622 MW雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)控制策略分析

許 淼

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006）

622 MW雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)控制策略分析

許 淼

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006）

介紹了越南永新電廠二期工程2×622 MW機(jī)組雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)熱一次風(fēng)、出口溫度、容量風(fēng)、旁路風(fēng)及粉位等調(diào)節(jié)回路，對(duì)原有的控制策略進(jìn)行修改，并給出相應(yīng)的控制方框圖，為同類型622 MW雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)的自動(dòng)控制提供了參考，為機(jī)組長(zhǎng)期、安全和穩(wěn)定運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

雙進(jìn)雙出；粉位；容量風(fēng)；旁路風(fēng)；控制策略

越南永新電廠二期工程2×622 MW機(jī)組鍋爐是上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)，為一次中間再熱自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼構(gòu)架、∏型汽包鍋爐。制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出鋼球磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配備6臺(tái)由北方重工電站設(shè)備分公司制造的MGS4772型雙進(jìn)雙出球磨機(jī)，在BMCR與TCC工況時(shí)，投用全部磨煤機(jī)，無備用磨。DCS為北京ABB貝利工程有限公司生產(chǎn)的ABB Symphony Plus分散控制系統(tǒng)。

1 制粉系統(tǒng)工藝流程

原煤粒度為0～30 mm，通過給煤機(jī)送至料斗落下，經(jīng)過混料箱被旁路風(fēng)進(jìn)行預(yù)干燥后，經(jīng)過落煤管到達(dá)螺旋輸送裝置。輸送裝置隨磨煤機(jī)筒體做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使原煤通過中空軸進(jìn)入磨煤機(jī)筒體內(nèi)。按工藝流程要求，在磨煤機(jī)筒體內(nèi)裝有一定量的鋼球，在磨煤機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)過程中，由于鋼球?qū)υ旱臎_砸和相互摩擦，煤塊逐漸被磨制成煤粉。一次熱風(fēng)通過中空軸內(nèi)的中空管進(jìn)入磨煤機(jī)，原煤和煤粉進(jìn)一步干燥，干燥的煤粉被一次風(fēng)從原煤入口的相反方向帶出磨煤機(jī)筒體，風(fēng)粉混合物在磨煤機(jī)出口再一次與旁路風(fēng)混合，并一起通過煤粉管路進(jìn)入磨煤機(jī)分離器。分離器裝有位置可調(diào)的葉片，可通過調(diào)整葉片位置實(shí)現(xiàn)煤粉細(xì)度的調(diào)節(jié)和控制。合格的煤粉從分離器上方出口直接送往鍋爐燃燒器，不合格的煤粉則依靠慣性和重力作用，通過回煤管返回磨煤機(jī)再次進(jìn)行研磨。分離器上方出口配有氣動(dòng)煤粉截止閥。制粉系統(tǒng)工藝流程見圖1。

2 制粉系統(tǒng)調(diào)節(jié)回路及控制策略

2.1 熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)

圖1 制粉系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖

按原設(shè)計(jì)，熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)回路的被調(diào)量為磨一次風(fēng)總流量，設(shè)定值是通過容量風(fēng)總流量與磨一次風(fēng)總流量的比例關(guān)系計(jì)算出來的值。在試運(yùn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于直管段不符合流量計(jì)的設(shè)計(jì)要求，造成容量風(fēng)流量和磨一次風(fēng)流量測(cè)量不準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)效果也不理想。現(xiàn)將熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)回路的被調(diào)量改為磨一次風(fēng)壓，設(shè)定值由運(yùn)行人員進(jìn)行設(shè)置，被調(diào)量與設(shè)定值之間的偏差值送入PID控制器，并改變熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開度。通過各工況下的試驗(yàn)分析，磨一次風(fēng)壓保持在6.8～7.2 kPa時(shí)，能夠滿足磨煤機(jī)在各負(fù)荷下的安全、穩(wěn)定運(yùn)行［1］。

2.2 出口溫度調(diào)節(jié)

