磨煤机一次风流量逻辑优化

磨煤机一次风流量逻辑优化
【摘要】国华准电机组制粉系统是直吹式，每台炉配备五台ZGM113K型中速辊式磨煤机，该制粉系统对一次风量要求严格。

风煤比的变化对炉膛燃烧的安全性、经济性及磨煤机本身安全有较大影响。

其中磨煤机自动控制中，磨煤机入口一次风量控制主要通过调整一次风总风调节档板的开度实现；磨煤机出口温度控制主要通过调整一次冷风调节档板和热风调节档板的开度实现。

在机组运行过程中发现磨煤机一次风量自动控制及磨煤机一次风量保护逻辑都存在问题，主要表现为：首先此控制方式造成一次风量节流损失，增加一次风机出力，能耗增加。

其次磨煤机一次风量采用机翼测量装置测量，自从投产以来，磨煤机一次风量测量装置已经严重老化，磨损严重，影响一次风量的准确测量。

风量波动导致燃烧条件恶化，直接影响机组主汽压力、主汽温度的控制，甚至将导致磨煤机跳闸，负荷出力受限，影响机组安全稳定运行。

通过逻辑优化，从根本上解决了各项问题，确保机组安全稳定运行。

【关键词】逻辑优化；自动控制；一次风量控制
0.概述
国华准电机组每台炉配五台ZGM113K型中速辊式磨煤机。

这是一种正压直吹式变加载的磨煤机。

整个磨煤机系统由以下几部分组成：磨煤机本体，磨煤机电机，磨煤机液压油站，磨煤机润滑油站，磨煤机入口煤阀，磨煤机入口一次风系统；磨煤机密封风系统，磨煤机消防蒸汽系统等。

磨煤机自动控制系统主要由4部分组成：以一次风量的调节来控制磨煤机送入炉膛的煤粉量；以机组协调控制中燃料主控指令控制给煤机转速从而控制给煤量；以冷热风调门来控制磨煤机分离器出口温度，防止温度过高磨煤机内发生自燃导致爆炸；以密封风调门来控制磨煤机内煤粉的外泄。

每台磨煤机入口风道上均装有机翼测风装置，测得的风量进入磨煤机风量调节系统，同时进入燃烧器管理系统参与煤量控制和磨煤机跳闸保护。

1.磨煤机一次风量的重要性
在正压直吹式锅炉中，磨煤机节省了煤位仓、给料机、排煤机等中间环节设备，虽然前期投入减少，但是造成了磨煤机有较大的延迟和惯性，因为在改变燃料调节机构的给煤机转速后，还需要经过磨煤制粉过程，才能使进入炉膛的煤粉量发生变化。

因此直吹式锅炉在单独改变给煤量时并不能快速的使煤粉量发生变化，在适应负荷变化或消除燃料内扰方面的反应均较慢，引起汽压的较大变化，加大了机组协调控制难度。

优点是磨煤机制粉后直接由一次风送出，改变一次风量能迅速的改变进入炉膛的煤粉量。

当煤种与密度保持不变时，煤粉与一次风量可以近似为线性正比关系。

故磨煤机给粉量可由一次风量控制实现，因此在改变给煤量的同时改变一次风量，可以提高直吹式锅炉的响应能力，有利于机组协调控制。

2.磨煤机一次风量自动控制及保护存在问题
①节能降耗方面：国华准电磨煤机入口一次风量控制优化前通过调整一次总风（热风与冷风混和后的风量）调节档板的开度控制，磨煤机出口温度通过调整一次冷风调节档板和热风调节档板的开度控制；这就导致一次风量节流损失，同时增加了一次风机的出力，能耗增加。

②国华准电磨煤机一次风量采用机翼测量装置测量，自从投产以来，磨煤机一次风量测量装置已经严重老化，磨损严重；影响一次风量准确测量。

风量波动导致燃烧条件恶化，直接影响机组主汽压力、主汽温度的控制，甚至将导致磨煤机跳闸，负荷出力受限，影响机组安全稳定运行。

③国华准电已经实现RB功能，主要包括引风机RB、送风机RB、一次风机RB、燃料RB以及给水泵RB5种。

无论触发那种RB，都会导致一次风压的波动，尤其由于某种原因导致一次风机跳闸时，磨煤机入口一次风压将会突降，极易导致运行磨煤机跳闸，严重时将触发黑炉膛MFT。

3.磨煤机一次风量自动控制逻辑优化
随着国民经济的不断发展，电力企业市场竞争更加激烈，控制成本以及节能环保成为企业的当务之急。

针对节能降耗问题，磨煤机一次风量优化后，控制由热一次风调门控制，磨煤机分离器出口温度由冷一次风调门控制，而磨煤机冷热风总风调门全开，减少冷热风调门的节流损失，达到节能降耗的目的。

