磨煤機(jī)一次風(fēng)流量邏輯優(yōu)化

【摘 要】國(guó)華準(zhǔn)電機(jī)組制粉系統(tǒng)是直吹式，每臺(tái)爐配備五臺(tái)ZGM113K型中速輥式磨煤機(jī)，該制粉系統(tǒng)對(duì)一次風(fēng)量要求嚴(yán)格。風(fēng)煤比的變化對(duì)爐膛燃燒的安全性、經(jīng)濟(jì)性及磨煤機(jī)本身安全有較大影響。其中磨煤機(jī)自動(dòng)控制中，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量控制主要通過(guò)調(diào)整一次風(fēng)總風(fēng)調(diào)節(jié)檔板的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)；磨煤機(jī)出口溫度控制主要通過(guò)調(diào)整一次冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板和熱風(fēng)調(diào)節(jié)檔板的開(kāi)度實(shí)現(xiàn)。在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)一次風(fēng)量自動(dòng)控制及磨煤機(jī)一次風(fēng)量保護(hù)邏輯都存在問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：首先此控制方式造成一次風(fēng)量節(jié)流損失，增加一次風(fēng)機(jī)出力，能耗增加。其次磨煤機(jī)一次風(fēng)量采用機(jī)翼測(cè)量裝置測(cè)量，自從投產(chǎn)以來(lái)，磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置已經(jīng)嚴(yán)重老化，磨損嚴(yán)重，影響一次風(fēng)量的準(zhǔn)確測(cè)量。風(fēng)量波動(dòng)導(dǎo)致燃燒條件惡化，直接影響機(jī)組主汽壓力、主汽溫度的控制，甚至將導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘，負(fù)荷出力受限，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)邏輯優(yōu)化，從根本上解決了各項(xiàng)問(wèn)題，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】邏輯優(yōu)化；自動(dòng)控制；一次風(fēng)量控制

0.概述

國(guó)華準(zhǔn)電機(jī)組每臺(tái)爐配五臺(tái)ZGM113K型中速輥式磨煤機(jī)。這是一種正壓直吹式變加載的磨煤機(jī)。整個(gè)磨煤機(jī)系統(tǒng)由以下幾部分組成：磨煤機(jī)本體，磨煤機(jī)電機(jī)，磨煤機(jī)液壓油站，磨煤機(jī)潤(rùn)滑油站，磨煤機(jī)入口煤閥，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)系統(tǒng)；磨煤機(jī)密封風(fēng)系統(tǒng)，磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)等。磨煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由4部分組成：以一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)來(lái)控制磨煤機(jī)送入爐膛的煤粉量；以機(jī)組協(xié)調(diào)控制中燃料主控指令控制給煤機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂平o煤量；以冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)來(lái)控制磨煤機(jī)分離器出口溫度，防止溫度過(guò)高磨煤機(jī)內(nèi)發(fā)生自燃導(dǎo)致爆炸；以密封風(fēng)調(diào)門(mén)來(lái)控制磨煤機(jī)內(nèi)煤粉的外泄。每臺(tái)磨煤機(jī)入口風(fēng)道上均裝有機(jī)翼測(cè)風(fēng)裝置，測(cè)得的風(fēng)量進(jìn)入磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)入燃燒器管理系統(tǒng)參與煤量控制和磨煤機(jī)跳閘保護(hù)。

1.磨煤機(jī)一次風(fēng)量的重要性

在正壓直吹式鍋爐中，磨煤機(jī)節(jié)省了煤位倉(cāng)、給料機(jī)、排煤機(jī)等中間環(huán)節(jié)設(shè)備，雖然前期投入減少，但是造成了磨煤機(jī)有較大的延遲和慣性，因?yàn)樵诟淖內(nèi)剂险{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的給煤機(jī)轉(zhuǎn)速后，還需要經(jīng)過(guò)磨煤制粉過(guò)程，才能使進(jìn)入爐膛的煤粉量發(fā)生變化。因此直吹式鍋爐在單獨(dú)改變給煤量時(shí)并不能快速的使煤粉量發(fā)生變化，在適應(yīng)負(fù)荷變化或消除燃料內(nèi)擾方面的反應(yīng)均較慢，引起汽壓的較大變化，加大了機(jī)組協(xié)調(diào)控制難度。優(yōu)點(diǎn)是磨煤機(jī)制粉后直接由一次風(fēng)送出，改變一次風(fēng)量能迅速的改變進(jìn)入爐膛的煤粉量。當(dāng)煤種與密度保持不變時(shí)，煤粉與一次風(fēng)量可以近似為線性正比關(guān)系。故磨煤機(jī)給粉量可由一次風(fēng)量控制實(shí)現(xiàn)，因此在改變給煤量的同時(shí)改變一次風(fēng)量，可以提高直吹式鍋爐的響應(yīng)能力，有利于機(jī)組協(xié)調(diào)控制。

