钢球磨煤机制粉系统运行特性分析和控制研究(精)

第25卷第4期合肥工业大学学报(自然科学版Vol.25No.4 2002年8月JOURN AL OF HEFEI U NIVERSITY OF T ECH NOLOGY A ug.2002钢球磨煤机制粉系统运行特性分析和控制研究

王铁军1,朱峰2

(1.合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;2.马鞍山万能达发电有限责任公司,安徽马鞍山243051

摘要:结合马鞍山万能达发电有限公司1号机组制粉系统的控制技术改造,对中储式钢球磨煤机制粉系统的相关控制问题进行深入的理论分析和控制策略研究,并根据被控对象的具体特性,提出了交叉解耦和有约束条件的自动控制方法,结果证明,既保证了制粉系统的安全运行,又大幅度降低了制粉电耗。

关键词:制粉系统;钢球磨煤机;运行特性与控制

中图分类号:TH6,T K229.6文献标识码:A文章编号:1003-

5060(200204-0605-05

Characteristic analysis of the pulverizing system of

the tube coal mill and control strategies

WANG T ie-jun1,ZH U Feng2

(1.School of M achinery and Au tom ob ile Engineerin g,Hefei Un ivers ity of Techn ology,Hefei230009,Ch ina;2.M a'ans han W ann engda Power Plan t,M a'ans

han243051,China

Abstract:The impr ovement practice in the control technolog y of the pulver ized co al system of No.1 generation unit in Ma'anshan Wanneng da Po w er Plant is intr oduced in this paper.A theo retical analy-sis of the contr ol str ategies of tube coal mill system w ith interm ediate storage bunker is made in a deepg oing w ay.Fur thermor e,the cross-

coupling control m ethod and the co ntro l scheme considering co nstr aints ar e proposed based on the characteristics of the contr olled object.As a result,the reliabili-ty o f the pulver ized coal preparation system is im pro ved and the pow er consumptio n is decreased. Key words:pulverized coal sy stem;tube coal mill;characteristics and co ntrol strategy

0引言

钢球磨煤机以其工作可靠性高、煤种适应性广及维修量小的优点,广泛应用于国内外火电厂,但其缺点是制粉系统能耗较高,用电量高达设备总能耗的20%左右[1]。由于磨煤机是一个三输入三输出的强耦合、非线性、大迟延及大惯性的被控对象,传统的控制系统采用3套相互独立的PID控制回路,无法消除回路间的耦合,控制效果不佳,容易造成钢球磨煤机满煤、断煤、超温及跑粉等事故发生[2]。

收稿日期:2002-01-07;修改日期:2002-04-16

作者简介:王铁军(1957-,男,安徽黄山人,合肥工业大学副教授.

本文以多变量控制理论[3]为基础,在详细分析制粉系统运行特性的基础上,针对被控对象的具体特

性,提出了简单实用的控制策略,并成功地应用于马鞍山万能达发电公司1号机组的制粉系统中,确保了制粉系统长期可靠高效运行,取得了明显的经济效益。

1被控对象

1.1制粉系统

采用热风送粉的中间储仓式制粉系统,其制粉流程如图1

所示。该制粉系统采用二次风作为干燥1.原煤仓 2.给煤机 3.粗粉分离器 4.排粉机5.细粉分离器 6.煤粉仓7.喷燃器8.炉膛9.再循环风门10.磨煤机11.冷风门12.热风门图1制粉系统磨煤机流程图

剂,干燥剂将磨煤机中磨制好的煤粉带出,在粗粉分离器

中分离出较粗的煤粉,粗粉经回粉管回到磨煤机中重新

磨制,热风携带着合格的煤粉通过细粉分离器将煤粉与

热风分离开,煤粉送到煤粉仓,热风经过排粉机排出后称

为乏气(乏气中约含有10%的煤粉,乏气一部分作为再

循环风回到磨煤机,其余部分作为三次风送入炉膛燃烧。

干燥剂输送煤粉的动力是由排粉机提供,制粉系统

在负压状态下工作,运行中为确保制粉系统安全运行,要

求磨煤机出口温度不超过120℃,磨煤机入口负压保持

在-800~-300Pa 范围内。

1.2钢球磨煤机特性

磨煤机磨煤过程所消耗的能量主要用于筒体转动和

提升钢球,因此磨煤机空载时功率较大,随着磨煤出力的增加,磨煤机功率增加较少,磨煤出力越大,制粉单耗就

越小,所以,磨煤机在高出力下保持运行,对提高制粉系统的经济性作用较大。

1.2.1运行特性

磨煤机的电动机功率、进出口差压、磨出力与筒体内的存煤量之间关系,如图2所示。

磨煤机投入运1.电机功率 2.进出口差压 3.磨出力图2磨煤机特性曲线