直吹式中速磨煤機(jī)控制策略優(yōu)化

婁云

摘要：本文主要針對(duì)大唐琿春發(fā)電廠由于煤質(zhì)問(wèn)題，造成磨煤機(jī)斷煤，引起磨煤機(jī)振動(dòng)的原因。通過(guò)分析磨煤機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出優(yōu)化磨煤機(jī)加載力控制曲線策略，減少斷煤時(shí)磨輥與磨盤的嚴(yán)重碰撞。

關(guān)鍵詞：加載力磨輥斷煤

1 概述

大唐琿春發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱琿春廠）兩臺(tái)2*330MW機(jī)組，共有2*5臺(tái)MPS212HP-II型中速磨煤機(jī)。MPS系列磨煤機(jī)是具有三個(gè)固定磨輥的外加力型輥盤式磨煤機(jī)，碾磨原理與傳統(tǒng)的輪碾式磨完全不同，落到旋轉(zhuǎn)的磨盤中間的煤在離心力作用下甩到磨盤瓦表面并經(jīng)過(guò)磨輥的碾壓，為減小磨料的粒徑所需要的碾磨壓力是由外部傳輸進(jìn)來(lái)的。碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力=部件重力+加載力)由液壓系統(tǒng)提供。磨煤機(jī)液壓站采用液壓變加載系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的液壓碾磨力是可調(diào)的，在不同工況下均可調(diào)節(jié)到相應(yīng)的最佳碾磨力。當(dāng)煤量發(fā)生變化或負(fù)荷快速變化時(shí)，碾磨力快速調(diào)節(jié)。即給煤量與磨煤機(jī)加載力呈線性關(guān)系曲線。這條關(guān)系曲線是否合理，直接關(guān)系碾磨力的大小。因此，優(yōu)化控制曲線，才能減少磨輥與磨盤不必要的碰撞，提供磨盤瓦的使用壽命。

2 影響磨煤機(jī)電耗的因素

2.1 影響磨煤機(jī)一次風(fēng)壓機(jī)電耗的主要因素是：①設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓裕量過(guò)大。②運(yùn)行時(shí)擋板節(jié)流損失過(guò)大；等于大幅度增大系統(tǒng)阻力，耗電大，效率低。③機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)大，使風(fēng)機(jī)不能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)效率低，耗電大。

2.2 磨煤機(jī)的一次風(fēng)壓對(duì)磨煤機(jī)及鍋爐的影響。鍋爐的一次風(fēng)作為煤粉的干燥風(fēng)和攜帶風(fēng)，風(fēng)溫影響煤粉干燥，風(fēng)壓影響煤粉剛性和細(xì)度。若風(fēng)壓過(guò)高，將使煤粉顆粒變粗，容易磨穿煤粉管彎頭，同時(shí)煤粉剛性增大，推遲煤粉在爐膛的著火，燃燒不夠完全，同時(shí)會(huì)造成排煙溫度升高，再熱器減溫水量增加，而降低機(jī)組效率，同時(shí)一次風(fēng)的漏量及磨損增加，造成廠用電增加和維修費(fèi)用提高，因而保持磨煤機(jī)合適的煤量，保證合適的一次風(fēng)量可以使安全和經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)得到保證。若風(fēng)壓過(guò)低，容易堵塞煤粉管，剛性減弱，易引起火焰回火燒損燃燒器。

3 調(diào)整磨煤機(jī)的依據(jù)

3.1 一般通過(guò)熱冷風(fēng)調(diào)門控制熱冷風(fēng)量，為了保證磨煤機(jī)制粉的效果，應(yīng)主要考慮用一次熱風(fēng)，盡量滿足磨煤機(jī)的風(fēng)煤比，由于單純?cè)黾右淮螣犸L(fēng)量會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度超過(guò)規(guī)定的溫度，因此為了保證出口溫度不超標(biāo)，又要滿足制粉所需的風(fēng)煤比，才需要增加一定的冷風(fēng)，同時(shí)冷風(fēng)的壓頭高。

3.2 在控制出口溫度的同時(shí)，監(jiān)視調(diào)整時(shí)要考慮保持合適的一次風(fēng)率，貧煤一次風(fēng)速一般為20-30m/s，煙煤一次風(fēng)速一般為25-33m/s，以保證一次風(fēng)的剛度，確保四角切圓的穩(wěn)定形成，爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定。