2.磨煤機(jī)一次風(fēng)量自動(dòng)控制及保護(hù)存在問(wèn)題

①節(jié)能降耗方面：國(guó)華準(zhǔn)電磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量控制優(yōu)化前通過(guò)調(diào)整一次總風(fēng)（熱風(fēng)與冷風(fēng)混和后的風(fēng)量）調(diào)節(jié)檔板的開(kāi)度控制，磨煤機(jī)出口溫度通過(guò)調(diào)整一次冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板和熱風(fēng)調(diào)節(jié)檔板的開(kāi)度控制；這就導(dǎo)致一次風(fēng)量節(jié)流損失，同時(shí)增加了一次風(fēng)機(jī)的出力，能耗增加。

②國(guó)華準(zhǔn)電磨煤機(jī)一次風(fēng)量采用機(jī)翼測(cè)量裝置測(cè)量，自從投產(chǎn)以來(lái)，磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置已經(jīng)嚴(yán)重老化，磨損嚴(yán)重；影響一次風(fēng)量準(zhǔn)確測(cè)量。風(fēng)量波動(dòng)導(dǎo)致燃燒條件惡化，直接影響機(jī)組主汽壓力、主汽溫度的控制，甚至將導(dǎo)致磨煤機(jī)跳閘，負(fù)荷出力受限，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

③國(guó)華準(zhǔn)電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)RB功能，主要包括引風(fēng)機(jī)RB、送風(fēng)機(jī)RB、一次風(fēng)機(jī)RB、燃料RB以及給水泵RB5種。無(wú)論觸發(fā)那種RB，都會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)壓的波動(dòng)，尤其由于某種原因?qū)е乱淮物L(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓將會(huì)突降，極易導(dǎo)致運(yùn)行磨煤機(jī)跳閘，嚴(yán)重時(shí)將觸發(fā)黑爐膛MFT。

3.磨煤機(jī)一次風(fēng)量自動(dòng)控制邏輯優(yōu)化

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，控制成本以及節(jié)能環(huán)保成為企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)節(jié)能降耗問(wèn)題，磨煤機(jī)一次風(fēng)量?jī)?yōu)化后，控制由熱一次風(fēng)調(diào)門(mén)控制，磨煤機(jī)分離器出口溫度由冷一次風(fēng)調(diào)門(mén)控制，而磨煤機(jī)冷熱風(fēng)總風(fēng)調(diào)門(mén)全開(kāi)，減少冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)的節(jié)流損失，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。其邏輯圖如下：

圖1為優(yōu)化前磨煤機(jī)一次風(fēng)量控制邏輯，圖2、圖3為優(yōu)化前磨煤機(jī)分離器出口溫度控制邏輯，圖4為優(yōu)化后磨煤機(jī)一次風(fēng)量以及磨煤機(jī)分離器出口溫度控制邏輯。在優(yōu)化過(guò)程中，主要遇到的問(wèn)題是磨煤機(jī)冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)的解耦邏輯。我廠機(jī)組協(xié)調(diào)主要以鍋爐跟隨為主，即鍋爐主要控制主汽壓力，汽機(jī)主要控制負(fù)荷，當(dāng)主汽壓力設(shè)定值與實(shí)際值偏差超過(guò)某一定值時(shí)，汽機(jī)主控將犧牲一部門(mén)分負(fù)荷幫助鍋爐主控調(diào)節(jié)主汽壓力。假設(shè)機(jī)組負(fù)荷增加，鍋爐主控指令將增大，給煤機(jī)給煤率指令將增加，從圖4可以看出，磨煤機(jī)一次風(fēng)量設(shè)定值將增加，磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)門(mén)指令將增加，磨煤機(jī)分離器出口溫度將增大，磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門(mén)指令將增加，冷風(fēng)的增加將導(dǎo)致一次風(fēng)量總量超過(guò)設(shè)定值，此時(shí)熱風(fēng)調(diào)門(mén)指令將減少，磨煤機(jī)分離器出口溫度將減少，冷風(fēng)調(diào)門(mén)指令將減少，這樣將會(huì)出現(xiàn)冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)的耦合現(xiàn)象。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)控制的解耦邏輯，即當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加時(shí)，熱風(fēng)調(diào)門(mén)指令增加的同時(shí)，利用熱門(mén)調(diào)門(mén)指令的微分作用使冷風(fēng)調(diào)門(mén)指令也增加，既快速滿足一次風(fēng)量的要求，又不會(huì)使磨煤機(jī)分離器出口溫度增加，反之亦然，從根本上避免了冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)出現(xiàn)耦合的現(xiàn)象。

4.磨煤機(jī)一次風(fēng)量保護(hù)邏輯優(yōu)化

磨煤機(jī)停用包括手動(dòng)停、自動(dòng)停、保護(hù)停三種。自動(dòng)停包括順控正常停、磨煤機(jī)快停。其中順控正常停步驟為：A、投入對(duì)應(yīng)油槍。B、關(guān)磨煤機(jī)入口熱風(fēng)門(mén)。C、開(kāi)磨煤機(jī)入口冷風(fēng)門(mén)。D、磨煤機(jī)分離器出口溫度小于60度后。E、給煤機(jī)未停且皮帶上無(wú)煤5s后，停用給煤機(jī)電機(jī)。F、給煤機(jī)電機(jī)停用60s后，提升磨輥。G、提升磨輥60s后，停磨電機(jī)。H、停磨電機(jī)60s后，下降磨輥。I、關(guān)磨煤機(jī)入口冷風(fēng)門(mén)。J、停液壓油站。K、開(kāi)消防蒸汽門(mén)。L、開(kāi)消防蒸汽門(mén)8分鐘后，關(guān)消防蒸汽門(mén)，關(guān)磨煤機(jī)出口快關(guān)擋板。M、等齒輪油箱溫度小于35度后，關(guān)密封風(fēng)關(guān)斷擋板。N、順控結(jié)束。

