直吹式中速磨煤機風量調(diào)節(jié)特性及自動控制研究

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

關(guān)鍵詞：磨煤機;風門特性;自動

一、設備概述

大唐魯北發(fā)電有限責任公司#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

磨煤機入口一次風流量自動控制思路是以磨煤機入口一次風流量作為被調(diào)量，以磨煤機入口熱一次風調(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調(diào)節(jié)門開度與一次風流量之間的線性對應關(guān)系較差，從而導致1、2號爐磨煤機一次風量自動無法正?？煽客度?。

三、試驗論證

3.1? 風量測量裝置冷態(tài)標定

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

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

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

為了分析A、B、C磨一次風測風裝置偏大的原因，鍋爐、熱控專業(yè)人員進入一次風風道內(nèi)進行檢查，發(fā)現(xiàn)雙文丘里測風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 風量測量裝置熱態(tài)標定

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

風速測量結(jié)果如圖4所示，結(jié)果顯示風速分布基本均勻，風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℃，可見到達測風裝置前冷熱風已經(jīng)充分混合，不存在風溫混合不均的問題。

3.3? 磨煤機冷熱風門特性試驗

運行過程在1A磨風量與風門特性關(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 熱風調(diào)門流量特性

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

3.3.2 冷風調(diào)門流量特性

由于冷風調(diào)門開度關(guān)到50%，表盤風量沒有顯示，因此進行冷風調(diào)門特性試驗時，熱風調(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，冷風調(diào)門開度小于60%時，線性較好。

3.4? 其他電廠磨煤機風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門特性進行了試驗，便于和魯北公司的磨煤機風門特性進行對比。

3.4.1 熱風調(diào)門流量特性

在冷風關(guān)斷門關(guān)閉，冷風流量為0的情況下，進行了熱風調(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)，熱風門線性較好。

3.4.2冷風調(diào)門流量特性

在熱風關(guān)斷門關(guān)閉，熱風流量為0的情況下，進行了冷風調(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)，冷風門線性較好。特別是當冷風門全關(guān)時，風量流量為0，說明冷風調(diào)節(jié)門全關(guān)時，基本不漏風。

四、原因分析

1、磨煤機熱一次風調(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)，是風門調(diào)節(jié)特性差的主要原因。

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

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

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

五、處理措施

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

2、更換調(diào)節(jié)線性好且不漏風的冷風門。

3、考慮更換冷風引入位置，保證其與熱風調(diào)門有足夠距離。

4、更換矩陣式風量測量裝置，加裝自動反吹掃，確保風量測量準確。

5、現(xiàn)場設備檢修改造完成后對自動邏輯進行優(yōu)化：

5.1 優(yōu)化設置風煤比參數(shù)，并設置風量偏置給定，以便運行人員在風煤比基礎上根據(jù)實際工況進行風量調(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)化冷一次風調(diào)節(jié)門指令函數(shù)作為風量調(diào)節(jié)前饋，降低磨煤機冷、熱一次風呈直角混合氣流分布不均對風量調(diào)節(jié)的影響。

六、結(jié)束語

磨煤機一次風量自動品質(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)，魯北公司通過風門特性試驗論證及設備檢修改造，解決了風門調(diào)節(jié)特性差的問題，目前2臺機組磨煤機一次風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)一次風運行參數(shù)整體優(yōu)化.《中國電機工程學報》，2010年S1期

[2] 陳方前.中速磨入口一次風量控制邏輯優(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 大學本科 熱工主任工程師 大唐魯北發(fā)電有限責任公司 研究方向：熱工儀表及自動化控制。