磨煤机料位自寻优控制系统设计
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之一 。
从 图 １可 以看 出 ， 钢 球磨 煤 机 的运行 范 围可 划
分为 ３个 区 间 ， 如图 ｌ 中的 Ｉ 、 Ｉ Ｉ 、 Ｉ Ｉ Ｉ 所 示 。 当磨 煤 机 运行 在 Ｉ 区（ 即常规 运行 区） ， 由于 磨煤 机料 位 ， 即存 煤量 较低 ， 钢球 下 落 的动能 只有一 小部 分用 于磨 煤 ， 其它 部分 白白消耗 于钢球 间以及 钢球 与磨 内壁 间的
第 ２期
蒋
恒 等 ： 磨煤 机料位 自寻优控制系统设计
５ ９
需要寻找的最佳工作点。当存煤量太大时 ， 工作点 超过 了 Ｎ点 ， 就 容 易 出 现 满 罐堵 煤 ， 这 时磨 煤 机 的 出力 降 到最低 。 （ ２ ） 从 曲线 １ （ 磨煤 机功率） 可以看 出， 钢 球 磨 煤机 的功率 也 不 是 随 着 其 存 煤 量 的 增 加 而 单 调 增 大， 而是 有一 个极 值点 Ｍ， 并且 它在 磨煤 机最 佳工 作 点 Ｎ的左 侧 。因此 ， 当磨 煤 机 运 行 工作 点 越 靠 拢最 佳工 作点 Ｎ， 此 时磨煤 机 功率越 小越 省 电 。 （ ３ ） 在钢球 磨 煤机 的运行 中 ， 当存 煤 量 较少 时 ， 因钢 球 相互碰 撞 ， 导致 钢球 磨煤 机 的音频 信号 较强 ， 随着 其存 煤量 的不 断增 加 ， 钢球 问慢 慢填人 煤 ， 因而 检 测 料位 的音 频信 号逐 渐减 弱 ， 因此 ， 通过 检测 音频
空撞磨 损 ， 这 也加 速 了钢 球 与磨 煤 机 衬 板 的 消耗 。 因此 ， 磨 煤机若 长 期 在 这一 区 间 内运行 是 非 常不 经
在 制 粉 系统 自动投 入 情况 下 ， 运行 人 员设 定 的 磨煤 机料 位值 通 常 比较 保 守 ， 一 般 都 在 习 惯 工作 区
以内 ， 即经济 运行 区 的左 侧 ， 无法 使球 磨机 在最 大 出 力 下运行 ， 其 经济 性不 言而 喻 。因此 ， 我们 需要 对 磨 煤 机料 位控 制进 行 优 化 改造 ， 其 目的就 是 充 分 发 挥 中储 式 制粉 系统 的 优 势 ， 在 确保 不 发 生 堵 煤 的情 况 下， 尽 可能通 过增 加磨 煤机 料位 ， 使 其长 期处 于最 佳 料 位值 附近 运行 ， 从 而提 高磨煤 机 出力 ， 在最 短 的时 问内磨制出所需的煤粉 ， 降低制粉单耗 ， 达到节能降
耗 的 目的 。
济 的 。而 当磨 煤 机 运 行 在 Ｉ Ｉ Ｉ区 内 （ 即非 稳 态 运 行 区） ， 由于磨煤机 料位过高 ， 极 易 发 生 满 灌 堵 煤 事 故， 给安 全运 行带 来极 大 隐患 。因此 ， 从安 全 的角度
出发 ， 应 尽量 避免 磨煤 机在 这一 区间 内长 时间运 行 。
【 文章编号 】 １ ０ ０ ８ — ８ ０ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ０ ５ ８ － ０ ４
０ 引言
我 国是 一个 以煤 炭 为 主要 能 源 的 国家 ， 在 电力 行业 ， 尽管 水 电 、 风 电、 核 电等 新 能 源近 年 来 发 展 迅 速， 但 目前 我 国火力 发 电量 占总 发 电量 的份 额 仍 在 ８ ０ ％ 以上 ， 并 且 在相 当一段 时期 内 ， 仍将保 持 在 电力 结 构 中 占据主 导地 位 。而 制 粉系统 作 为火力 发 电机 组 中一 个必 不 可少 的重要 辅 助系统 ， 其陛 曲线
１ ５ ％～ ２ ５ ％， 是 发 电 厂 的耗 电大 户 之 一 。而 影 响制 粉 系统 能耗最 主要 的 因素 就 是 磨 煤机 ， 其 耗 电量 占 整个 制 粉 系统 耗 电量 的 ７ ０ ％ ～８ ０ ％， 因此 ， 磨 煤 机 的经 济 运 行 成 为 发 电 企 业 节 能 降 耗 的 重 要 途 径
Ｉ Ｉ 区显 然是 最 佳 运 行 区域 ， 它 的大 半 段是 处 于稳 态
运行区， 且钢 球磨 煤 机 的 运行 工 作 点 越 向 稳 态 与非
稳 态运 行 区的边 界点 Ｎ靠 拢 ， 钢 球 磨煤 机 的 出力 越