優(yōu)化前：根據(jù)磨煤機(jī)技術(shù)規(guī)范，當(dāng)對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量≤38KNM3/h，5s延時(shí)后，磨煤機(jī)觸發(fā)快停信號(hào)?？焱Ｖ噶钣|發(fā)以后，按照正常順控停磨步驟，但是不等磨煤機(jī)分離器出口溫度小于60度，直接從第五步進(jìn)行停磨順控步驟。此保護(hù)的目的是保護(hù)磨煤機(jī)本身。當(dāng)對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量≤35KNM3/h，磨煤機(jī)觸發(fā)急停信號(hào)，即觸發(fā)跳磨信號(hào)。此保護(hù)的目是保護(hù)鍋爐。

優(yōu)化后：針對(duì)國(guó)華準(zhǔn)電一次風(fēng)量測(cè)量裝置機(jī)翼使用年限長(zhǎng)、磨損、老化嚴(yán)重，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)的實(shí)際情況，在一次風(fēng)量≤38KNM3/h觸發(fā)磨煤機(jī)快停信號(hào)以及一次風(fēng)量≤35KNM3/h觸發(fā)磨煤機(jī)跳閘信號(hào)中加入了對(duì)應(yīng)磨冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)反饋之和≤30%的限制，即只有在對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)開(kāi)度之和≤30%的前提條件下，如果一次風(fēng)量滿足條件，那么磨煤機(jī)一次風(fēng)量保護(hù)才起作用。增加的條件是根據(jù)磨煤機(jī)正常運(yùn)行中一次風(fēng)量與調(diào)門(mén)開(kāi)度的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)確定的，具有代表性。當(dāng)然，此項(xiàng)邏輯變更不是解決一次風(fēng)量測(cè)量不準(zhǔn)的最佳方案，最佳方案是更換新的測(cè)量策略更換先進(jìn)的風(fēng)量測(cè)量裝置。因?yàn)榇隧?xiàng)邏輯優(yōu)化治標(biāo)不治本，在冷熱風(fēng)調(diào)門(mén)投入自動(dòng)條件下，一次風(fēng)量測(cè)量值的大幅度波動(dòng)必將導(dǎo)致調(diào)門(mén)的波動(dòng)，對(duì)主汽壓力、過(guò)熱再熱蒸汽溫度控制產(chǎn)生擾動(dòng)，甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組超溫、超壓，不利于機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。在資金及時(shí)間允許的前提下，盡快更換磨煤機(jī)一次風(fēng)量測(cè)量裝置，從根本上解決此問(wèn)題。針對(duì)一次風(fēng)機(jī)跳閘后導(dǎo)致磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓突降的問(wèn)題，我廠對(duì)此邏輯也進(jìn)行了優(yōu)化。我廠機(jī)組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)RB功能，主要包括引風(fēng)機(jī)RB、送風(fēng)機(jī)RB、一次風(fēng)機(jī)RB、燃料RB以及給水泵RB5種。在機(jī)組聯(lián)鎖保護(hù)中，引風(fēng)機(jī)跳閘將導(dǎo)致送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)同時(shí)跳閘。送風(fēng)機(jī)跳閘也將導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)跳閘。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，協(xié)調(diào)投入，RB投入。因此，針對(duì)以上問(wèn)題，RB邏輯優(yōu)化為：當(dāng)觸發(fā)任一RB時(shí)，延時(shí)20s后，一次風(fēng)量保護(hù)才起作用。主要原因：無(wú)論觸發(fā)那種RB，都會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)壓的波動(dòng)，尤其由于某種原因?qū)е乱淮物L(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)壓將會(huì)突降，瞬間一次風(fēng)量會(huì)低于跳閘值，如果沒(méi)有20s延時(shí)，極易導(dǎo)致運(yùn)行磨煤機(jī)跳閘，嚴(yán)重時(shí)將觸發(fā)黑爐膛MFT。如果20s延時(shí)以后，一次風(fēng)量仍然低于跳閘值，則觸發(fā)對(duì)應(yīng)磨煤機(jī)跳閘信號(hào)。通過(guò)此項(xiàng)邏輯優(yōu)化，可以避免誤發(fā)MFT。其邏輯圖圖如下：

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)磨煤機(jī)一次風(fēng)量自動(dòng)及保護(hù)邏輯優(yōu)化，不僅減少了一次風(fēng)機(jī)節(jié)流損失，降低了一次風(fēng)機(jī)電耗，風(fēng)量自動(dòng)控制更加合理可靠；而且磨煤機(jī)一次風(fēng)量保護(hù)更加完善，為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。 [科]