直吹式中速磨煤機風(fēng)量調(diào)節(jié)特性及自動控制研究

摘? 要：大唐魯北發(fā)電有限責(zé)任公司磨煤機一直存在自動無法投入的問題，包括風(fēng)量自動和磨出口溫度自動。本文闡述通過磨煤機風(fēng)道及風(fēng)量調(diào)節(jié)特性優(yōu)化診斷，找到磨煤機自動無法投入的原因，通過設(shè)備檢修或技術(shù)改造，確保磨煤機一次風(fēng)自動可靠投入。

關(guān)鍵詞：磨煤機;風(fēng)門特性;自動

一、設(shè)備概述

大唐魯北發(fā)電有限責(zé)任公司#1機組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司根據(jù)美國ABB-CE燃燒工程公司設(shè)計制造的HG-1020/18.58-YM23型鍋爐，該鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單爐膛自然循環(huán)汽包鍋爐。制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺爐配有5臺HP863型中速磨煤機，其中4臺運行，1臺備用。

二、運行情況

磨煤機入口一次風(fēng)流量自動控制思路是以磨煤機入口一次風(fēng)流量作為被調(diào)量，以磨煤機入口熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門開度做為調(diào)節(jié)量來實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，然而磨煤機入口熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門開度與一次風(fēng)流量之間的線性對應(yīng)關(guān)系較差，從而導(dǎo)致1、2號爐磨煤機一次風(fēng)量自動無法正常可靠投入。

三、試驗論證

3.1? 風(fēng)量測量裝置冷態(tài)標(biāo)定

大唐魯北電廠#1、#2機組鍋爐各臺磨煤機所用測風(fēng)裝置為GDWZL-50AF系列插入式多點多喉徑風(fēng)量測量裝置。選擇#1爐進行磨煤機風(fēng)量測量裝置標(biāo)定試驗。

啟動引風(fēng)機、一次風(fēng)機，將各磨表盤顯示一次風(fēng)量調(diào)至30～60t/h，用皮托管進行風(fēng)量測量，同時記錄風(fēng)量測量裝置差壓，標(biāo)定結(jié)果見表3。

一次風(fēng)風(fēng)量測量裝置標(biāo)定結(jié)果表明，D磨、E磨一次風(fēng)風(fēng)量測量裝置流量系數(shù)與設(shè)計值很接近，運行情況正常;A磨、B磨、C磨一次風(fēng)風(fēng)量測量裝置流量系數(shù)比設(shè)計值明顯偏大。

為了分析A、B、C磨一次風(fēng)測風(fēng)裝置偏大的原因，鍋爐、熱控專業(yè)人員進入一次風(fēng)風(fēng)道內(nèi)進行檢查，發(fā)現(xiàn)雙文丘里測風(fēng)裝置中的小文丘里喉部有被灰粒堵塞的現(xiàn)象，大文丘里的喉部也有少量大的灰粒。

3.2 風(fēng)量測量裝置熱態(tài)標(biāo)定

風(fēng)量測量裝置的熱態(tài)標(biāo)定就是在磨煤機正常運行狀態(tài)下對一次風(fēng)風(fēng)量測量裝置進行標(biāo)定，在進行熱態(tài)標(biāo)定時，除了測量截面風(fēng)速分布，還要測量截面的溫度分布。由于一次風(fēng)溫高達270℃，很容易造成人員燙傷。因此只選擇1號爐C磨進行標(biāo)定。

風(fēng)速測量結(jié)果如圖4所示，結(jié)果顯示風(fēng)速分布基本均勻，風(fēng)速分布不均勻性系數(shù)為11.80%，因此在此位置安裝插入式多點多喉徑風(fēng)量測量裝置是可行的。

溫度測量結(jié)果如圖5所示，結(jié)果顯示溫度分布很均勻，溫度分布不均勻性系數(shù)為0.97%，平均溫度為265.5℃，可見到達測風(fēng)裝置前冷熱風(fēng)已經(jīng)充分混合，不存在風(fēng)溫混合不均的問題。

3.3? 磨煤機冷熱風(fēng)門特性試驗

運行過程在1A磨風(fēng)量與風(fēng)門特性關(guān)系最差，比較有代表性，本文以1號爐1A磨為例進行論證研究。

3.3.1 熱風(fēng)調(diào)門流量特性

在冷風(fēng)關(guān)斷門關(guān)閉，冷風(fēng)流量為0的情況下，進行了熱風(fēng)調(diào)門特性試驗，從試驗結(jié)果可以了解，A磨煤機熱風(fēng)調(diào)門整體線性較差。當(dāng)風(fēng)門開度小于50%時，線性變好，但當(dāng)熱風(fēng)調(diào)門全部關(guān)閉時，仍有27.69%的漏風(fēng)。當(dāng)風(fēng)門開度大于80%時，存在流量減小的現(xiàn)象。

3.3.2 冷風(fēng)調(diào)門流量特性

由于冷風(fēng)調(diào)門開度關(guān)到50%，表盤風(fēng)量沒有顯示，因此進行冷風(fēng)調(diào)門特性試驗時，熱風(fēng)調(diào)門開度保持10%，試驗結(jié)果見圖8。從試驗結(jié)果可以看出，冷風(fēng)調(diào)門開度小于60%時，線性較好。

