直吹式中速磨煤机控制策略优化
2014-08-27娄云
娄云
摘要:本文主要针对大唐珲春发电厂由于煤质问题,造成磨煤机断煤,引起磨煤机振动的原因。通过分析磨煤机控制系统的实际情况,提出优化磨煤机加载力控制曲线策略,减少断煤时磨辊与磨盘的严重碰撞。
关键词:加载力磨辊断煤
1 概述
大唐珲春发电厂(以下简称珲春厂)两台2*330MW机组,共有2*5台MPS212HP-II型中速磨煤机。MPS系列磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式磨煤机,碾磨原理与传统的轮碾式磨完全不同,落到旋转的磨盘中间的煤在离心力作用下甩到磨盘瓦表面并经过磨辊的碾压,为减小磨料的粒径所需要的碾磨压力是由外部传输进来的。碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力=部件重力+加载力)由液压系统提供。磨煤机液压站采用液压变加载系统,这种系统的液压碾磨力是可调的,在不同工况下均可调节到相应的最佳碾磨力。当煤量发生变化或负荷快速变化时,碾磨力快速调节。即给煤量与磨煤机加载力呈线性关系曲线。这条关系曲线是否合理,直接关系碾磨力的大小。因此,优化控制曲线,才能减少磨辊与磨盘不必要的碰撞,提供磨盘瓦的使用寿命。
2 影响磨煤机电耗的因素
2.1 影响磨煤机一次风压机电耗的主要因素是:①设计的风机的风量、风压裕量过大。②运行时挡板节流损失过大;等于大幅度增大系统阻力,耗电大,效率低。③机组负荷波动大,使风机不能在最佳状态下运行,风机效率低,耗电大。
2.2 磨煤机的一次风压对磨煤机及锅炉的影响。锅炉的一次风作为煤粉的干燥风和携带风,风温影响煤粉干燥,风压影响煤粉刚性和细度。若风压过高,将使煤粉颗粒变粗,容易磨穿煤粉管弯头,同时煤粉刚性增大,推迟煤粉在炉膛的着火,燃烧不够完全,同时会造成排烟温度升高,再热器减温水量增加,而降低机组效率,同时一次风的漏量及磨损增加,造成厂用电增加和维修费用提高,因而保持磨煤机合适的煤量,保证合适的一次风量可以使安全和经济效益同时得到保证。若风压过低,容易堵塞煤粉管,刚性减弱,易引起火焰回火烧损燃烧器。
3 调整磨煤机的依据
3.1 一般通过热冷风调门控制热冷风量,为了保证磨煤机制粉的效果,应主要考虑用一次热风,尽量满足磨煤机的风煤比,由于单纯增加一次热风量会导致磨煤机出口温度超过规定的温度,因此为了保证出口温度不超标,又要满足制粉所需的风煤比,才需要增加一定的冷风,同时冷风的压头高。
3.2 在控制出口温度的同时,监视调整时要考虑保持合适的一次风率,贫煤一次风速一般为20-30m/s,烟煤一次风速一般为25-33m/s,以保证一次风的刚度,确保四角切圆的稳定形成,炉内燃烧的稳定。
3.3 为了节能,在保证锅炉炉内燃烧稳定的前提下,应尽量采用较低一次风的风压,降低一次风机耗电。一次风压头主要取决于煤粉流的阻力及风道、空预器、挡板、磨煤机的流动阻力,其压头是随锅炉需煤量的变化而变化。维持风道一次风压力在一定值,适应一定范围的符合变化。
3.4 磨煤机风煤比一般为:18-2.2kg(风)/kg(煤),合理的风煤比可以保证煤粉细度,同时保证煤粉进入炉膛后尽快的燃烧。一次风量偏大时,则可能使煤粉变粗,同时着火推迟,而风量偏小,则不能及时将磨制煤粉及时吹走,而造成磨煤机堵煤。判断合理的风煤比的条件:①在保证磨煤机出口温度的条件下,尽量减小冷一次风、多用热一次风量。②检查磨煤机渣量应无增加。③观察磨煤机电流无明显增加。④检查磨煤机振动及加载压力波动无明显变化。若以上参数变化明显,则为风量偏小,应提高风量。
