一次风自适应控制系统(论文)

电厂一次风自适应控制系统

李壮扬（广东省粤电集团有限公司沙角C电厂广东东莞 523936）

摘要：目前所有电厂的一次风控制是采用固定的风煤比控制，这些常规控制已经不能满足机组深度调峰及煤种变化快速变化的调节需要，这个运行结果导致一次风机功的耗浪费，以及调节品质的下降，本文简要介绍一次风机自适应控制系统的原理及其节能效果。

关键词：自适应 IEC智能专家系统节能

1 概况：

沙角C电厂机组装机容量：3X66MW，每台机组配备2台功率为1680KW的一次风机表2为一次风机主要参数。每台锅炉配备6台HP983型磨煤机，满负荷5台磨运行，在400MW 以下负荷，保留4台磨运行；磨煤机采用E、F磨煤机安装动态静态分离器，A、B、C、D为静态分离器，表1为该磨煤机主要设计参数。

表1 磨煤机主要设计参数

表2 一次风机主要参数

2 一 次风机运行现状

对于大型电站锅炉，一次风机厂用电率约0.3%,占整个厂用电的比例约4%~8%,一次风机的优化运行是节能的重要方面。在自动投运条件下，电厂锅炉一次风机自动控制通过一次风炉膛差压的PID 实现，

而一次风炉膛差压设定值根据磨煤机的最大给煤率由函数给出，如图1所示一次风机控制逻辑，图2为一次风炉膛差压设定值函数。

图1 一次风机控制逻辑

给煤率（%）

图2 一次风炉膛差压设定值函数

由于一次风炉膛差压设定值函数在DCS 中是固定不变的，如运行磨煤机中的最大给煤率为74%，则一次风炉膛差压设定值为80mbar,一次风机开度必须保证满足一次风炉膛差压达到80mbar ，

而一次风机的输出风量则由磨煤机风量决定,磨煤机风量由热风门进行调节和控制。

01020

304050607080900

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

在一定的磨煤机出力和风量下，这种运行方式的结果是：易磨的煤种由于磨煤机阻力小，需要关小磨煤机冷热风门来满足一次风炉膛差压和磨煤机风量，而风门关小造成不必要的节流损失，引起一次风机电耗的浪费；而难磨的煤种则可能磨煤机热风门全开还达不到磨煤机风量设定值，不仅影响制粉系统正常运行，有时还不得不降低磨煤机出力，从而影响机组带负荷，也影响自动调节品质。

3、解决方案

采用一次自适应控制方式，控制逻辑及相关高级控制算法在IEC智能专家系统实现，其连接方式如图3：

图3：

采用外挂式IEC(Intelligence Exporter Control) 智能专家控制系统，该控制系统是一个具有大量的专门技术与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据专家提供的知识与经验进行推理与判断，模拟人类专家的决策过程，处理高难度、复杂的问题；能编制高级功能模块，实现智能高级控制，弥补DCS系统控制功能的不足；IEC控制器能执行上位机提交的各种控制策略要求,并能用于对机组进行实时闭环控制。

IEC专家智能控制系统的安全性：从DCS的标准接口接入，运行时接入或者切除不影响DCS的正常运行，也不影响原有的控制逻辑；实现相互跟踪功能，系统投切时能实现无扰切换；跟踪方式、切换方式等内容均在DCS控制层组态逻辑中完成，以保证对原有DCS控制逻辑的安全性、可靠性。

4 运行效果

经过不断试验及优化运行，完善控制程序，系统于2014年4月投入至今，一次风机功率

大大下降，在投入自适应后，在全负荷段运行工况下，一次风炉膛差压均可下降约10mbar，完全满足机组对一次风量的要求，如下图

在投入一次风自适应前，在408MW工况下，两台一次风机电流共122A，在投入一次风自适应后，在414MW工况下，两台一次风机电流共102A。

5效果

经广东电网公司电力科学研究院现场试验性能评估，效果如下图

（1）在ABCDE磨运行且各磨出力均匀，入炉煤热值22548kJ/kg条件下，3号锅炉应用一次风自适应控制系统后，一次风机节电率可达8%~31%，节电功率约为170~470kW。

（2）随给煤率下降，一次风机节电率升高。

（3）在试验条件下，假设年出力系数78.5%，利用小时5000h，则应用一次风自适应控制系统的年经济效益为107.6万元。节省煤量为1746吨，节省煤耗：

0.48g/kwh

（4）减少空预器的漏风率

（5）一次风系统及磨煤机冷热风控制系统自动调节品质