賀佳

摘 要：針對傳統(tǒng)中速磨系統(tǒng)的特點(diǎn)，對中速磨控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)分離器出口煤粉細(xì)度在線分析、煤層厚度在線檢測和磨機(jī)振動(dòng)在線監(jiān)測。通過磨輥壓緊力、熱風(fēng)門、分離器旋轉(zhuǎn)速度的在線自動(dòng)協(xié)調(diào)控制，將煤粉細(xì)度、磨內(nèi)風(fēng)量、煤層厚度和磨機(jī)振動(dòng)自動(dòng)閉環(huán)控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)中速磨的在線分析和智能優(yōu)化控制。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化控制；燃煤機(jī)組；中速磨煤機(jī)；參數(shù)檢測；在線分析

1 前言

近年來我國的電力建設(shè)中，超超臨界燃煤機(jī)組成為建設(shè)的主流。在燃煤機(jī)組中，磨煤機(jī)是重要的輔機(jī)之一，中速磨因其高效、節(jié)能、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝空間小等優(yōu)點(diǎn)而被普遍采用，其運(yùn)行狀況直接影響著鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，磨煤機(jī)出力及煤粉細(xì)度直接影響鍋爐的燃燒狀況，其碾磨過程和煤粉分離過程是影響磨煤機(jī)的最終出力和煤粉細(xì)度的決定性因素之一。

2 中速磨系統(tǒng)現(xiàn)狀

華電萊州電廠一期超超臨界燃煤機(jī)組采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括中速輥式磨煤機(jī)6臺(tái)，其中1臺(tái)備用，5臺(tái)在額定負(fù)荷下正常運(yùn)行。傳統(tǒng)中速磨系統(tǒng)采用人工控制方法，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行控制，普遍存在如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）無法精確測量和在線控制原煤層厚度；（2）無法通過原煤厚度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，保障研磨能力和煤粉細(xì)度分布的最佳；（3）沒有實(shí)現(xiàn)煤粉細(xì)度在線分析；（4）沒有實(shí)現(xiàn)根據(jù)煤粉細(xì)度變化在線自動(dòng)調(diào)整分離器旋轉(zhuǎn)速度；（5）沒有實(shí)現(xiàn)磨機(jī)振動(dòng)在線分析和磨機(jī)狀態(tài)在線調(diào)整；（6）沒有對磨輥和磨碗磨損狀況進(jìn)行在線監(jiān)測和分析。

3 中速磨系統(tǒng)智能優(yōu)化控制方案分析

針對傳統(tǒng)中速磨系統(tǒng)存在的問題，為實(shí)現(xiàn)對中速磨系統(tǒng)參數(shù)的在線自動(dòng)調(diào)整，對中速磨控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析優(yōu)化。優(yōu)化目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）在線智能檢測原煤厚度和磨損量；（2）實(shí)現(xiàn)磨輥加載力、給煤量、煤層厚度三者間的最佳匹配；（3）智能分析和控制煤粉細(xì)度變化；（4）實(shí)時(shí)分析控制磨內(nèi)通風(fēng)量。通過上述對中速磨系統(tǒng)的優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)中速磨的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

3.1 研磨區(qū)原煤厚度及磨損量的智能檢測

原煤層厚度在線檢測系統(tǒng)是一套硬件測量裝置與軟測量技術(shù)結(jié)合的測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過安裝在磨輥支持架上的高分辨率位移激光測量系統(tǒng)，檢測出運(yùn)行期間磨輥整體的抬升量，通過測控軟件系統(tǒng)，將不斷抖動(dòng)的抬升量進(jìn)行濾波和算法分析，得出穩(wěn)定的抬升量數(shù)據(jù)，再通過磨輥和磨碗磨損分析建模和建模自動(dòng)修正軟測量技術(shù)對抬升高度進(jìn)行修正，剔除磨損值，輸出磨輥與磨碗間原煤厚度的精確測量值，同時(shí)在線輸出磨輥、磨碗的磨損量。

3.2 磨輥加載力優(yōu)化控制

磨輥加載力優(yōu)化控制，以給煤量變化作為前饋，以煤層厚度測量值作為反饋，通過在線自動(dòng)調(diào)整磨輥壓力，將原煤層厚度控制在設(shè)定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)磨輥加載力、給煤量、煤層厚度三者之間的最佳匹配。