3.5 磨煤机风量调整一般通过冷热风调门调整,在冷热风调门开度达到50%-60%时,挡板对一次风节流损失相对较小,说明一次风压已无调节裕量时,应通过提高一次风母管压力进行调整。
3.6 一次风压过高将会造成挡板开度较小,节流损失加大,造成风机损失增加,同时会造成系统漏风量增加和风道阻力的增加,而使一次风机电耗增加,同时风道的磨损及风门挡板的磨损增加,空预器密封的损坏,使漏风量增加,加大了引风机的出力,使厂用电进一步增加。
3.7 由于煤种变化,可磨系数变化,出力可作适当调整,以磨煤机不出现煤大现象为准,一次风压10kpa以下,热风调门在50%-60%左右,保证一定的调节裕度,挥发分高的煤,磨出口温度在80℃左右,贫瘦煤磨出口温度在85℃-90℃之间为宜。
4 优化前磨煤机控制实际状况
4.1 磨煤机液压加载力控制逻辑是通过煤量的变化导致磨煤机的加载力控制系统动作,使加载力油压达到给定值,以满足磨煤机所需的最佳碾磨力。
4.2 磨煤机液压加载力控制曲线。磨煤机液压加载力控制曲线修改前如图1。
■
图1
4.3 优化前控制系统暴露问题
①磨煤机原加载力自动控制逻辑为磨煤机煤量在0-25t/h时,对应的加载力为3.5MPa,所以在磨煤机断煤时,须由运行人员操作降低加载力,有一定的迟延时间。②机组自投产以来,由于煤质变化,频繁发生给煤机断煤现象,给煤机断煤后,磨辊与磨盘直接接触,磨煤机加载力没有减少,导致磨辊与磨盘严重碰撞,多次发生磨盘瓦断裂损坏事件,严重威胁设备安全运行。
5 磨煤机控制系统优化
5.1 对磨煤机液压加载系统进行特性试验
5.2 试验结论①在磨煤机液压系统正常工作时,磨煤机加载力与给煤量关系属于非线性关系,指令发出后,液压系统的迟缓时间在5秒内,曲线能够满足控制要求。②通过提高检修质量,对液压控制阀进行检修、清洗,液压油滤油,加载力变送器校验等,能够有效改善液压加载控制系统的反应速度。因此磨煤机控制系统性能的优化工作的关键在于控制曲线设置的是否合理。
5.3 磨煤机控制曲线修改 由于在断煤时,磨煤机振动现象比较严重,此时磨辊与磨盘直接接触,因此修改后曲线如图2。
■
图2
修改后曲线,煤量在10T/H以下时,磨煤机加载力对应为0。即当给煤机断煤时,磨煤机液压加载力控制系统使加载力迅速减至0,减少磨辊与磨盘的碰撞。
5.4 磨煤机控制逻辑修改 磨煤机加载力控制逻辑设计加载力控制由自动控制切至手动的条件:①实际作用力油压与煤量对应曲线(即PID控制的测量值与给定值)有±3MPa的偏差时。②对应给煤机的煤量小于10t/h且来给煤机断煤信号,延时5S。③对应给煤机联锁跳闸时。
在磨煤机断煤时,加载力控制满足以上条件而切至手动,手动后磨煤机加载力不能够自动减为0,导致磨煤机仍然会有振动现象。因此取消了磨煤机液压加载作用力自动切手动的条件。即:磨煤机加载力控制手操器始终为自动状态,除非运行人员手动切换。
6 结束语
曲线优化后,观察试验曲线,优化前断煤时加载力最低降到3.5MPa,需要运行人员手动将加载力指令设置为0,期间磨煤机振动大,对设备损坏严重。优化后,磨煤机断煤时,加载力自动减少到0MPa,减少了磨辊对磨盘的碰撞力,保护了磨煤机设备。通过优化磨煤机加载力控制曲线、完善控制逻辑、提高磨煤机设备检修质量,有效避免了磨煤机由于断煤造成振动大而损坏磨盘瓦的不安全事件,为企业安全生产、经济稳定运行做出了巨大贡献。
参考文献:
[1]DL/T 5175-2003,火力发电厂热工控制系统设计技术规定[S].
[2]DL/T 774-2004,火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].