3.4? 其他電廠磨煤機風(fēng)門流量特性對比研究

黃臺電廠#9爐制粉系統(tǒng)也采用中速磨煤機，自動投入較好。利用冷態(tài)試驗的機會，對其中一臺磨煤機的冷熱風(fēng)門特性進行了試驗，便于和魯北公司的磨煤機風(fēng)門特性進行對比。

3.4.1 熱風(fēng)調(diào)門流量特性

在冷風(fēng)關(guān)斷門關(guān)閉，冷風(fēng)流量為0的情況下，進行了熱風(fēng)調(diào)門特性試驗，試驗結(jié)果見圖9和圖10。從試驗結(jié)果可以看出，在20%-70%開度范圍內(nèi)，熱風(fēng)門線性較好。

3.4.2冷風(fēng)調(diào)門流量特性

在熱風(fēng)關(guān)斷門關(guān)閉，熱風(fēng)流量為0的情況下，進行了冷風(fēng)調(diào)門特性試驗，試驗結(jié)果見圖11。從試驗結(jié)果可以看出，在0%-70%開度范圍內(nèi)，冷風(fēng)門線性較好。特別是當(dāng)冷風(fēng)門全關(guān)時，風(fēng)量流量為0，說明冷風(fēng)調(diào)節(jié)門全關(guān)時，基本不漏風(fēng)。

四、原因分析

1、磨煤機熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板門球頭鉸鏈連桿磨損嚴重，擋板門在調(diào)節(jié)過程中存在較大死區(qū)，是風(fēng)門調(diào)節(jié)特性差的主要原因。

2、冷風(fēng)門漏風(fēng)過大。磨煤機所需冷風(fēng)量本來不大，但部分冷風(fēng)門的漏風(fēng)已經(jīng)到20t/h，從而影響了正常的風(fēng)煤比。

3、熱風(fēng)門特性受冷風(fēng)影響較大。由于冷風(fēng)緊貼熱風(fēng)門前面引入，冷風(fēng)壓力高，對熱風(fēng)有阻礙作用，因此熱風(fēng)門的線性會受到影響。

4、磨煤機一次風(fēng)量測量裝置為GDWZL-50AF系列插入式多點多喉徑風(fēng)量測量裝置，當(dāng)其文丘里喉部積灰堵塞且又無法吹掃時，顯示風(fēng)量會偏小，影響風(fēng)量的準(zhǔn)確測量。

五、處理措施

1、利用停爐機會，對所有磨煤機冷風(fēng)門和熱風(fēng)門進行檢查，并進行風(fēng)門開度試驗，做到DCS指示、就地指示和調(diào)門實際開度完全一致，對有故障的風(fēng)門進行檢修或更換。

2、更換調(diào)節(jié)線性好且不漏風(fēng)的冷風(fēng)門。

3、考慮更換冷風(fēng)引入位置，保證其與熱風(fēng)調(diào)門有足夠距離。

4、更換矩陣式風(fēng)量測量裝置，加裝自動反吹掃，確保風(fēng)量測量準(zhǔn)確。

5、現(xiàn)場設(shè)備檢修改造完成后對自動邏輯進行優(yōu)化：

5.1 優(yōu)化設(shè)置風(fēng)煤比參數(shù)，并設(shè)置風(fēng)量偏置給定，以便運行人員在風(fēng)煤比基礎(chǔ)上根據(jù)實際工況進行風(fēng)量調(diào)節(jié)。

5.2 增加磨煤機出口壓力低（小于1.2Kpa）調(diào)門指令輸出減閉鎖條件，以確保磨煤機出口風(fēng)壓滿足。

5.3 根據(jù)每臺磨煤機工作特性，將磨煤機出口溫度及磨碗上下部差壓引入PID動態(tài)偏差計算，以確保磨煤機工況滿足安全經(jīng)濟性。

5.4優(yōu)化冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門指令函數(shù)作為風(fēng)量調(diào)節(jié)前饋，降低磨煤機冷、熱一次風(fēng)呈直角混合氣流分布不均對風(fēng)量調(diào)節(jié)的影響。

六、結(jié)束語

磨煤機一次風(fēng)量自動品質(zhì)的好壞直接影響到鍋爐燃燒調(diào)整，是火力發(fā)電廠基本的自動控制系統(tǒng)，魯北公司通過風(fēng)門特性試驗論證及設(shè)備檢修改造，解決了風(fēng)門調(diào)節(jié)特性差的問題，目前2臺機組磨煤機一次風(fēng)量及出口溫度自動可靠投入，調(diào)節(jié)品質(zhì)良好，滿足機組運行要求，提高了機組協(xié)調(diào)控制的穩(wěn)定性和AGC的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

參考文獻

[1] 趙振寧.中速磨制粉系統(tǒng)一次風(fēng)運行參數(shù)整體優(yōu)化.《中國電機工程學(xué)報》，2010年S1期

[2] 陳方前.中速磨入口一次風(fēng)量控制邏輯優(yōu)化.《電力安全技術(shù)》，2013（2）

作者簡介：趙進（1984.06）男 山東青島 漢 大學(xué)本科 熱工主任工程師 大唐魯北發(fā)電有限責(zé)任公司 研究方向：熱工儀表及自動化控制。