其逻辑图如下：
图1为优化前磨煤机一次风量控制逻辑，图2、图3为优化前磨煤机分离器出口温度控制逻辑，图4为优化后磨煤机一次风量以及磨煤机分离器出口温度控制逻辑。

在优化过程中，主要遇到的问题是磨煤机冷热风调门的解耦逻辑。

我厂机组协调主要以锅炉跟随为主，即锅炉主要控制主汽压力，汽机主要控制负荷，当主汽压力设定值与实际值偏差超过某一定值时，汽机主控将牺牲一部门分负荷帮助锅炉主控调节主汽压力。

假设机组负荷增加，锅炉主控指令将增大，给煤机给煤率指令将增加，从图4可以看出，磨煤机一次风量设定值将增加，磨煤机热风调门指令将增加，磨煤机分离器出口温度将增大，磨煤机冷风调门指令将增加，冷风的增加将导致一次风量总量超过设定值，此时热风调门指令将减少，磨煤机分离器出口温度将减少，冷风调门指令将减少，这样将会出现冷热风调门的耦合现象。

为此，我们设计了冷热风调门控制的解耦逻辑，即当机组负荷增加时，热风调门指令增加的同时，利用热门调门指令的微分作用使冷风调门指令也增加，既快速满足一次风量的要求，又不会使磨煤机分离器出口温度增加，反之亦然，从根本上避免了冷热风调门出现耦合的现象。

4.磨煤机一次风量保护逻辑优化
磨煤机停用包括手动停、自动停、保护停三种。

自动停包括顺控正常停、磨煤机快停。

其中顺控正常停步骤为：A、投入对应油枪。

B、关磨煤机入口热风
门。

C、开磨煤机入口冷风门。

D、磨煤机分离器出口温度小于60度后。

E、给煤机未停且皮带上无煤5s后，停用给煤机电机。

F、给煤机电机停用60s后，提升磨辊。

G、提升磨辊60s后，停磨电机。

H、停磨电机60s后，下降磨辊。

I、关磨煤机入口冷风门。

J、停液压油站。

K、开消防蒸汽门。

L、开消防蒸汽门8分钟后，关消防蒸汽门，关磨煤机出口快关挡板。

M、等齿轮油箱温度小于35度后，关密封风关断挡板。

N、顺控结束。

优化前：根据磨煤机技术规范，当对应磨煤机入口一次风量≤38KNM3/h，5s延时后，磨煤机触发快停信号。

快停指令触发以后，按照正常顺控停磨步骤，但是不等磨煤机分离器出口温度小于60度，直接从第五步进行停磨顺控步骤。

此保护的目的是保护磨煤机本身。

当对应磨煤机入口一次风量≤35KNM3/h，磨煤机触发急停信号，即触发跳磨信号。

此保护的目是保护锅炉。

优化后：针对国华准电一次风量测量装置机翼使用年限长、磨损、老化严重，导致测量不准的实际情况，在一次风量≤38KNM3/h触发磨煤机快停信号以及一次风量≤35KNM3/h触发磨煤机跳闸信号中加入了对应磨冷热风调门反馈之和≤30%的限制，即只有在对应磨煤机冷热风调门开度之和≤30%的前提条件下，如果一次风量满足条件，那么磨煤机一次风量保护才起作用。

增加的条件是根据磨煤机正常运行中一次风量与调门开度的实际运行数据确定的，具有代表性。

当然，此项逻辑变更不是解决一次风量测量不准的最佳方案，最佳方案是更换新的测量策略更换先进的风量测量装置。

因为此项逻辑优化治标不治本，在冷热风调门投入自动条件下，一次风量测量值的大幅度波动必将导致调门的波动，对主汽压力、过热再热蒸汽温度控制产生扰动，甚至会导致机组超温、超压，不利于机组安全稳定运行。

在资金及时间允许的前提下，尽快更换磨煤机一次风量测量装置，从根本上解决此问题。

针对一次风机跳闸后导致磨煤机入口一次风压突降的问题，我厂对此逻辑也进行了优化。

我厂机组已经实现RB功能，主要包括引风机RB、送风机RB、一次风机RB、燃料RB以及给水泵RB5种。

在机组联锁保护中，引风机跳闸将导致送风机、一次风机同时跳闸。

送风机跳闸也将导致一次风机跳闸。

在机组正常运行时，协调投入，RB投入。

因此，针对以上问题，RB逻辑优化为：当触发任一RB时，延时20s后，一次风量保护才起作用。

主要原因：无论触发那种RB，都会导致一次风压的波动，尤其由于某种原因导致一次风机跳闸时，磨煤机入口一次风压将会突降，瞬间一次风量会低于跳闸值，如果没有20s延时，极易导致运行磨煤机跳闸，严重时将触发黑炉膛MFT。

如果20s延时以后，一次风量仍然低于跳闸值，则触发对应磨煤机跳闸信号。

通过此项逻辑优化，可以避免误发MFT。

其逻辑图图如下：
5.结束语
通过对磨煤机一次风量自动及保护逻辑优化，不仅减少了一次风机节流损失，降低了一次风机电耗，风量自动控制更加合理可靠；而且磨煤机一次风量保护更加完善，为机组安全稳定运行提供了保障。

[科]。