[3]范从振.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1986.
endprint
摘要:本文主要针对大唐珲春发电厂由于煤质问题,造成磨煤机断煤,引起磨煤机振动的原因。通过分析磨煤机控制系统的实际情况,提出优化磨煤机加载力控制曲线策略,减少断煤时磨辊与磨盘的严重碰撞。
关键词:加载力磨辊断煤
1 概述
大唐珲春发电厂(以下简称珲春厂)两台2*330MW机组,共有2*5台MPS212HP-II型中速磨煤机。MPS系列磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式磨煤机,碾磨原理与传统的轮碾式磨完全不同,落到旋转的磨盘中间的煤在离心力作用下甩到磨盘瓦表面并经过磨辊的碾压,为减小磨料的粒径所需要的碾磨压力是由外部传输进来的。碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力=部件重力+加载力)由液压系统提供。磨煤机液压站采用液压变加载系统,这种系统的液压碾磨力是可调的,在不同工况下均可调节到相应的最佳碾磨力。当煤量发生变化或负荷快速变化时,碾磨力快速调节。即给煤量与磨煤机加载力呈线性关系曲线。这条关系曲线是否合理,直接关系碾磨力的大小。因此,优化控制曲线,才能减少磨辊与磨盘不必要的碰撞,提供磨盘瓦的使用寿命。
2 影响磨煤机电耗的因素
2.1 影响磨煤机一次风压机电耗的主要因素是:①设计的风机的风量、风压裕量过大。②运行时挡板节流损失过大;等于大幅度增大系统阻力,耗电大,效率低。③机组负荷波动大,使风机不能在最佳状态下运行,风机效率低,耗电大。
2.2 磨煤机的一次风压对磨煤机及锅炉的影响。锅炉的一次风作为煤粉的干燥风和携带风,风温影响煤粉干燥,风压影响煤粉刚性和细度。若风压过高,将使煤粉颗粒变粗,容易磨穿煤粉管弯头,同时煤粉刚性增大,推迟煤粉在炉膛的着火,燃烧不够完全,同时会造成排烟温度升高,再热器减温水量增加,而降低机组效率,同时一次风的漏量及磨损增加,造成厂用电增加和维修费用提高,因而保持磨煤机合适的煤量,保证合适的一次风量可以使安全和经济效益同时得到保证。若风压过低,容易堵塞煤粉管,刚性减弱,易引起火焰回火烧损燃烧器。
3 调整磨煤机的依据
3.1 一般通过热冷风调门控制热冷风量,为了保证磨煤机制粉的效果,应主要考虑用一次热风,尽量满足磨煤机的风煤比,由于单纯增加一次热风量会导致磨煤机出口温度超过规定的温度,因此为了保证出口温度不超标,又要满足制粉所需的风煤比,才需要增加一定的冷风,同时冷风的压头高。
3.2 在控制出口温度的同时,监视调整时要考虑保持合适的一次风率,贫煤一次风速一般为20-30m/s,烟煤一次风速一般为25-33m/s,以保证一次风的刚度,确保四角切圆的稳定形成,炉内燃烧的稳定。
3.3 为了节能,在保证锅炉炉内燃烧稳定的前提下,应尽量采用较低一次风的风压,降低一次风机耗电。一次风压头主要取决于煤粉流的阻力及风道、空预器、挡板、磨煤机的流动阻力,其压头是随锅炉需煤量的变化而变化。维持风道一次风压力在一定值,适应一定范围的符合变化。
3.4 磨煤机风煤比一般为:18-2.2kg(风)/kg(煤),合理的风煤比可以保证煤粉细度,同时保证煤粉进入炉膛后尽快的燃烧。一次风量偏大时,则可能使煤粉变粗,同时着火推迟,而风量偏小,则不能及时将磨制煤粉及时吹走,而造成磨煤机堵煤。判断合理的风煤比的条件:①在保证磨煤机出口温度的条件下,尽量减小冷一次风、多用热一次风量。②检查磨煤机渣量应无增加。③观察磨煤机电流无明显增加。④检查磨煤机振动及加载压力波动无明显变化。若以上参数变化明显,则为风量偏小,应提高风量。
3.5 磨煤机风量调整一般通过冷热风调门调整,在冷热风调门开度达到50%-60%时,挡板对一次风节流损失相对较小,说明一次风压已无调节裕量时,应通过提高一次风母管压力进行调整。
