[发明专利]一种双进双出磨煤机制粉系统的协调控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电厂协调控制领域，具体地，涉及一种双进双出磨煤机制粉系统的协调控制系统及方法。

背景技术

近年来，双进双出钢球磨煤机因具有系统简单，投入运行设备少，煤种适应较强，运行可靠，效率高，锅炉负荷响应速度快、风煤比低、出力稳定、煤粉细度高，燃烧充分等特点，逐渐成为火力发电厂直吹式锅炉制粉系统的主要制粉设备。而较之以前的中速磨煤机，在协调控制系统（CCS）设计及控制过程中有着自身的特点。

在现有技术中，双进双出钢球磨煤机制粉系统的工艺流程如下：

原煤由原煤仓经给煤机进入混料箱，被旁路风预干燥后，经中空轴进入磨煤机研磨。一次冷、热风混合后，经容量风挡板进入磨煤机，将煤粉吹出，并与旁路风混合后，由煤粉分离器进入炉膛燃烧。由于该系统没有中间仓储式制粉系统的粉仓，系统大为简化。磨煤机的出力完全由通过磨煤机的容量风来决定，因而对负荷的响应迅速，可以达到快速升降负荷的能力，尤其是一次风对机组出力的影响十分明显。磨煤机的桶体又具有一定的储粉能力，因此，该系统兼有直吹式和中储式制粉系统的优点，调整十分灵活。

在现有双进双出钢球磨煤机制粉系统的调节回路及基本策略中，整个制粉系统主要有以下几个调节回路：

⑴磨煤机负荷控制

煤粉由容量风带出磨煤机，在磨内粉位一定的情况下（即风/粉比一定），控制容量风的流量，就可以控制磨的出力。

考虑到大多容量风测点安装的位置无足够的直管段，测量装置本身如果又存在某些问题，将导致风量测量不准，系统不易稳定，存在较大的内扰。故目前的设计方案为燃料主控的指令经f（x）并加负荷指令的动态前馈后形成容量风量的给定值，然后与容量风平均指令进行比例积分运算形成控制指令，而不与实际的容量风流量构成闭环。这样，因风量测量引起的扰动就被克服了。但这种方案也存在一个缺点：燃料主控指令不变时，容量风也应不变。如果容量风量波动，系统无法迅速克服这种内扰，而要等到汽压变化后，再调整容量风量，这就造成机组运行工况的扰动，本厂的主汽压偏差最大达1MPa之多，稳态时间达到600S。因此，这只是权宜之计，尽量还是要将容量风测点标好。

⑵磨煤机总风量控制

磨煤机的总风量包括容量风和旁路风，容量风用于输送煤粉，流量与磨的负荷成正比，旁路风有两个作用：干燥原煤及保证最小总风量，防止煤粉在管道沉积。总风量的曲线f（x）保证了风量设定值大于最小总风量，但是未利用旁路风对磨出口汽温的调节作用。

⑶磨煤机粉位控制

双进双出磨的优点是对负荷变化的响应快，其原因是磨出力的改变是通过容量风流量的改变而改变的，而前提条件是，磨的料位必须保持恒定，即风/粉比恒定。

⑷磨煤机出口温度控制

磨的出口温度通过进入磨煤机的一次风温控制。调节一次冷风、热风挡板来配比一次风温。两个挡板均控制出口温度，风量的扰动必然加大。另外也未考虑暖磨的过程,此时不控制磨的出口温度，而控制磨的入口风温，这时全开热风门关闭冷风门，一般加热到60℃以上就可以启动了，然后根据给煤量的大小和冷、热风门开度大小来控制磨的出口温度在正常范围之内。

目前，常用的控制策略有两种：

⑴磨煤机出力的控制方面，直接采用对容量风量进行控制，即机组在协调方式下直接控制磨煤机的容量风量，在这种情况下，当机组负荷发生变化而需要磨煤机改变出力时，它是通过对容量风流量的判断来改变磨煤机的出力，也就是说根据所需要的容量风流量来确定容量风门的开度。优点是可实现定量高精度控制，负荷与风量间可通过定量计算来找出关系曲线，缺点是对风量的测量准确度提出较高要求，而由于空间结构以及测量元件安装等原因，容量风风量的准确、稳定测量一直就是这正是双进双出磨煤机的控制难点之一，给控制带来很多干扰问题。

⑵磨煤机出力的控制方面，直接对容量风门开度进行控制，即机组在协调方式下直接控制磨煤机的容量风量，在这种情况下，机组在协调方式下，当外界负荷变化时，锅炉主控输出直接作用于磨煤机的容量风门，并且按照容量风门的阀门特性来快速提供机组负荷所需的容量风流量，优点是当机组负荷发生变化时能够及时、快速的改变磨煤机的出力，缺点是无法实现定量高精度控制。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在稳定性差、抗干扰能力弱与定量控制精度低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种双进双出磨煤机制粉系统的协调控制系统，以实现稳定性好、抗干扰能力强与定量控制精度高的优点。