直吹式中速磨煤機風量調節特性及自動控制研究

摘? 要：大唐魯北發電有限責任公司磨煤機一直存在自動無法投入的問題，包括風量自動和磨出口溫度自動。本文闡述通過磨煤機風道及風量調節特性優化診斷，找到磨煤機自動無法投入的原因，通過設備檢修或技術改造，確保磨煤機一次風自動可靠投入。

關鍵詞：磨煤機;風門特性;自動

一、設備概述

大唐魯北發電有限責任公司#1機組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司根據美國ABB-CE燃燒工程公司設計制造的HG-1020/18.58-YM23型鍋爐，該鍋爐為亞臨界參數、一次中間再熱、單爐膛自然循環汽包鍋爐。制粉系統采用中速磨正壓直吹式制粉系統，每臺爐配有5臺HP863型中速磨煤機，其中4臺運行，1臺備用。

二、運行情況

磨煤機入口一次風流量自動控制思路是以磨煤機入口一次風流量作為被調量，以磨煤機入口熱一次風調節門開度做為調節量來實現自動調節，然而磨煤機入口熱一次風調節門開度與一次風流量之間的線性對應關系較差，從而導致1、2號爐磨煤機一次風量自動無法正常可靠投入。

三、試驗論證

3.1? 風量測量裝置冷態標定

大唐魯北電廠#1、#2機組鍋爐各臺磨煤機所用測風裝置為GDWZL-50AF系列插入式多點多喉徑風量測量裝置。選擇#1爐進行磨煤機風量測量裝置標定試驗。

啟動引風機、一次風機，將各磨表盤顯示一次風量調至30～60t/h，用皮托管進行風量測量，同時記錄風量測量裝置差壓，標定結果見表3。

一次風風量測量裝置標定結果表明，D磨、E磨一次風風量測量裝置流量系數與設計值很接近，運行情況正常;A磨、B磨、C磨一次風風量測量裝置流量系數比設計值明顯偏大。

為了分析A、B、C磨一次風測風裝置偏大的原因，鍋爐、熱控專業人員進入一次風風道內進行檢查，發現雙文丘里測風裝置中的小文丘里喉部有被灰粒堵塞的現象，大文丘里的喉部也有少量大的灰粒。

3.2 風量測量裝置熱態標定

風量測量裝置的熱態標定就是在磨煤機正常運行狀態下對一次風風量測量裝置進行標定，在進行熱態標定時，除了測量截面風速分布，還要測量截面的溫度分布。由于一次風溫高達270℃，很容易造成人員燙傷。因此只選擇1號爐C磨進行標定。

風速測量結果如圖4所示，結果顯示風速分布基本均勻，風速分布不均勻性系數為11.80%，因此在此位置安裝插入式多點多喉徑風量測量裝置是可行的。

溫度測量結果如圖5所示，結果顯示溫度分布很均勻，溫度分布不均勻性系數為0.97%，平均溫度為265.5℃，可見到達測風裝置前冷熱風已經充分混合，不存在風溫混合不均的問題。

3.3? 磨煤機冷熱風門特性試驗

運行過程在1A磨風量與風門特性關系最差，比較有代表性，本文以1號爐1A磨為例進行論證研究。

3.3.1 熱風調門流量特性

在冷風關斷門關閉，冷風流量為0的情況下，進行了熱風調門特性試驗，從試驗結果可以了解，A磨煤機熱風調門整體線性較差。當風門開度小于50%時，線性變好，但當熱風調門全部關閉時，仍有27.69%的漏風。當風門開度大于80%時，存在流量減小的現象。

3.3.2 冷風調門流量特性

由于冷風調門開度關到50%，表盤風量沒有顯示，因此進行冷風調門特性試驗時，熱風調門開度保持10%，試驗結果見圖8。從試驗結果可以看出，冷風調門開度小于60%時，線性較好。

3.4? 其他電廠磨煤機風門流量特性對比研究

黃臺電廠#9爐制粉系統也采用中速磨煤機，自動投入較好。利用冷態試驗的機會，對其中一臺磨煤機的冷熱風門特性進行了試驗，便于和魯北公司的磨煤機風門特性進行對比。

3.4.1 熱風調門流量特性

在冷風關斷門關閉，冷風流量為0的情況下，進行了熱風調門特性試驗，試驗結果見圖9和圖10。從試驗結果可以看出，在20%-70%開度范圍內，熱風門線性較好。

3.4.2冷風調門流量特性

在熱風關斷門關閉，熱風流量為0的情況下，進行了冷風調門特性試驗，試驗結果見圖11。從試驗結果可以看出，在0%-70%開度范圍內，冷風門線性較好。特別是當冷風門全關時，風量流量為0，說明冷風調節門全關時，基本不漏風。

四、原因分析

1、磨煤機熱一次風調節擋板門球頭鉸鏈連桿磨損嚴重，擋板門在調節過程中存在較大死區，是風門調節特性差的主要原因。

2、冷風門漏風過大。磨煤機所需冷風量本來不大，但部分冷風門的漏風已經到20t/h，從而影響了正常的風煤比。

3、熱風門特性受冷風影響較大。由于冷風緊貼熱風門前面引入，冷風壓力高，對熱風有阻礙作用，因此熱風門的線性會受到影響。

4、磨煤機一次風量測量裝置為GDWZL-50AF系列插入式多點多喉徑風量測量裝置，當其文丘里喉部積灰堵塞且又無法吹掃時，顯示風量會偏小，影響風量的準確測量。

五、處理措施

1、利用停爐機會，對所有磨煤機冷風門和熱風門進行檢查，并進行風門開度試驗，做到DCS指示、就地指示和調門實際開度完全一致，對有故障的風門進行檢修或更換。

2、更換調節線性好且不漏風的冷風門。

3、考慮更換冷風引入位置，保證其與熱風調門有足夠距離。

4、更換矩陣式風量測量裝置，加裝自動反吹掃，確保風量測量準確。

5、現場設備檢修改造完成后對自動邏輯進行優化：

5.1 優化設置風煤比參數，并設置風量偏置給定，以便運行人員在風煤比基礎上根據實際工況進行風量調節。

5.2 增加磨煤機出口壓力低（小于1.2Kpa）調門指令輸出減閉鎖條件，以確保磨煤機出口風壓滿足。

5.3 根據每臺磨煤機工作特性，將磨煤機出口溫度及磨碗上下部差壓引入PID動態偏差計算，以確保磨煤機工況滿足安全經濟性。

5.4優化冷一次風調節門指令函數作為風量調節前饋，降低磨煤機冷、熱一次風呈直角混合氣流分布不均對風量調節的影響。

六、結束語

磨煤機一次風量自動品質的好壞直接影響到鍋爐燃燒調整，是火力發電廠基本的自動控制系統，魯北公司通過風門特性試驗論證及設備檢修改造，解決了風門調節特性差的問題，目前2臺機組磨煤機一次風量及出口溫度自動可靠投入，調節品質良好，滿足機組運行要求，提高了機組協調控制的穩定性和AGC的調節品質。

參考文獻

[1] 趙振寧.中速磨制粉系統一次風運行參數整體優化.《中國電機工程學報》，2010年S1期

[2] 陳方前.中速磨入口一次風量控制邏輯優化.《電力安全技術》，2013（2）

作者簡介：趙進（1984.06）男 山東青島 漢 大學本科 熱工主任工程師 大唐魯北發電有限責任公司 研究方向：熱工儀表及自動化控制。