3.6 一次风压过高将会造成挡板开度较小,节流损失加大,造成风机损失增加,同时会造成系统漏风量增加和风道阻力的增加,而使一次风机电耗增加,同时风道的磨损及风门挡板的磨损增加,空预器密封的损坏,使漏风量增加,加大了引风机的出力,使厂用电进一步增加。
3.7 由于煤种变化,可磨系数变化,出力可作适当调整,以磨煤机不出现煤大现象为准,一次风压10kpa以下,热风调门在50%-60%左右,保证一定的调节裕度,挥发分高的煤,磨出口温度在80℃左右,贫瘦煤磨出口温度在85℃-90℃之间为宜。
4 优化前磨煤机控制实际状况
4.1 磨煤机液压加载力控制逻辑是通过煤量的变化导致磨煤机的加载力控制系统动作,使加载力油压达到给定值,以满足磨煤机所需的最佳碾磨力。
4.2 磨煤机液压加载力控制曲线。磨煤机液压加载力控制曲线修改前如图1。
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图1
4.3 优化前控制系统暴露问题
①磨煤机原加载力自动控制逻辑为磨煤机煤量在0-25t/h时,对应的加载力为3.5MPa,所以在磨煤机断煤时,须由运行人员操作降低加载力,有一定的迟延时间。②机组自投产以来,由于煤质变化,频繁发生给煤机断煤现象,给煤机断煤后,磨辊与磨盘直接接触,磨煤机加载力没有减少,导致磨辊与磨盘严重碰撞,多次发生磨盘瓦断裂损坏事件,严重威胁设备安全运行。
5 磨煤机控制系统优化
5.1 对磨煤机液压加载系统进行特性试验
5.2 试验结论①在磨煤机液压系统正常工作时,磨煤机加载力与给煤量关系属于非线性关系,指令发出后,液压系统的迟缓时间在5秒内,曲线能够满足控制要求。②通过提高检修质量,对液压控制阀进行检修、清洗,液压油滤油,加载力变送器校验等,能够有效改善液压加载控制系统的反应速度。因此磨煤机控制系统性能的优化工作的关键在于控制曲线设置的是否合理。
5.3 磨煤机控制曲线修改 由于在断煤时,磨煤机振动现象比较严重,此时磨辊与磨盘直接接触,因此修改后曲线如图2。
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图2
修改后曲线,煤量在10T/H以下时,磨煤机加载力对应为0。即当给煤机断煤时,磨煤机液压加载力控制系统使加载力迅速减至0,减少磨辊与磨盘的碰撞。
5.4 磨煤机控制逻辑修改 磨煤机加载力控制逻辑设计加载力控制由自动控制切至手动的条件:①实际作用力油压与煤量对应曲线(即PID控制的测量值与给定值)有±3MPa的偏差时。②对应给煤机的煤量小于10t/h且来给煤机断煤信号,延时5S。③对应给煤机联锁跳闸时。
在磨煤机断煤时,加载力控制满足以上条件而切至手动,手动后磨煤机加载力不能够自动减为0,导致磨煤机仍然会有振动现象。因此取消了磨煤机液压加载作用力自动切手动的条件。即:磨煤机加载力控制手操器始终为自动状态,除非运行人员手动切换。
6 结束语
曲线优化后,观察试验曲线,优化前断煤时加载力最低降到3.5MPa,需要运行人员手动将加载力指令设置为0,期间磨煤机振动大,对设备损坏严重。优化后,磨煤机断煤时,加载力自动减少到0MPa,减少了磨辊对磨盘的碰撞力,保护了磨煤机设备。通过优化磨煤机加载力控制曲线、完善控制逻辑、提高磨煤机设备检修质量,有效避免了磨煤机由于断煤造成振动大而损坏磨盘瓦的不安全事件,为企业安全生产、经济稳定运行做出了巨大贡献。
参考文献:
[1]DL/T 5175-2003,火力发电厂热工控制系统设计技术规定[S].
[2]DL/T 774-2004,火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].
[3]范从振.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1986.