磨煤機(jī)出口溫度調(diào)節(jié)是一個(gè)串級(jí)回路控制系統(tǒng)，經(jīng)過調(diào)節(jié)冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開度來控制溫度。主回路中以磨煤機(jī)出口溫度的最大值作為被調(diào)量，與運(yùn)行人員輸入的設(shè)定值相比較，其偏差值送入主控制器，經(jīng)過比例積分處理得到控制器的輸出信號(hào)，并作為副回路的設(shè)定值，磨煤機(jī)入口溫度的最大值作為副回路的被調(diào)量，設(shè)定值與被調(diào)量的偏差值送入副控制器，并改變冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開度［2］。控制方框圖見圖2。

圖2 磨煤機(jī)出口溫度控制方框圖

2.3 容量風(fēng)調(diào)節(jié)

煤粉由容量風(fēng)帶出磨煤機(jī)，在磨煤機(jī)粉位一定的情況下，通過調(diào)節(jié)容量風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開度可控制磨煤機(jī)的出力。原設(shè)計(jì)為燃料主控的指令經(jīng)線性函數(shù)f（χ）并加偏置后形成容量風(fēng)總流量調(diào)節(jié)回路的設(shè)定值，容量風(fēng)總流量的實(shí)際值作為被調(diào)量，設(shè)定值與被調(diào)量的偏差值送入PID控制器形成閉環(huán)回路，由于容量風(fēng)總流量測(cè)量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，后修改控制策略，容量風(fēng)總流量調(diào)節(jié)回路不再形成閉環(huán)回路，燃料主控指令經(jīng)容量風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的偏置后直接作為容量風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的輸出指令［3］。控制方框圖見圖3。

圖3 容量風(fēng)調(diào)節(jié)控制方框圖

2.4 旁路風(fēng)調(diào)節(jié)

磨一次風(fēng)總流量為容量風(fēng)總流量與旁路風(fēng)總流量之和，所以旁路風(fēng)調(diào)節(jié)回路的原設(shè)計(jì)是一個(gè)閉環(huán)回路，因流量測(cè)量不準(zhǔn)確，旁路風(fēng)調(diào)節(jié)也需修改控制策略，現(xiàn)旁路風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開度隨容量風(fēng)調(diào)節(jié)擋板的開度變化，通過磨煤機(jī)各工況下的試驗(yàn)分析，當(dāng)旁路風(fēng)調(diào)節(jié)擋板指令與容量風(fēng)調(diào)節(jié)擋板指令之和為100%時(shí)，磨煤機(jī)運(yùn)行的各主要參數(shù)都能符合設(shè)計(jì)要求，在工況變化時(shí)，運(yùn)行人員也可以改變旁路風(fēng)流量的大小［4］。控制方框圖見圖4。

圖4 旁路風(fēng)調(diào)節(jié)控制方框圖

2.5 粉位調(diào)節(jié)

磨煤機(jī)出力隨容量風(fēng)流量而改變，前提條件是磨煤機(jī)的粉位必須保持恒定，即風(fēng)粉比恒定，因此粉位的控制在雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)自動(dòng)控制中非常重要［5］。

粉位的測(cè)量裝置有2種，一種是電耳測(cè)量裝置，另一種是微差壓檢測(cè)裝置。目前，微差壓檢測(cè)裝置對(duì)磨煤機(jī)粉位的測(cè)量比較成熟，所以本機(jī)組的磨煤機(jī)粉位調(diào)節(jié)用微差壓檢測(cè)裝置測(cè)量出的差壓信號(hào)作為被調(diào)量。

