突然失去火焰，从而积存起可燃的混合物。 (3) 全炉膛熄火。造成可燃的混合物的积聚。 (4) 燃料漏进停用的炉膛。 上述危险情况对于燃用不同燃料的锅炉都是有可能的，但是，由于不同燃料具有不同的物理化学性能，所以在燃用不同燃料的锅炉上，在设计和运行时，都应该充分注意到由于不同燃料带来的特殊问题。 3．燃煤的特殊问题 (1) 每立方米空气含有0.05公斤煤粉时，就可称为爆炸性混合物。 (2) 煤需在几个独立的分系统中加工、传递。这些分系统必须同时运行，如某分系统故障就会增加潜在的爆炸危险。 5 (3) 原煤中可能含有杂质，如碎铁块、木头或石块等。这些杂质可能造成给煤机堵煤，使给煤中断，导致炉膛失去火焰。若原煤过分潮湿，也会导致煤供应系统堵塞。 (4) 操作不当也会导致危险。例如燃烧器退出运行时，若操作顺序不当，可能引起煤粉在煤粉管道中积沉，当再次启用该燃烧器时，可能引起打炮。 (5) 磨煤机所公用的热风和密封风供给系统中煤粉的积聚会导致磨煤机系统的爆炸。 (6) 锅炉运行时，须防止煤粉在煤粉管道中燃烧，这就要求输送煤粉的空气要有一定的流速，在停路过程中，要用一定的风速来吹扫管道；同时，必须防止烟气反流进停用的燃烧器和磨煤机。 (7) 一台磨煤机引出多条煤粉管道，由于管道长度、结构不同，每个管道风速可能不等，运行中要求的最低管道风速必须以同一磨煤机中风速最低的那一根管道为基础来确定，因此在锅炉试运行时，必须进行必要的试验。 (8) 要保持磨煤机出口风粉具有一定的温度，以有利于进入炉膛的煤粉着火；对于不同的煤种，磨煤机出口的温度要作适当调整。 (9) 采用低储式磨煤机的系统，应把出空和冷确磨煤机作为停运程序的一部分。在采用高储式磨煤机的系统中，磨煤机停运后，里面留下的煤量较多，如果不限制磨煤机内的温度，这些煤可能自燃起来，因此为了保证磨煤机的安全，在停磨时最好是对磨煤机进行冷却并出空，或向磨煤机充入惰性气体。 磨煤机带负荷跳闸，残留煤粉可能会发生爆炸，因此，要及时进行充惰。 (10) 对于正压运行的制粉系统，必须防止失去磨煤机到给煤机及到煤仓的密封，因为如果失去密封，一次风可能会进入煤仓。 (11) 大多数测量仪表和采样系统只能指示气态可燃物，不能检测出没有燃烧的煤粉粒子是否存在。 3．燃油的特殊问题 (1) 油的燃烧热值高，所以防泄漏问题更加重要，因为少量的泄漏也会造成潜在的较大的危险。 (2) 燃油的粘度必须保持在规定的范围内，以保证雾化质量。 (3) 燃油储存箱中的水和淤泥可能会造成燃料供应出现波动或者更严重情况会造成燃料供应中断。 (4) 在同一储存箱中储存不同粘度、不同比重的燃油时，如果不相应调整油温或流量，可能会出现(3)中的情况。 (5) 油枪采用机械雾化方法时，要十分注意喷嘴或挡板上的孔径尺寸，因为由于制造误差或使用磨损使尺寸不符合要求时，各个燃烧器中喷出的油量将会有明显差别。 (6) 由于燃油是不可压缩性液体，通常管道也是无弹性的，所以如油阀突然动作、或单个油强截止阀突然打开或关闭，燃油回油调节阀(再循环阀)突然大幅度动作等情况发生时，就有可能引起油量的突变，阀门或执行机构故障更可能加剧这种危险。 二、炉膛爆燃的防止 1．防止炉膛爆燃的原则性措施
BMS均衡简介
目的：克服电池不一致带来的严重影响。
在电池使用中，人们强烈地提出了对电池进行均衡的要求。为此，近十几年
来，许多电池管理系统(BMS)的研发者，采用了各种各样的方法来进行电池的
均衡。归纳起来有以下几种方法：(1)分流法，也叫旁路法。
原理：在电池充电时，当某一电池的充电电压超过设定值时，通过并联在该
电池的电阻分流该电池的一部分电流，从而达到降低该电池充电电压的目
的。原理图1：
图中，E1、Ei…En为单体电池的电动势，R1、Rbi…Rn为单体电池的内阻，U1、Ui…Un为单体电池的充电电压，R为单体电池并联的电阻。UC是总
充电电压，I是总充电电流，Ib是流过电池的电流，IR是流过并联电阻R的
电流。设∑E为各单体电池电动势之和，∑R为各单体电池并联电阻之和。
这种方案，结构复朵，体积大，分流时发热量大，通用性差。均衡电
电流不宜过大。！(2)切断法
充电时，当某一电池的充电电压超过设定值时，通过自动控制开关该电
池的电路。等效电路图如图2：图1分流法原理图
图2切断法等效图当电池i的充电电压超过设定值时，开关Ki1打开，Ki2合上。电池i断路，
电流IKi从Ki2流过IKi。此时，电池的总电压会下降一个电池的电压。
这种方法只能防止电池过压充电，没有均衡作用。其次，它所用的切断开关的负载能力，
随电池容量增加而加得很大，不宜采用。