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摘要:本文主要针对大唐珲春发电厂由于煤质问题,造成磨煤机断煤,引起磨煤机振动的原因。通过分析磨煤机控制系统的实际情况,提出优化磨煤机加载力控制曲线策略,减少断煤时磨辊与磨盘的严重碰撞。
关键词:加载力磨辊断煤
1 概述
大唐珲春发电厂(以下简称珲春厂)两台2*330MW机组,共有2*5台MPS212HP-II型中速磨煤机。MPS系列磨煤机是具有三个固定磨辊的外加力型辊盘式磨煤机,碾磨原理与传统的轮碾式磨完全不同,落到旋转的磨盘中间的煤在离心力作用下甩到磨盘瓦表面并经过磨辊的碾压,为减小磨料的粒径所需要的碾磨压力是由外部传输进来的。碾磨物料需要的碾磨力(碾磨力=部件重力+加载力)由液压系统提供。磨煤机液压站采用液压变加载系统,这种系统的液压碾磨力是可调的,在不同工况下均可调节到相应的最佳碾磨力。当煤量发生变化或负荷快速变化时,碾磨力快速调节。即给煤量与磨煤机加载力呈线性关系曲线。这条关系曲线是否合理,直接关系碾磨力的大小。因此,优化控制曲线,才能减少磨辊与磨盘不必要的碰撞,提供磨盘瓦的使用寿命。
2 影响磨煤机电耗的因素
2.1 影响磨煤机一次风压机电耗的主要因素是:①设计的风机的风量、风压裕量过大。②运行时挡板节流损失过大;等于大幅度增大系统阻力,耗电大,效率低。③机组负荷波动大,使风机不能在最佳状态下运行,风机效率低,耗电大。
2.2 磨煤机的一次风压对磨煤机及锅炉的影响。锅炉的一次风作为煤粉的干燥风和携带风,风温影响煤粉干燥,风压影响煤粉刚性和细度。若风压过高,将使煤粉颗粒变粗,容易磨穿煤粉管弯头,同时煤粉刚性增大,推迟煤粉在炉膛的着火,燃烧不够完全,同时会造成排烟温度升高,再热器减温水量增加,而降低机组效率,同时一次风的漏量及磨损增加,造成厂用电增加和维修费用提高,因而保持磨煤机合适的煤量,保证合适的一次风量可以使安全和经济效益同时得到保证。若风压过低,容易堵塞煤粉管,刚性减弱,易引起火焰回火烧损燃烧器。
3 调整磨煤机的依据
3.1 一般通过热冷风调门控制热冷风量,为了保证磨煤机制粉的效果,应主要考虑用一次热风,尽量满足磨煤机的风煤比,由于单纯增加一次热风量会导致磨煤机出口温度超过规定的温度,因此为了保证出口温度不超标,又要满足制粉所需的风煤比,才需要增加一定的冷风,同时冷风的压头高。
3.2 在控制出口温度的同时,监视调整时要考虑保持合适的一次风率,贫煤一次风速一般为20-30m/s,烟煤一次风速一般为25-33m/s,以保证一次风的刚度,确保四角切圆的稳定形成,炉内燃烧的稳定。
3.3 为了节能,在保证锅炉炉内燃烧稳定的前提下,应尽量采用较低一次风的风压,降低一次风机耗电。一次风压头主要取决于煤粉流的阻力及风道、空预器、挡板、磨煤机的流动阻力,其压头是随锅炉需煤量的变化而变化。维持风道一次风压力在一定值,适应一定范围的符合变化。
3.4 磨煤机风煤比一般为:18-2.2kg(风)/kg(煤),合理的风煤比可以保证煤粉细度,同时保证煤粉进入炉膛后尽快的燃烧。一次风量偏大时,则可能使煤粉变粗,同时着火推迟,而风量偏小,则不能及时将磨制煤粉及时吹走,而造成磨煤机堵煤。判断合理的风煤比的条件:①在保证磨煤机出口温度的条件下,尽量减小冷一次风、多用热一次风量。②检查磨煤机渣量应无增加。③观察磨煤机电流无明显增加。④检查磨煤机振动及加载压力波动无明显变化。若以上参数变化明显,则为风量偏小,应提高风量。
3.5 磨煤机风量调整一般通过冷热风调门调整,在冷热风调门开度达到50%-60%时,挡板对一次风节流损失相对较小,说明一次风压已无调节裕量时,应通过提高一次风母管压力进行调整。