3.3 為了節(jié)能，在保證鍋爐爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定的前提下，應(yīng)盡量采用較低一次風(fēng)的風(fēng)壓，降低一次風(fēng)機(jī)耗電。一次風(fēng)壓頭主要取決于煤粉流的阻力及風(fēng)道、空預(yù)器、擋板、磨煤機(jī)的流動(dòng)阻力，其壓頭是隨鍋爐需煤量的變化而變化。維持風(fēng)道一次風(fēng)壓力在一定值，適應(yīng)一定范圍的符合變化。

3.4 磨煤機(jī)風(fēng)煤比一般為：18-2.2kg（風(fēng)）/kg（煤），合理的風(fēng)煤比可以保證煤粉細(xì)度，同時(shí)保證煤粉進(jìn)入爐膛后盡快的燃燒。一次風(fēng)量偏大時(shí)，則可能使煤粉變粗，同時(shí)著火推遲，而風(fēng)量偏小，則不能及時(shí)將磨制煤粉及時(shí)吹走，而造成磨煤機(jī)堵煤。判斷合理的風(fēng)煤比的條件：①在保證磨煤機(jī)出口溫度的條件下，盡量減小冷一次風(fēng)、多用熱一次風(fēng)量。②檢查磨煤機(jī)渣量應(yīng)無(wú)增加。③觀察磨煤機(jī)電流無(wú)明顯增加。④檢查磨煤機(jī)振動(dòng)及加載壓力波動(dòng)無(wú)明顯變化。若以上參數(shù)變化明顯，則為風(fēng)量偏小，應(yīng)提高風(fēng)量。

3.5 磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)整一般通過(guò)冷熱風(fēng)調(diào)門調(diào)整，在冷熱風(fēng)調(diào)門開度達(dá)到50%-60%時(shí)，擋板對(duì)一次風(fēng)節(jié)流損失相對(duì)較小，說(shuō)明一次風(fēng)壓已無(wú)調(diào)節(jié)裕量時(shí)，應(yīng)通過(guò)提高一次風(fēng)母管壓力進(jìn)行調(diào)整。

3.6 一次風(fēng)壓過(guò)高將會(huì)造成擋板開度較小，節(jié)流損失加大，造成風(fēng)機(jī)損失增加，同時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)漏風(fēng)量增加和風(fēng)道阻力的增加，而使一次風(fēng)機(jī)電耗增加，同時(shí)風(fēng)道的磨損及風(fēng)門擋板的磨損增加，空預(yù)器密封的損壞，使漏風(fēng)量增加，加大了引風(fēng)機(jī)的出力，使廠用電進(jìn)一步增加。

3.7 由于煤種變化，可磨系數(shù)變化，出力可作適當(dāng)調(diào)整，以磨煤機(jī)不出現(xiàn)煤大現(xiàn)象為準(zhǔn)，一次風(fēng)壓10kpa以下，熱風(fēng)調(diào)門在50%-60%左右，保證一定的調(diào)節(jié)裕度，揮發(fā)分高的煤，磨出口溫度在80℃左右，貧瘦煤磨出口溫度在85℃-90℃之間為宜。

4 優(yōu)化前磨煤機(jī)控制實(shí)際狀況

4.1 磨煤機(jī)液壓加載力控制邏輯是通過(guò)煤量的變化導(dǎo)致磨煤機(jī)的加載力控制系統(tǒng)動(dòng)作，使加載力油壓達(dá)到給定值，以滿足磨煤機(jī)所需的最佳碾磨力。

4.2 磨煤機(jī)液壓加載力控制曲線。磨煤機(jī)液壓加載力控制曲線修改前如圖1。

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圖1

4.3 優(yōu)化前控制系統(tǒng)暴露問(wèn)題

①磨煤機(jī)原加載力自動(dòng)控制邏輯為磨煤機(jī)煤量在0-25t/h時(shí)，對(duì)應(yīng)的加載力為3.5MPa，所以在磨煤機(jī)斷煤時(shí)，須由運(yùn)行人員操作降低加載力，有一定的遲延時(shí)間。②機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，由于煤質(zhì)變化，頻繁發(fā)生給煤機(jī)斷煤現(xiàn)象，給煤機(jī)斷煤后，磨輥與磨盤直接接觸，磨煤機(jī)加載力沒有減少，導(dǎo)致磨輥與磨盤嚴(yán)重碰撞，多次發(fā)生磨盤瓦斷裂損壞事件，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全運(yùn)行。

5 磨煤機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化

5.1 對(duì)磨煤機(jī)液壓加載系統(tǒng)進(jìn)行特性試驗(yàn)