本機(jī)組采用北京清大昊盛科技有限公司生產(chǎn)的HSPAM-B微差壓測(cè)量裝置。裝置應(yīng)用流體力學(xué)中“旋轉(zhuǎn)容器里氣體壓力隨實(shí)體物質(zhì)增減而變化”的原理，對(duì)磨煤機(jī)內(nèi)部粉位兩側(cè)上下設(shè)置的4個(gè)探頭采集即時(shí)的空氣壓差數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中模擬量化出磨煤機(jī)制粉厚度，從制粉厚度模擬量化出磨煤機(jī)磨出的即時(shí)煤粉量。為獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果并防止堵塞，采用2個(gè)空氣回路，一個(gè)為測(cè)量空氣回路，它可使測(cè)量管中的氣體連續(xù)不斷地低速流出，以獲得精確的測(cè)量數(shù)據(jù)；另一個(gè)為吹掃空氣回路，定時(shí)對(duì)測(cè)量管路進(jìn)行吹掃，保證測(cè)量過程順暢。在吹掃過程中，差壓信號(hào)無效，要保持吹掃前的測(cè)量值，當(dāng)吹掃結(jié)束后，可恢復(fù)使用測(cè)量的信號(hào)。

粉位調(diào)節(jié)是通過改變給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行控制，當(dāng)磨煤機(jī)出力變化時(shí)，粉位必然會(huì)受到影響，因此在粉位調(diào)節(jié)回路里增加了機(jī)組負(fù)荷與容量風(fēng)調(diào)節(jié)擋板指令的前饋信號(hào)，盡量使磨煤機(jī)粉位波動(dòng)較小［6］。控制方框圖見圖5。

圖5 磨煤機(jī)粉位調(diào)節(jié)控制方框圖

表1 額定負(fù)荷時(shí)磨煤機(jī)主要參數(shù)

3 磨煤機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)

機(jī)組為額定負(fù)荷622 MW時(shí)磨煤機(jī)主要參數(shù)見表1。

4 結(jié)束語

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，給出622 MW雙進(jìn)雙出磨制粉系統(tǒng)調(diào)節(jié)回路相應(yīng)的控制策略，在磨煤機(jī)粉位建立后，所有調(diào)節(jié)回路均可以投入自動(dòng)狀態(tài)，磨煤機(jī)各項(xiàng)參數(shù)也均能滿足設(shè)計(jì)要求，確保了機(jī)組長(zhǎng)期、安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］ 解 武，范朝峰.雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)及自動(dòng)控制［J］.電力建設(shè)，2006，27（2）：58-61.

［2］ 白 巖，郭風(fēng)波，汪 偉，等.某電廠鍋爐直吹式制粉系統(tǒng)問題治理［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（3）：38-44.

［3］ 郝 欣，李樹強(qiáng)，王洪凱.雙進(jìn)雙出鋼球磨控制策略研究［J］.東北電力技術(shù)，2006，27（7）：11-14.

［4］ 張 林.雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)在合肥第二發(fā)電廠中的應(yīng)用［J］.東北電力技術(shù)，2004，25（6）：26-29.

［5］ 劉珍明.雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)控制方式探討［J］.青海電力，2005，24（3）：15-18.

［6］ 喬桂增，劉述顯，張洪波.600 MW機(jī)組雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)啟停控制優(yōu)化［J］.中國(guó)電力，2007，40（7）：29-32.

Control Strategy Analysis on 622 MW Double?inlet and Double?outlet Mill Pulverizing System

XU Miao
（Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

This paper introduces the regulation loops of VINH TAN Thermal Power Plant of Vietnam PhaseⅡ2×622 MW Unit Doub?le?inlet and double?outlet mill pulverizing system，including coal mill hot primary air，coal mill outlet temperature，coal mill capacity air，coal mill sideway air and coal mill dust level.The original control strategy is modified，the corresponding control block diagram is given，providing reference for 622 MW Double?inlet and double?outlet same type mill pulverizing system automatic control，laying a good foundation for a long?term，safe and stable operation.

Double?inlet and double?outlet；Coal dust level；Capacity air；Sideway air；Control strategy

TM621；TK223.2

A

1004-7913（2015）03-0042-03

許 淼（1979—），男，學(xué)士，工程師，主要從事火電廠熱控調(diào)試工作。

2014-12-09）