3.6 一次风压过高将会造成挡板开度较小,节流损失加大,造成风机损失增加,同时会造成系统漏风量增加和风道阻力的增加,而使一次风机电耗增加,同时风道的磨损及风门挡板的磨损增加,空预器密封的损坏,使漏风量增加,加大了引风机的出力,使厂用电进一步增加。
3.7 由于煤种变化,可磨系数变化,出力可作适当调整,以磨煤机不出现煤大现象为准,一次风压10kpa以下,热风调门在50%-60%左右,保证一定的调节裕度,挥发分高的煤,磨出口温度在80℃左右,贫瘦煤磨出口温度在85℃-90℃之间为宜。
4 优化前磨煤机控制实际状况
4.1 磨煤机液压加载力控制逻辑是通过煤量的变化导致磨煤机的加载力控制系统动作,使加载力油压达到给定值,以满足磨煤机所需的最佳碾磨力。
4.2 磨煤机液压加载力控制曲线。磨煤机液压加载力控制曲线修改前如图1。
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4.3 优化前控制系统暴露问题
①磨煤机原加载力自动控制逻辑为磨煤机煤量在0-25t/h时,对应的加载力为3.5MPa,所以在磨煤机断煤时,须由运行人员操作降低加载力,有一定的迟延时间。②机组自投产以来,由于煤质变化,频繁发生给煤机断煤现象,给煤机断煤后,磨辊与磨盘直接接触,磨煤机加载力没有减少,导致磨辊与磨盘严重碰撞,多次发生磨盘瓦断裂损坏事件,严重威胁设备安全运行。
5 磨煤机控制系统优化
5.1 对磨煤机液压加载系统进行特性试验
5.2 试验结论①在磨煤机液压系统正常工作时,磨煤机加载力与给煤量关系属于非线性关系,指令发出后,液压系统的迟缓时间在5秒内,曲线能够满足控制要求。②通过提高检修质量,对液压控制阀进行检修、清洗,液压油滤油,加载力变送器校验等,能够有效改善液压加载控制系统的反应速度。因此磨煤机控制系统性能的优化工作的关键在于控制曲线设置的是否合理。
5.3 磨煤机控制曲线修改 由于在断煤时,磨煤机振动现象比较严重,此时磨辊与磨盘直接接触,因此修改后曲线如图2。
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图2
修改后曲线,煤量在10T/H以下时,磨煤机加载力对应为0。即当给煤机断煤时,磨煤机液压加载力控制系统使加载力迅速减至0,减少磨辊与磨盘的碰撞。
5.4 磨煤机控制逻辑修改 磨煤机加载力控制逻辑设计加载力控制由自动控制切至手动的条件:①实际作用力油压与煤量对应曲线(即PID控制的测量值与给定值)有±3MPa的偏差时。②对应给煤机的煤量小于10t/h且来给煤机断煤信号,延时5S。③对应给煤机联锁跳闸时。
在磨煤机断煤时,加载力控制满足以上条件而切至手动,手动后磨煤机加载力不能够自动减为0,导致磨煤机仍然会有振动现象。因此取消了磨煤机液压加载作用力自动切手动的条件。即:磨煤机加载力控制手操器始终为自动状态,除非运行人员手动切换。
6 结束语
曲线优化后,观察试验曲线,优化前断煤时加载力最低降到3.5MPa,需要运行人员手动将加载力指令设置为0,期间磨煤机振动大,对设备损坏严重。优化后,磨煤机断煤时,加载力自动减少到0MPa,减少了磨辊对磨盘的碰撞力,保护了磨煤机设备。通过优化磨煤机加载力控制曲线、完善控制逻辑、提高磨煤机设备检修质量,有效避免了磨煤机由于断煤造成振动大而损坏磨盘瓦的不安全事件,为企业安全生产、经济稳定运行做出了巨大贡献。
参考文献:
[1]DL/T 5175-2003,火力发电厂热工控制系统设计技术规定[S].
[2]DL/T 774-2004,火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].
[3]范从振.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1986.
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