大 。Ｎ点 附近 区域就 是优 化运 行 区 。分 析这 些 曲线 可 以得 到 以下一 些结论 。 （ １ ） 从 曲线 ４（ 磨 出力 ） 可以看出 ， 钢 球 磨 煤 机 的 出力 并不 随着 其存 煤量 的增 加而单 调增 大 。实 际
行 直接 决 定 着 电厂 运 行 的安 全 性 和 经 济 性 。据 统 计， 火 力 发 电厂 厂 用 电 占全 厂 总 发 电 量 的 １ ０ ％ 左 右， 仅 制 粉系统 的耗 电量 就 占到 了全 厂 厂 用 电量 的
注： １ 一磨功率； ２ 一磨料位音频信号； ３ 一差压信号 ； ４ 一磨 出力
煤机安全 、 经济运行的难题 ， 因此 ， 迫切希望找到一种 方法 ， 能实 现磨煤机 长期处 于最佳 料位 区间安全 、 经济运行 。 “ 试探法 ” 磨煤机料位 自寻优系统是一次大胆尝试 。
【 关键词】磨煤机料位； 自寻优控制； 安全 ； 节能； 成效 【 中图分类号】 Ｔ Ｋ ２ ２ ３ ． ２ ５ 【 文献标识码】 Ａ
磨煤机料位 自寻优控制 系统设计
蒋 恒， 李 波
（ 国电重 庆恒 泰发 电有 限公 司 ， 重庆 ４ ０ ０ ８ ０ ５ ）
【 摘 要】制粉系统作为火力发电厂一个重要辅助系统 ， 其安全性、 经济性与企业利益密不可分。而磨煤机作为制
粉系统 的一个 主要设备 ， 其耗 电量 占到 了整个制粉 系统 的 ７ ０ ％一 ８ ０ ％ 。由于磨煤机料位控制一直 以来都 是制约磨
１ 钢球磨煤机工作特性分析
钢 球磨 煤机 工作 特性 曲线 如 图 １ 所示。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ９ 作者简介 ： 蒋 恒（ １ ９ ７ ８一） ， 工程师 ， 研究方 向为控制工程 。
上钢球 磨煤 机 的最大 出力点 在 图 中 的 Ｎ点 ， 这 就是
第ｌ ８卷
Ｖｏ １ ． １ ８
第 ２期
Ｎｏ ． ２
重庆电力高等专科学校学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
２ ０ １ ３年 ４月
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３
从 图 １可 以看 出 ， 钢 球磨 煤 机 的运行 范 围可 划
分为 ３个 区 间 ， 如图 ｌ 中的 Ｉ 、 Ｉ Ｉ 、 Ｉ Ｉ Ｉ 所 示 。 当磨 煤 机 运行 在 Ｉ 区（ 即常规 运行 区） ， 由于 磨煤 机料 位 ， 即存 煤量 较低 ， 钢球 下 落 的动能 只有一 小部 分用 于磨 煤 ， 其它 部分 白白消耗 于钢球 间以及 钢球 与磨 内壁 间的
第 ２期
蒋
恒 等 ： 磨煤 机料位 自寻优控制系统设计
５ ９
需要寻找的最佳工作点。当存煤量太大时 ， 工作点 超过 了 Ｎ点 ， 就 容 易 出 现 满 罐堵 煤 ， 这 时磨 煤 机 的 出力 降 到最低 。 （ ２ ） 从 曲线 １ （ 磨煤 机功率） 可以看 出， 钢 球 磨 煤机 的功率 也 不 是 随 着 其 存 煤 量 的 增 加 而 单 调 增 大， 而是 有一 个极 值点 Ｍ， 并且 它在 磨煤 机最 佳工 作 点 Ｎ的左 侧 。因此 ， 当磨 煤 机 运 行 工作 点 越 靠 拢最 佳工 作点 Ｎ， 此 时磨煤 机 功率越 小越 省 电 。 （ ３ ） 在钢球 磨 煤机 的运行 中 ， 当存 煤 量 较少 时 ， 因钢 球 相互碰 撞 ， 导致 钢球 磨煤 机 的音频 信号 较强 ， 随着 其存 煤量 的不 断增 加 ， 钢球 问慢 慢填人 煤 ， 因而 检 测 料位 的音 频信 号逐 渐减 弱 ， 因此 ， 通过 检测 音频
空撞磨 损 ， 这 也加 速 了钢 球 与磨 煤 机 衬 板 的 消耗 。 因此 ， 磨 煤机若 长 期 在 这一 区 间 内运行 是 非 常不 经
在 制 粉 系统 自动投 入 情况 下 ， 运行 人 员设 定 的 磨煤 机料 位值 通 常 比较 保 守 ， 一 般 都 在 习 惯 工作 区