（3）并联法
所谓并联法，就是把电池按先并后串的连接方式使用。这也是一些电池生产厂家和电池
的使用者，企图利用一些小容量电池组成大容量、高电压电池组所采用的方法。这种方法的
等效电路原理图如图3所示:
1)当整个串联电池组开路时
电动势不一致的电池并联时，电动势高的电池会向电动势低的电池充电，一直延续到各
电池的电动势相同，各电池电流接近零为止。所以，并联使用的电池，只要它们的电压有差
异，随时都可以在并联组内自动均衡。因为充放电时要损失能量，所以均衡后电池组的电动
势总要小于平均电动势，这会使串联的各电池组之间的一致性变坏。2)整个串联电池组闭合时
PIS乘客信息系统简介
一、 PIS系统基本概念
乘客信息系统（Passenger Information System，以下简称PIS）的基本概念是：地铁运营线路采用可靠的网络技术、多媒体传输技术、图像显示技术，在特定的地点、指定的时间范围内，将特定的信息传输给乘客，并将乘客信息传输给运营管理人员（交互平台）。
二、 信息资讯内容
乘客信息系统是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统，使乘客通过正确的服务引导信息，安全、便捷地乘坐轨道交通。其信息资讯内容包括：
正常情况下---提供乘车须知、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、广告、等实时动态的多媒体信息。
非正常情况下---在火灾、阻塞及恐怖袭击等情况下，提供动态紧急灾难信息、疏散提示及告知。
视频播放信息---向乘客提供实时转播的数字电视节目、视频广告等节目。
视频监视信息---通过车厢内监控摄像头，监控旅客乘车情况，将监控视频信息实时上传至运营中心及公安系统，能及时发现站台、车辆内的安全事故隐患并提前处理，确保列车行驶安全。
按媒体类型分包括：文本信息、动画信息、图像信息、视频信息、时钟信息等。
按控制方式分包括：事件触发的信息、预先录制的信息、实时信息等。
三、 PIS系统基本功能
广告节目制作功能
地铁运营信息服务功能
广播电视节目制作、转播功能
多媒体实时资讯插播发布功能
智能播出
信号及数据传输
信息查询
系统综合管理
视频监控
四、 PIS系统结构
1、系统结构图
2、系统组成
(1) PIS系统主要由五大部分组成：
中心控制系统---负责整个PIS的核心内容提供、节目播出、视频监控、运营信息查询及系统管理。
车站控制系统—负责转播中心系统的节目播出、视频监控、车站运营信息查询及车站系统管理。
BMS系统简介
BMS系统是建筑物管理系统（Building Management System）的简称，也被称为楼宇自控系统（Building Automation System，简称BAS）或楼宇管理系统（Building Control System，简称BCS）。它是一种集成化的自动化系统，用于监控、控制和优化建筑物的各种设备和系统。
BMS系统的主要功能包括能源监测和管理、照明控制、空调控制、机械设备控制、安防监控等。通过集成多个子系统，可以实现建筑物内部各个设备的互联和自动化控制，提高建筑物的舒适度、安全性和效率，降低能源消耗和维护成本。
首先，BMS系统可以对建筑物的能源消耗进行监测和管理。通过实时监测建筑物的用电、用水、用气等能源的消耗情况，并对能源使用效率进行评估和优化，可以帮助建筑物管理者及时发现能源浪费和异常现象，并采取相应的措施进行调整和管理，从而实现能源的节约和环保。
其次，BMS系统还可以实现对照明系统的智能控制。通过感应器、时钟和环境控制器等设备，系统可以实时感知建筑物内部的光照情况和人员流动情况，并根据需求自动调整照明系统的亮度和工作模式，以提供舒适、高效的照明环境，并减少能源的浪费。
另外，BMS系统还可以对建筑物的空调系统进行集中控制和管理。通过传感器和执行器等设备监测和调整建筑物内部温度、湿度和空气质量等参数，系统可以自动调控空调系统的运行模式和参数设置，以提供舒适的室内环境，并减少空调能耗。
此外，BMS系统还可以对建筑物的机械设备进行集中监控和控制。通过传感器和执行器等设备监测和调控建筑物内部的电梯、通风系统、水泵、水箱等设备的运行情况和能耗，系统可以实现对机械设备的故障检测、预警和自动化控制，从而提高机械设备的可靠性和使用效率。
最后，BMS系统还可以实现对建筑物的安防监控。通过视频监控设备和门禁系统等设备，系统可以实时监测和录制建筑物内部的安全情况，并实现对入侵、火灾等紧急情况的自动报警和处理，保障建筑物和人员的安全。