5.2 試驗(yàn)結(jié)論①在磨煤機(jī)液壓系統(tǒng)正常工作時(shí)，磨煤機(jī)加載力與給煤量關(guān)系屬于非線性關(guān)系，指令發(fā)出后，液壓系統(tǒng)的遲緩時(shí)間在5秒內(nèi)，曲線能夠滿足控制要求。②通過(guò)提高檢修質(zhì)量，對(duì)液壓控制閥進(jìn)行檢修、清洗，液壓油濾油，加載力變送器校驗(yàn)等，能夠有效改善液壓加載控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度。因此磨煤機(jī)控制系統(tǒng)性能的優(yōu)化工作的關(guān)鍵在于控制曲線設(shè)置的是否合理。

5.3 磨煤機(jī)控制曲線修改 由于在斷煤時(shí)，磨煤機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，此時(shí)磨輥與磨盤直接接觸，因此修改后曲線如圖2。

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圖2

修改后曲線，煤量在10T/H以下時(shí)，磨煤機(jī)加載力對(duì)應(yīng)為0。即當(dāng)給煤機(jī)斷煤時(shí)，磨煤機(jī)液壓加載力控制系統(tǒng)使加載力迅速減至0，減少磨輥與磨盤的碰撞。

5.4 磨煤機(jī)控制邏輯修改 磨煤機(jī)加載力控制邏輯設(shè)計(jì)加載力控制由自動(dòng)控制切至手動(dòng)的條件：①實(shí)際作用力油壓與煤量對(duì)應(yīng)曲線（即PID控制的測(cè)量值與給定值）有±3MPa的偏差時(shí)。②對(duì)應(yīng)給煤機(jī)的煤量小于10t/h且來(lái)給煤機(jī)斷煤信號(hào)，延時(shí)5S。③對(duì)應(yīng)給煤機(jī)聯(lián)鎖跳閘時(shí)。

在磨煤機(jī)斷煤時(shí)，加載力控制滿足以上條件而切至手動(dòng)，手動(dòng)后磨煤機(jī)加載力不能夠自動(dòng)減為0，導(dǎo)致磨煤機(jī)仍然會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象。因此取消了磨煤機(jī)液壓加載作用力自動(dòng)切手動(dòng)的條件。即：磨煤機(jī)加載力控制手操器始終為自動(dòng)狀態(tài)，除非運(yùn)行人員手動(dòng)切換。

6 結(jié)束語(yǔ)

曲線優(yōu)化后，觀察試驗(yàn)曲線，優(yōu)化前斷煤時(shí)加載力最低降到3.5MPa，需要運(yùn)行人員手動(dòng)將加載力指令設(shè)置為0，期間磨煤機(jī)振動(dòng)大，對(duì)設(shè)備損壞嚴(yán)重。優(yōu)化后，磨煤機(jī)斷煤時(shí)，加載力自動(dòng)減少到0MPa，減少了磨輥對(duì)磨盤的碰撞力，保護(hù)了磨煤機(jī)設(shè)備。通過(guò)優(yōu)化磨煤機(jī)加載力控制曲線、完善控制邏輯、提高磨煤機(jī)設(shè)備檢修質(zhì)量，有效避免了磨煤機(jī)由于斷煤造成振動(dòng)大而損壞磨盤瓦的不安全事件，為企業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 5175-2003，火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

[2]DL/T 774-2004，火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程[S].

[3]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，1986.

endprint

摘要：本文主要針對(duì)大唐琿春發(fā)電廠由于煤質(zhì)問(wèn)題，造成磨煤機(jī)斷煤，引起磨煤機(jī)振動(dòng)的原因。通過(guò)分析磨煤機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出優(yōu)化磨煤機(jī)加載力控制曲線策略，減少斷煤時(shí)磨輥與磨盤的嚴(yán)重碰撞。

關(guān)鍵詞：加載力磨輥斷煤

1 概述

大唐琿春發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱琿春廠）兩臺(tái)2*330MW機(jī)組，共有2*5臺(tái)MPS212HP-II型中速磨煤機(jī)。MPS系列磨煤機(jī)是具有三個(gè)固定磨輥的外加力型輥盤式磨煤機(jī)，碾磨原理與傳統(tǒng)的輪碾式磨完全不同，落到旋轉(zhuǎn)的磨盤中間的煤在離心力作用下甩到磨盤瓦表面并經(jīng)過(guò)磨輥的碾壓，為減小磨料的粒徑所需要的碾磨壓力是由外部傳輸進(jìn)來(lái)的。碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力=部件重力+加載力)由液壓系統(tǒng)提供。磨煤機(jī)液壓站采用液壓變加載系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的液壓碾磨力是可調(diào)的，在不同工況下均可調(diào)節(jié)到相應(yīng)的最佳碾磨力。當(dāng)煤量發(fā)生變化或負(fù)荷快速變化時(shí)，碾磨力快速調(diào)節(jié)。即給煤量與磨煤機(jī)加載力呈線性關(guān)系曲線。這條關(guān)系曲線是否合理，直接關(guān)系碾磨力的大小。因此，優(yōu)化控制曲線，才能減少磨輥與磨盤不必要的碰撞，提供磨盤瓦的使用壽命。