3.3 煤粉細(xì)度在線分析與智能控制

3.3.1 煤粉細(xì)度在線分析

在線測量技術(shù)只有通過在線自動(dòng)控制，才能最大限度的發(fā)揮其作用，煤粉細(xì)度的在線測量也一樣，只有以煤粉細(xì)度在線測量值作為反饋信號，通過自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)籠速度、煤層厚度以及通風(fēng)量，最終實(shí)現(xiàn)煤粉細(xì)度的閉環(huán)自動(dòng)控制才有意義。

3.3.2 煤粉細(xì)度智能控制

根據(jù)采用煤粉細(xì)度變化趨勢在線實(shí)時(shí)軟測量結(jié)果，結(jié)合煤粉細(xì)度化驗(yàn)細(xì)度結(jié)果在線修正技術(shù)，在設(shè)定范圍內(nèi)閉環(huán)控制分離器轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)細(xì)度趨勢的在線測量和閉環(huán)控制。其控制原理的實(shí)質(zhì)，就是尋找影響煤粉細(xì)度與各種因素之間的內(nèi)在規(guī)律，以煤粉軟測量分析結(jié)果為反饋，通過控制煤層厚度控制逸出煤粉細(xì)度分布的穩(wěn)定性，通過在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)精細(xì)在線調(diào)整轉(zhuǎn)籠速度，與給煤量、通風(fēng)量和磨輥加載力相匹配，實(shí)現(xiàn)煤粉細(xì)度和均勻性的穩(wěn)定和可控。

3.4 磨內(nèi)通風(fēng)量優(yōu)化控制

磨內(nèi)通風(fēng)量的變化對磨機(jī)的輸送出力、研磨出力、分離效率、帶粉能力、火焰燃燒等影響非常大，傳統(tǒng)的風(fēng)量測量方法方法容易堵塞、失真，信號變化緩慢，對磨機(jī)的運(yùn)行和鍋爐的燃燒不利。我們采用數(shù)據(jù)挖掘算法，實(shí)時(shí)分析、判斷風(fēng)量的變化趨勢，及時(shí)的根據(jù)風(fēng)速、給煤量、通風(fēng)量等因素調(diào)節(jié)風(fēng)門開度，把風(fēng)量穩(wěn)定在一個(gè)合理范圍內(nèi)，為磨機(jī)和鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，如圖1所示。

4 優(yōu)化結(jié)果分析

中速磨主控系統(tǒng)優(yōu)化后主要實(shí)現(xiàn)了以下幾方面功能：

（1）精確控制煤層厚度，自動(dòng)調(diào)整磨輥壓緊力，提高細(xì)度分布的穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)性。

（2）在線分析煤粉細(xì)度變化趨勢，并根據(jù)通風(fēng)給煤等實(shí)時(shí)工況的變化，在線調(diào)整分離器轉(zhuǎn)籠速度，提高煤粉細(xì)度的穩(wěn)定性，提高燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

（3）控制磨內(nèi)粒狀原煤和煤粉的存量，保障機(jī)組快速持久負(fù)荷變化時(shí)煤粉的供應(yīng)和煤粉濃度的穩(wěn)定，提高AGC性能。

（4）在線分析磨內(nèi)通風(fēng)量變化，實(shí)時(shí)優(yōu)化控制風(fēng)門開度。

（5）穩(wěn)定煤層厚度和在線監(jiān)控磨機(jī)振動(dòng)，避免低料位運(yùn)行、高料位運(yùn)行和磨機(jī)振動(dòng)超限，提高系統(tǒng)的安全性，降低鋼耗和噪音污染。

5 結(jié)論

中速磨系統(tǒng)智能優(yōu)化控制，以分離器出口煤粉細(xì)度在線分析、煤層厚度在線檢測以及振動(dòng)在線監(jiān)測為基礎(chǔ)，通過磨輥壓緊力、熱風(fēng)門、分離器旋轉(zhuǎn)速度的在線自動(dòng)協(xié)調(diào)控制，將煤粉細(xì)度、磨內(nèi)風(fēng)量、煤層厚度和磨機(jī)振動(dòng)自動(dòng)閉環(huán)控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，從而極大地改善了控制系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)效果，實(shí)現(xiàn)了中速磨運(yùn)行水平的大幅提升。

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（作者單位：華電萊州發(fā)電有限公司）