以内 ， 即经济 运行 区 的左 侧 ， 无法 使球 磨机 在最 大 出 力 下运行 ， 其 经济 性不 言而 喻 。因此 ， 我们 需要 对 磨 煤 机料 位控 制进 行 优 化 改造 ， 其 目的就 是 充 分 发 挥 中储 式 制粉 系统 的 优 势 ， 在 确保 不 发 生 堵 煤 的情 况 下， 尽 可能通 过增 加磨 煤机 料位 ， 使 其长 期处 于最 佳 料 位值 附近 运行 ， 从 而提 高磨煤 机 出力 ， 在最 短 的时 问内磨制出所需的煤粉 ， 降低制粉单耗 ， 达到节能降
耗 的 目的 。
济 的 。而 当磨 煤 机 运 行 在 Ｉ Ｉ Ｉ区 内 （ 即非 稳 态 运 行 区） ， 由于磨煤机 料位过高 ， 极 易 发 生 满 灌 堵 煤 事 故， 给安 全运 行带 来极 大 隐患 。因此 ， 从安 全 的角度
出发 ， 应 尽量 避免 磨煤 机在 这一 区间 内长 时间运 行 。
【 文章编号 】 １ ０ ０ ８ — ８ ０ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ０ ５ ８ － ０ ４
０ 引言
我 国是 一个 以煤 炭 为 主要 能 源 的 国家 ， 在 电力 行业 ， 尽管 水 电 、 风 电、 核 电等 新 能 源近 年 来 发 展 迅 速， 但 目前 我 国火力 发 电量 占总 发 电量 的份 额 仍 在 ８ ０ ％ 以上 ， 并 且 在相 当一段 时期 内 ， 仍将保 持 在 电力 结 构 中 占据主 导地 位 。而 制 粉系统 作 为火力 发 电机 组 中一 个必 不 可少 的重要 辅 助系统 ， 其陛 曲线
１ ５ ％～ ２ ５ ％， 是 发 电 厂 的耗 电大 户 之 一 。而 影 响制 粉 系统 能耗最 主要 的 因素 就 是 磨 煤机 ， 其 耗 电量 占 整个 制 粉 系统 耗 电量 的 ７ ０ ％ ～８ ０ ％， 因此 ， 磨 煤 机 的经 济 运 行 成 为 发 电 企 业 节 能 降 耗 的 重 要 途 径
Ｉ Ｉ 区显 然是 最 佳 运 行 区域 ， 它 的大 半 段是 处 于稳 态
运行区， 且钢 球磨 煤 机 的 运行 工 作 点 越 向 稳 态 与非
稳 态运 行 区的边 界点 Ｎ靠 拢 ， 钢 球 磨煤 机 的 出力 越
大 。Ｎ点 附近 区域就 是优 化运 行 区 。分 析这 些 曲线 可 以得 到 以下一 些结论 。 （ １ ） 从 曲线 ４（ 磨 出力 ） 可以看出 ， 钢 球 磨 煤 机 的 出力 并不 随着 其存 煤量 的增 加而单 调增 大 。实 际
行 直接 决 定 着 电厂 运 行 的安 全 性 和 经 济 性 。据 统 计， 火 力 发 电厂 厂 用 电 占全 厂 总 发 电 量 的 １ ０ ％ 左 右， 仅 制 粉系统 的耗 电量 就 占到 了全 厂 厂 用 电量 的
注： １ 一磨功率； ２ 一磨料位音频信号； ３ 一差压信号 ； ４ 一磨 出力
煤机安全 、 经济运行的难题 ， 因此 ， 迫切希望找到一种 方法 ， 能实 现磨煤机 长期处 于最佳 料位 区间安全 、 经济运行 。 “ 试探法 ” 磨煤机料位 自寻优系统是一次大胆尝试 。
【 关键词】磨煤机料位； 自寻优控制； 安全 ； 节能； 成效 【 中图分类号】 Ｔ Ｋ ２ ２ ３ ． ２ ５ 【 文献标识码】 Ａ
磨煤机料位 自寻优控制 系统设计
蒋 恒， 李 波
（ 国电重 庆恒 泰发 电有 限公 司 ， 重庆 ４ ０ ０ ８ ０ ５ ）
【 摘 要】制粉系统作为火力发电厂一个重要辅助系统 ， 其安全性、 经济性与企业利益密不可分。而磨煤机作为制
粉系统 的一个 主要设备 ， 其耗 电量 占到 了整个制粉 系统 的 ７ ０ ％一 ８ ０ ％ 。由于磨煤机料位控制一直 以来都 是制约磨
１ 钢球磨煤机工作特性分析
钢 球磨 煤机 工作 特性 曲线 如 图 １ 所示。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ — １ ９ 作者简介 ： 蒋 恒（ １ ９ ７ ８一） ， 工程师 ， 研究方 向为控制工程 。
上钢球 磨煤 机 的最大 出力点 在 图 中 的 Ｎ点 ， 这 就是
第ｌ ８卷
Ｖｏ １ ． １ ８
第 ２期
Ｎｏ ． ２
重庆电力高等专科学校学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
２ ０ １ ３年 ４月
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