2 影響磨煤機(jī)電耗的因素

2.1 影響磨煤機(jī)一次風(fēng)壓機(jī)電耗的主要因素是：①設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓裕量過(guò)大。②運(yùn)行時(shí)擋板節(jié)流損失過(guò)大；等于大幅度增大系統(tǒng)阻力，耗電大，效率低。③機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)大，使風(fēng)機(jī)不能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)效率低，耗電大。

2.2 磨煤機(jī)的一次風(fēng)壓對(duì)磨煤機(jī)及鍋爐的影響。鍋爐的一次風(fēng)作為煤粉的干燥風(fēng)和攜帶風(fēng)，風(fēng)溫影響煤粉干燥，風(fēng)壓影響煤粉剛性和細(xì)度。若風(fēng)壓過(guò)高，將使煤粉顆粒變粗，容易磨穿煤粉管彎頭，同時(shí)煤粉剛性增大，推遲煤粉在爐膛的著火，燃燒不夠完全，同時(shí)會(huì)造成排煙溫度升高，再熱器減溫水量增加，而降低機(jī)組效率，同時(shí)一次風(fēng)的漏量及磨損增加，造成廠用電增加和維修費(fèi)用提高，因而保持磨煤機(jī)合適的煤量，保證合適的一次風(fēng)量可以使安全和經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)得到保證。若風(fēng)壓過(guò)低，容易堵塞煤粉管，剛性減弱，易引起火焰回火燒損燃燒器。

3 調(diào)整磨煤機(jī)的依據(jù)

3.1 一般通過(guò)熱冷風(fēng)調(diào)門控制熱冷風(fēng)量，為了保證磨煤機(jī)制粉的效果，應(yīng)主要考慮用一次熱風(fēng)，盡量滿足磨煤機(jī)的風(fēng)煤比，由于單純?cè)黾右淮螣犸L(fēng)量會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度超過(guò)規(guī)定的溫度，因此為了保證出口溫度不超標(biāo)，又要滿足制粉所需的風(fēng)煤比，才需要增加一定的冷風(fēng)，同時(shí)冷風(fēng)的壓頭高。

3.2 在控制出口溫度的同時(shí)，監(jiān)視調(diào)整時(shí)要考慮保持合適的一次風(fēng)率，貧煤一次風(fēng)速一般為20-30m/s，煙煤一次風(fēng)速一般為25-33m/s，以保證一次風(fēng)的剛度，確保四角切圓的穩(wěn)定形成，爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定。

3.3 為了節(jié)能，在保證鍋爐爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定的前提下，應(yīng)盡量采用較低一次風(fēng)的風(fēng)壓，降低一次風(fēng)機(jī)耗電。一次風(fēng)壓頭主要取決于煤粉流的阻力及風(fēng)道、空預(yù)器、擋板、磨煤機(jī)的流動(dòng)阻力，其壓頭是隨鍋爐需煤量的變化而變化。維持風(fēng)道一次風(fēng)壓力在一定值，適應(yīng)一定范圍的符合變化。

3.4 磨煤機(jī)風(fēng)煤比一般為：18-2.2kg（風(fēng)）/kg（煤），合理的風(fēng)煤比可以保證煤粉細(xì)度，同時(shí)保證煤粉進(jìn)入爐膛后盡快的燃燒。一次風(fēng)量偏大時(shí)，則可能使煤粉變粗，同時(shí)著火推遲，而風(fēng)量偏小，則不能及時(shí)將磨制煤粉及時(shí)吹走，而造成磨煤機(jī)堵煤。判斷合理的風(fēng)煤比的條件：①在保證磨煤機(jī)出口溫度的條件下，盡量減小冷一次風(fēng)、多用熱一次風(fēng)量。②檢查磨煤機(jī)渣量應(yīng)無(wú)增加。③觀察磨煤機(jī)電流無(wú)明顯增加。④檢查磨煤機(jī)振動(dòng)及加載壓力波動(dòng)無(wú)明顯變化。若以上參數(shù)變化明顯，則為風(fēng)量偏小，應(yīng)提高風(fēng)量。

3.5 磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)整一般通過(guò)冷熱風(fēng)調(diào)門調(diào)整，在冷熱風(fēng)調(diào)門開度達(dá)到50%-60%時(shí)，擋板對(duì)一次風(fēng)節(jié)流損失相對(duì)較小，說(shuō)明一次風(fēng)壓已無(wú)調(diào)節(jié)裕量時(shí)，應(yīng)通過(guò)提高一次風(fēng)母管壓力進(jìn)行調(diào)整。

