制粉优化控制在中间储仓式制粉系统上的应用

2015-03-12唐伟

科学中国人 2015年26期

唐伟

中国石化仪征化纤有限责任公司

1 传统的中间储仓式制粉过程

1.1 制粉过程存在问题

中间储仓式制粉系统在火电厂应用较为广泛,它的优点是能适应各种煤种,且具有较高的可靠性。它的缺点也非常明显，自动化程度较低、系统设备庞大、钢球消耗量过高等,这些缺点使得制粉系统用电量长期居高不下,成为火电厂最主要最大的耗电系统之一。在操作人员凭借经验手动操作中,运行工况变化较大,系统无法稳定经济运行。同时受到煤质变化及操作水平的差异等方面局限性，实际运行过程中，欠煤、堵煤、超温、超压、漏粉等现象时有发生，影响制粉系统的安全稳定运行。

1.2 原因分析

由于制粉系统的运行调整依赖操作人员通过电流、风压和温度等运行参数人为判断，依靠经验进行人工操作的控制模式，导致自动化程度较低，磨煤机料位无法得到精确测量，给煤量自动控制无法稳定，所以磨煤机出口风温和系统风压难以控制，无法获取系统最佳工作点，所以不能保证制粉系统经济、优化运行。

2 中间储仓式制粉过程优化控制方案

2.1 料位优化控制

首先使用噪声传感器检测磨煤机内存煤量，得到一个4～20mA标准信号接入DCS的AI接口，作为磨煤机内存料位的料位值，并对其进行滤波，将该信号作为主信号。分别对出口温度、入口负压和出入口压差进行测量并处理，作为辅助信号，从而对磨煤机内存料位值进行修正，得到最终的料位前馈值。

其次将料位实际值（PV）与料位设定值（SV）进行比较运算，得到一个偏差信号，将此偏差信号进行PID运算，用PID输出结果来控制给煤机的给煤量，并通过软手操向给煤机发出控制指令，实现给煤机的给煤控制，从而达到料位控制的效果。

2.2 出口温度优化控制

以出口温度为主信号，通过控制热风门开度调节磨煤机出口温度；将出口温度实际值与出口温度设定值进行比较，得到一个出口温度偏差值，将此结果进行PID运算，再通过软手操发出热风门控制指令，控制热风门的开度大小，从而实现出口温度的控制；当磨煤机出口温度控制出现故障时，由判断逻辑自动判断，将热风门控制切换到手动状态。

当制粉系统手动运行时，出口温度设定值跟踪实际值，在投入热风门自动控制，避免热风门开度大范围波动，热风门自动运行时，保持出口温度实际值在设定范围内，解除自动后，设定值跟踪实际值，避免产生静态偏差。

2.3 系统风压优化控制

以入口负压为主信号，通过控制再循环风门开度调节制粉系统风压；将入口负压实际值与入口负压设定值进行比较，得到一个入口负压偏差值，将此结果进行PID运算，再通过软手操发出再循环风门控制指令，控制再循环风门的开度大小，从而实现入口负压的控制，由于热风门在调节出口温度时会影响到入口负压的变化，所以在入口负压调节中引入热风门调节的前馈作用，消除热风门调节时对入口负压的影响。

当制粉系统手动运行时，入口负压设定值跟踪实际值，投入再循环风门自动控制，避免再循环风门开度大范围波动，再循环风门自动运行时，保持入口负压实际值在设定范围内，解除自动后，设定值跟踪实际值，避免产生静态偏差。