大慶石化熱電廠5#爐制粉過程自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

譚彬

（中石油大慶石化熱電廠，黑龍江大慶 163000）

大慶石化熱電廠5#爐制粉過程自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

譚彬

（中石油大慶石化熱電廠，黑龍江大慶 163000）

本文通過對(duì)本廠5#爐磨煤機(jī)料位、磨煤機(jī)出口溫度以及磨煤機(jī)入口負(fù)壓實(shí)施自動(dòng)控制，首次實(shí)現(xiàn)了5#爐制粉系統(tǒng)三回路自動(dòng)控制。采用先控制磨煤機(jī)內(nèi)存煤量，再控制出口溫度和入口負(fù)壓的策略，實(shí)現(xiàn)在保證磨煤機(jī)內(nèi)存煤量的穩(wěn)定的同時(shí)，滿足出口溫度和入口負(fù)壓的需求，從而使制粉系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

磨煤機(jī) 料位控制 出口溫度控制 制粉系統(tǒng) 風(fēng)壓控制

1　引言

大慶石化公司熱電廠5#爐裝機(jī)容量100MW，配備410t/h鍋爐以及兩套中間儲(chǔ)倉(cāng)式鋼球磨煤機(jī)；制粉系統(tǒng)采用熱風(fēng)送粉的方式。鋼球磨煤機(jī)對(duì)煤種的適應(yīng)性好、可靠性高、便于維護(hù)、鍋爐燃燒易于控制，且具有大慣性、純滯后、參數(shù)時(shí)變的特點(diǎn)；針對(duì)此類制粉系統(tǒng)，為了使其能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，本文以實(shí)際工程闡述，解決磨煤機(jī)料位測(cè)量、控制性能不連續(xù)、沒有實(shí)現(xiàn)制粉系統(tǒng)三回路控制的問題。配備該系統(tǒng)后，有效降低了磨體震動(dòng)，防止了滿煤情況的發(fā)生，減輕運(yùn)行、勞動(dòng)強(qiáng)度，減少維護(hù)費(fèi)用，改善工作環(huán)境。

圖1　磨煤機(jī)料位——出力特性曲線

圖2　給煤自動(dòng)控制

圖3　熱風(fēng)門自動(dòng)控制

圖4　溫風(fēng)門自動(dòng)控制

2　制粉系統(tǒng)三回路控制方法

5#爐制粉系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)DCS控制，所以利用現(xiàn)有DCS系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)制粉系統(tǒng)三回路控制，即根據(jù)磨煤機(jī)料位控制給煤量；根據(jù)出口溫度和系統(tǒng)風(fēng)壓調(diào)整熱風(fēng)門和溫風(fēng)門開度。這三個(gè)控制回路中料位控制回路是主回路，主要實(shí)現(xiàn)料位的定值控制；風(fēng)溫、風(fēng)壓控制回路是輔助回路，在系統(tǒng)工況發(fā)生大的改變，料位控制回路不能將其調(diào)整過來時(shí)，才對(duì)風(fēng)門動(dòng)作；同時(shí)在各控制回路之間引入?yún)f(xié)調(diào)控制，從而使制粉系統(tǒng)始終控制在最佳運(yùn)行狀態(tài)。

2.1磨煤機(jī)料位自動(dòng)控制

在一定工況下，磨煤機(jī)（研磨）出力主要受磨煤機(jī)料位影響。磨煤機(jī)料位——出力特性曲線如圖1所示。從曲線3可以看出，磨煤機(jī)出力并不隨其內(nèi)存煤量的增加而持續(xù)增大，實(shí)際上磨煤機(jī)存在最大出力點(diǎn)，即最佳工作點(diǎn)。但是，不論料位值在什么位置，總對(duì)應(yīng)一個(gè)磨煤機(jī)出力。給煤的大小需要依據(jù)磨煤機(jī)內(nèi)的存煤量，通過給煤機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整，不管磨煤機(jī)的料位值在什么位置，都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的給煤機(jī)轉(zhuǎn)速與之對(duì)應(yīng)，使磨煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。我們通過噪聲傳感器測(cè)得磨煤機(jī)內(nèi)的料位值，調(diào)節(jié)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制磨煤機(jī)內(nèi)的料位，使磨煤機(jī)出力最大。

2.2出口溫度和入口負(fù)壓自動(dòng)控制

在磨煤機(jī)料位穩(wěn)定地條件下，存煤量對(duì)出口溫度和入口負(fù)壓的影響很小，此時(shí)出口溫度和入口負(fù)壓構(gòu)成兩變量耦合對(duì)象，單獨(dú)對(duì)出口溫度或者入口負(fù)壓控制既不現(xiàn)實(shí)，也難以取得成功。所以采用解耦控制策略，同時(shí)對(duì)出口溫度和入口負(fù)壓進(jìn)行控制，其依據(jù)為：在磨煤機(jī)料位控制穩(wěn)定的狀態(tài)下，增大熱風(fēng)量同時(shí)減少再循環(huán)風(fēng)量可以在保證入口負(fù)壓不變時(shí)，將出口溫度調(diào)大；反之，可以把出口溫度調(diào)小。無論增加熱風(fēng)量還是再循環(huán)風(fēng)量，都使得入口負(fù)壓變??；反之，入口負(fù)壓變大。在入口負(fù)壓和出口溫度需要同時(shí)調(diào)整時(shí)，優(yōu)先考慮入口負(fù)壓還是出口溫度，必須依據(jù)制粉系統(tǒng)操作規(guī)程。出口溫度控制和入口負(fù)壓控制要求同時(shí)投入自動(dòng)，且要滿足磨煤機(jī)料位控制投入自動(dòng)及料位穩(wěn)定的前提條件。

2.3控制效果分析

以本廠三回路控制為例，分析給煤控制以及風(fēng)門控制效果。給煤自動(dòng)控制曲線如圖2所示。

熱風(fēng)門自動(dòng)控制曲線如圖3所示。

溫風(fēng)門自動(dòng)控制曲線如圖4所示。

3　結(jié)語

經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行，磨煤機(jī)料位值能夠準(zhǔn)確反映磨煤機(jī)內(nèi)實(shí)際的存煤量；給煤自動(dòng)控制能夠穩(wěn)定磨煤機(jī)出力，出口溫度和入口負(fù)壓自動(dòng)控制能夠很好的保證制粉系統(tǒng)的干燥處理和系統(tǒng)風(fēng)壓；達(dá)到了磨煤機(jī)內(nèi)的存煤量穩(wěn)定，出口溫度和系統(tǒng)風(fēng)壓正常運(yùn)行的目的。減少了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

［1］張欒英.火電廠過程控制［M］.中國(guó)電力出版社，2000.

［2］劉志遠(yuǎn).火電廠計(jì)算機(jī)控制［M］.中國(guó)電力出版社，2007.

譚彬（1972—），男，陜西三源人，大學(xué)，助理工程師。研究方向：工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化。