3.6 一次風(fēng)壓過(guò)高將會(huì)造成擋板開度較小，節(jié)流損失加大，造成風(fēng)機(jī)損失增加，同時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)漏風(fēng)量增加和風(fēng)道阻力的增加，而使一次風(fēng)機(jī)電耗增加，同時(shí)風(fēng)道的磨損及風(fēng)門擋板的磨損增加，空預(yù)器密封的損壞，使漏風(fēng)量增加，加大了引風(fēng)機(jī)的出力，使廠用電進(jìn)一步增加。

3.7 由于煤種變化，可磨系數(shù)變化，出力可作適當(dāng)調(diào)整，以磨煤機(jī)不出現(xiàn)煤大現(xiàn)象為準(zhǔn)，一次風(fēng)壓10kpa以下，熱風(fēng)調(diào)門在50%-60%左右，保證一定的調(diào)節(jié)裕度，揮發(fā)分高的煤，磨出口溫度在80℃左右，貧瘦煤磨出口溫度在85℃-90℃之間為宜。

4 優(yōu)化前磨煤機(jī)控制實(shí)際狀況

4.1 磨煤機(jī)液壓加載力控制邏輯是通過(guò)煤量的變化導(dǎo)致磨煤機(jī)的加載力控制系統(tǒng)動(dòng)作，使加載力油壓達(dá)到給定值，以滿足磨煤機(jī)所需的最佳碾磨力。

4.2 磨煤機(jī)液壓加載力控制曲線。磨煤機(jī)液壓加載力控制曲線修改前如圖1。

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圖1

4.3 優(yōu)化前控制系統(tǒng)暴露問(wèn)題

①磨煤機(jī)原加載力自動(dòng)控制邏輯為磨煤機(jī)煤量在0-25t/h時(shí)，對(duì)應(yīng)的加載力為3.5MPa，所以在磨煤機(jī)斷煤時(shí)，須由運(yùn)行人員操作降低加載力，有一定的遲延時(shí)間。②機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，由于煤質(zhì)變化，頻繁發(fā)生給煤機(jī)斷煤現(xiàn)象，給煤機(jī)斷煤后，磨輥與磨盤直接接觸，磨煤機(jī)加載力沒有減少，導(dǎo)致磨輥與磨盤嚴(yán)重碰撞，多次發(fā)生磨盤瓦斷裂損壞事件，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全運(yùn)行。

5 磨煤機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化

5.1 對(duì)磨煤機(jī)液壓加載系統(tǒng)進(jìn)行特性試驗(yàn)

5.2 試驗(yàn)結(jié)論①在磨煤機(jī)液壓系統(tǒng)正常工作時(shí)，磨煤機(jī)加載力與給煤量關(guān)系屬于非線性關(guān)系，指令發(fā)出后，液壓系統(tǒng)的遲緩時(shí)間在5秒內(nèi)，曲線能夠滿足控制要求。②通過(guò)提高檢修質(zhì)量，對(duì)液壓控制閥進(jìn)行檢修、清洗，液壓油濾油，加載力變送器校驗(yàn)等，能夠有效改善液壓加載控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度。因此磨煤機(jī)控制系統(tǒng)性能的優(yōu)化工作的關(guān)鍵在于控制曲線設(shè)置的是否合理。

5.3 磨煤機(jī)控制曲線修改 由于在斷煤時(shí)，磨煤機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，此時(shí)磨輥與磨盤直接接觸，因此修改后曲線如圖2。

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圖2

修改后曲線，煤量在10T/H以下時(shí)，磨煤機(jī)加載力對(duì)應(yīng)為0。即當(dāng)給煤機(jī)斷煤時(shí)，磨煤機(jī)液壓加載力控制系統(tǒng)使加載力迅速減至0，減少磨輥與磨盤的碰撞。

5.4 磨煤機(jī)控制邏輯修改 磨煤機(jī)加載力控制邏輯設(shè)計(jì)加載力控制由自動(dòng)控制切至手動(dòng)的條件：①實(shí)際作用力油壓與煤量對(duì)應(yīng)曲線（即PID控制的測(cè)量值與給定值）有±3MPa的偏差時(shí)。②對(duì)應(yīng)給煤機(jī)的煤量小于10t/h且來(lái)給煤機(jī)斷煤信號(hào)，延時(shí)5S。③對(duì)應(yīng)給煤機(jī)聯(lián)鎖跳閘時(shí)。

在磨煤機(jī)斷煤時(shí)，加載力控制滿足以上條件而切至手動(dòng)，手動(dòng)后磨煤機(jī)加載力不能夠自動(dòng)減為0，導(dǎo)致磨煤機(jī)仍然會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象。因此取消了磨煤機(jī)液壓加載作用力自動(dòng)切手動(dòng)的條件。即：磨煤機(jī)加載力控制手操器始終為自動(dòng)狀態(tài)，除非運(yùn)行人員手動(dòng)切換。

6 結(jié)束語(yǔ)

曲線優(yōu)化后，觀察試驗(yàn)曲線，優(yōu)化前斷煤時(shí)加載力最低降到3.5MPa，需要運(yùn)行人員手動(dòng)將加載力指令設(shè)置為0，期間磨煤機(jī)振動(dòng)大，對(duì)設(shè)備損壞嚴(yán)重。優(yōu)化后，磨煤機(jī)斷煤時(shí)，加載力自動(dòng)減少到0MPa，減少了磨輥對(duì)磨盤的碰撞力，保護(hù)了磨煤機(jī)設(shè)備。通過(guò)優(yōu)化磨煤機(jī)加載力控制曲線、完善控制邏輯、提高磨煤機(jī)設(shè)備檢修質(zhì)量，有效避免了磨煤機(jī)由于斷煤造成振動(dòng)大而損壞磨盤瓦的不安全事件，為企業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 5175-2003，火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

[2]DL/T 774-2004，火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程[S].

[3]范從振.鍋爐原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，1986.

endprint

摘要：本文主要針對(duì)大唐琿春發(fā)電廠由于煤質(zhì)問(wèn)題，造成磨煤機(jī)斷煤，引起磨煤機(jī)振動(dòng)的原因。通過(guò)分析磨煤機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出優(yōu)化磨煤機(jī)加載力控制曲線策略，減少斷煤時(shí)磨輥與磨盤的嚴(yán)重碰撞。

關(guān)鍵詞：加載力磨輥斷煤

1 概述

大唐琿春發(fā)電廠（以下簡(jiǎn)稱琿春廠）兩臺(tái)2*330MW機(jī)組，共有2*5臺(tái)MPS212HP-II型中速磨煤機(jī)。MPS系列磨煤機(jī)是具有三個(gè)固定磨輥的外加力型輥盤式磨煤機(jī)，碾磨原理與傳統(tǒng)的輪碾式磨完全不同，落到旋轉(zhuǎn)的磨盤中間的煤在離心力作用下甩到磨盤瓦表面并經(jīng)過(guò)磨輥的碾壓，為減小磨料的粒徑所需要的碾磨壓力是由外部傳輸進(jìn)來(lái)的。碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力=部件重力+加載力)由液壓系統(tǒng)提供。磨煤機(jī)液壓站采用液壓變加載系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的液壓碾磨力是可調(diào)的，在不同工況下均可調(diào)節(jié)到相應(yīng)的最佳碾磨力。當(dāng)煤量發(fā)生變化或負(fù)荷快速變化時(shí)，碾磨力快速調(diào)節(jié)。即給煤量與磨煤機(jī)加載力呈線性關(guān)系曲線。這條關(guān)系曲線是否合理，直接關(guān)系碾磨力的大小。因此，優(yōu)化控制曲線，才能減少磨輥與磨盤不必要的碰撞，提供磨盤瓦的使用壽命。

2 影響磨煤機(jī)電耗的因素

2.1 影響磨煤機(jī)一次風(fēng)壓機(jī)電耗的主要因素是：①設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓裕量過(guò)大。②運(yùn)行時(shí)擋板節(jié)流損失過(guò)大；等于大幅度增大系統(tǒng)阻力，耗電大，效率低。③機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)大，使風(fēng)機(jī)不能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，風(fēng)機(jī)效率低，耗電大。

2.2 磨煤機(jī)的一次風(fēng)壓對(duì)磨煤機(jī)及鍋爐的影響。鍋爐的一次風(fēng)作為煤粉的干燥風(fēng)和攜帶風(fēng)，風(fēng)溫影響煤粉干燥，風(fēng)壓影響煤粉剛性和細(xì)度。若風(fēng)壓過(guò)高，將使煤粉顆粒變粗，容易磨穿煤粉管彎頭，同時(shí)煤粉剛性增大，推遲煤粉在爐膛的著火，燃燒不夠完全，同時(shí)會(huì)造成排煙溫度升高，再熱器減溫水量增加，而降低機(jī)組效率，同時(shí)一次風(fēng)的漏量及磨損增加，造成廠用電增加和維修費(fèi)用提高，因而保持磨煤機(jī)合適的煤量，保證合適的一次風(fēng)量可以使安全和經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)得到保證。若風(fēng)壓過(guò)低，容易堵塞煤粉管，剛性減弱，易引起火焰回火燒損燃燒器。

3 調(diào)整磨煤機(jī)的依據(jù)

3.1 一般通過(guò)熱冷風(fēng)調(diào)門控制熱冷風(fēng)量，為了保證磨煤機(jī)制粉的效果，應(yīng)主要考慮用一次熱風(fēng)，盡量滿足磨煤機(jī)的風(fēng)煤比，由于單純?cè)黾右淮螣犸L(fēng)量會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度超過(guò)規(guī)定的溫度，因此為了保證出口溫度不超標(biāo)，又要滿足制粉所需的風(fēng)煤比，才需要增加一定的冷風(fēng)，同時(shí)冷風(fēng)的壓頭高。

3.2 在控制出口溫度的同時(shí)，監(jiān)視調(diào)整時(shí)要考慮保持合適的一次風(fēng)率，貧煤一次風(fēng)速一般為20-30m/s，煙煤一次風(fēng)速一般為25-33m/s，以保證一次風(fēng)的剛度，確保四角切圓的穩(wěn)定形成，爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定。

3.3 為了節(jié)能，在保證鍋爐爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定的前提下，應(yīng)盡量采用較低一次風(fēng)的風(fēng)壓，降低一次風(fēng)機(jī)耗電。一次風(fēng)壓頭主要取決于煤粉流的阻力及風(fēng)道、空預(yù)器、擋板、磨煤機(jī)的流動(dòng)阻力，其壓頭是隨鍋爐需煤量的變化而變化。維持風(fēng)道一次風(fēng)壓力在一定值，適應(yīng)一定范圍的符合變化。

3.4 磨煤機(jī)風(fēng)煤比一般為：18-2.2kg（風(fēng)）/kg（煤），合理的風(fēng)煤比可以保證煤粉細(xì)度，同時(shí)保證煤粉進(jìn)入爐膛后盡快的燃燒。一次風(fēng)量偏大時(shí)，則可能使煤粉變粗，同時(shí)著火推遲，而風(fēng)量偏小，則不能及時(shí)將磨制煤粉及時(shí)吹走，而造成磨煤機(jī)堵煤。判斷合理的風(fēng)煤比的條件：①在保證磨煤機(jī)出口溫度的條件下，盡量減小冷一次風(fēng)、多用熱一次風(fēng)量。②檢查磨煤機(jī)渣量應(yīng)無(wú)增加。③觀察磨煤機(jī)電流無(wú)明顯增加。④檢查磨煤機(jī)振動(dòng)及加載壓力波動(dòng)無(wú)明顯變化。若以上參數(shù)變化明顯，則為風(fēng)量偏小，應(yīng)提高風(fēng)量。

3.5 磨煤機(jī)風(fēng)量調(diào)整一般通過(guò)冷熱風(fēng)調(diào)門調(diào)整，在冷熱風(fēng)調(diào)門開度達(dá)到50%-60%時(shí)，擋板對(duì)一次風(fēng)節(jié)流損失相對(duì)較小，說(shuō)明一次風(fēng)壓已無(wú)調(diào)節(jié)裕量時(shí)，應(yīng)通過(guò)提高一次風(fēng)母管壓力進(jìn)行調(diào)整。

3.6 一次風(fēng)壓過(guò)高將會(huì)造成擋板開度較小，節(jié)流損失加大，造成風(fēng)機(jī)損失增加，同時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)漏風(fēng)量增加和風(fēng)道阻力的增加，而使一次風(fēng)機(jī)電耗增加，同時(shí)風(fēng)道的磨損及風(fēng)門擋板的磨損增加，空預(yù)器密封的損壞，使漏風(fēng)量增加，加大了引風(fēng)機(jī)的出力，使廠用電進(jìn)一步增加。

3.7 由于煤種變化，可磨系數(shù)變化，出力可作適當(dāng)調(diào)整，以磨煤機(jī)不出現(xiàn)煤大現(xiàn)象為準(zhǔn)，一次風(fēng)壓10kpa以下，熱風(fēng)調(diào)門在50%-60%左右，保證一定的調(diào)節(jié)裕度，揮發(fā)分高的煤，磨出口溫度在80℃左右，貧瘦煤磨出口溫度在85℃-90℃之間為宜。

4 優(yōu)化前磨煤機(jī)控制實(shí)際狀況

4.1 磨煤機(jī)液壓加載力控制邏輯是通過(guò)煤量的變化導(dǎo)致磨煤機(jī)的加載力控制系統(tǒng)動(dòng)作，使加載力油壓達(dá)到給定值，以滿足磨煤機(jī)所需的最佳碾磨力。

4.2 磨煤機(jī)液壓加載力控制曲線。磨煤機(jī)液壓加載力控制曲線修改前如圖1。

■

圖1

4.3 優(yōu)化前控制系統(tǒng)暴露問(wèn)題

①磨煤機(jī)原加載力自動(dòng)控制邏輯為磨煤機(jī)煤量在0-25t/h時(shí)，對(duì)應(yīng)的加載力為3.5MPa，所以在磨煤機(jī)斷煤時(shí)，須由運(yùn)行人員操作降低加載力，有一定的遲延時(shí)間。②機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，由于煤質(zhì)變化，頻繁發(fā)生給煤機(jī)斷煤現(xiàn)象，給煤機(jī)斷煤后，磨輥與磨盤直接接觸，磨煤機(jī)加載力沒有減少，導(dǎo)致磨輥與磨盤嚴(yán)重碰撞，多次發(fā)生磨盤瓦斷裂損壞事件，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全運(yùn)行。

5 磨煤機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化

5.1 對(duì)磨煤機(jī)液壓加載系統(tǒng)進(jìn)行特性試驗(yàn)

5.2 試驗(yàn)結(jié)論①在磨煤機(jī)液壓系統(tǒng)正常工作時(shí)，磨煤機(jī)加載力與給煤量關(guān)系屬于非線性關(guān)系，指令發(fā)出后，液壓系統(tǒng)的遲緩時(shí)間在5秒內(nèi)，曲線能夠滿足控制要求。②通過(guò)提高檢修質(zhì)量，對(duì)液壓控制閥進(jìn)行檢修、清洗，液壓油濾油，加載力變送器校驗(yàn)等，能夠有效改善液壓加載控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度。因此磨煤機(jī)控制系統(tǒng)性能的優(yōu)化工作的關(guān)鍵在于控制曲線設(shè)置的是否合理。

5.3 磨煤機(jī)控制曲線修改 由于在斷煤時(shí)，磨煤機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，此時(shí)磨輥與磨盤直接接觸，因此修改后曲線如圖2。

■

圖2

修改后曲線，煤量在10T/H以下時(shí)，磨煤機(jī)加載力對(duì)應(yīng)為0。即當(dāng)給煤機(jī)斷煤時(shí)，磨煤機(jī)液壓加載力控制系統(tǒng)使加載力迅速減至0，減少磨輥與磨盤的碰撞。

5.4 磨煤機(jī)控制邏輯修改 磨煤機(jī)加載力控制邏輯設(shè)計(jì)加載力控制由自動(dòng)控制切至手動(dòng)的條件：①實(shí)際作用力油壓與煤量對(duì)應(yīng)曲線（即PID控制的測(cè)量值與給定值）有±3MPa的偏差時(shí)。②對(duì)應(yīng)給煤機(jī)的煤量小于10t/h且來(lái)給煤機(jī)斷煤信號(hào)，延時(shí)5S。③對(duì)應(yīng)給煤機(jī)聯(lián)鎖跳閘時(shí)。

在磨煤機(jī)斷煤時(shí)，加載力控制滿足以上條件而切至手動(dòng)，手動(dòng)后磨煤機(jī)加載力不能夠自動(dòng)減為0，導(dǎo)致磨煤機(jī)仍然會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象。因此取消了磨煤機(jī)液壓加載作用力自動(dòng)切手動(dòng)的條件。即：磨煤機(jī)加載力控制手操器始終為自動(dòng)狀態(tài)，除非運(yùn)行人員手動(dòng)切換。

6 結(jié)束語(yǔ)

曲線優(yōu)化后，觀察試驗(yàn)曲線，優(yōu)化前斷煤時(shí)加載力最低降到3.5MPa，需要運(yùn)行人員手動(dòng)將加載力指令設(shè)置為0，期間磨煤機(jī)振動(dòng)大，對(duì)設(shè)備損壞嚴(yán)重。優(yōu)化后，磨煤機(jī)斷煤時(shí)，加載力自動(dòng)減少到0MPa，減少了磨輥對(duì)磨盤的碰撞力，保護(hù)了磨煤機(jī)設(shè)備。通過(guò)優(yōu)化磨煤機(jī)加載力控制曲線、完善控制邏輯、提高磨煤機(jī)設(shè)備檢修質(zhì)量，有效避免了磨煤機(jī)由于斷煤造成振動(dòng)大而損壞磨盤瓦的不安全事件，為企業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。

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