磨煤機氣溫燃燒控制范文
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合肥二電廠的制粉系統采用的是雙進雙出鋼球磨正壓直吹式系統，在投入商業運營后的實際運行中，磨煤機的啟停對鍋爐的燃燒和汽溫擾動很大，特別是#3磨煤機啟停時最下層的F層、E層粉投入時，鍋爐極易發生超溫現象，汽壓波動也很大。本文從燃燒、汽溫調節系統的特性和運行控制角度，探討#3磨煤機啟停時的優化調節方案和防止汽溫汽壓振蕩的運行措施
一、系統配置和特性
1.制粉系統主要技術參數
1）磨煤機
型號：SVEDALA12''''6''''''''×18''''0''''''''（3.81×5.96m）
型式：雙進雙出鋼球磨
煤粉細度：200目75%通過≈R90=18.5%
轉速：17.2rpm
出口溫度：70℃
長度：5496mm
內徑：3810mm
出力：6437T/H㎜
鋼球裝載量：68885T
鋼球尺寸：Ф50/Ф40/Ф25mm
各種鋼球比例：27.7/31.3/9.9T
燃用煤種:淮南花家湖煙煤Wy=7.52%Ay=31.61%Vr=30.29%Cy=48.47%Qyd=20171kJ/kg
數量：3臺/爐
生產廠家：美國SVEDALA公司
電動機
功率：1100kw
電壓：6000V
轉速：1000rpm
減速箱輸出功率:221RPM
減速箱減速比:4.437:1
潤滑油系統
流量:0.45G/MIN高壓
15G/MIN低壓
電加熱器功率:30KW
電器電壓:380V
頂軸油泵電機型號:112M-6
頂軸油泵電機功率:2.2KW
低壓油泵電機型號:112M-6
低壓油泵電機功率:2.2KW
密封風機
型號:TBA/100-22
空氣流量:7280M3/H
空氣壓力:1.078KPA
電機功率:15KW
轉速:2920RPM
電壓:380V
數量:1臺/磨
2）給煤機
型號:GM--BSC21-26
型式:耐壓電子稱重計量式
最大出力:100T/H
工作出力:5-75T/H
數量:2臺/磨
生產廠家:沈陽華電電站設備公司
粗粉分離器
型式:百葉窗離心分離
分離器直徑:2743MM
數量:2臺/磨
(2)主要運行參數
進磨最大一次風量:123450KG/H
磨最大靜壓損失:5.6KPA
磨最大一次風壓:4.2KPA
進口允許最高風溫:400℃
磨最小負荷:30T/H單側運行
30T/H雙側運行
密封空氣總量:5100KG/H
磨煤單耗:14.97KWH/T煤(設計煤種)
2.制粉系統主要流程和工作原理
合肥二電廠350MW機組每臺鍋爐配置3套SVEDALA公司生產的雙進雙出鋼球磨煤機,正壓直吹式制粉系統。每套制粉系統包括1臺雙進雙出鋼球磨煤機，2臺給煤機，2臺粗粉分離器，1臺密封風機，共用的一次風系統，8個煤粉燃燒器（每層4個），以及相配套的風門檔板、煤粉管道等。
二只雙曲線型原煤斗中的原煤經過入口電動門，進入兩臺電子稱重式給煤機，再經過電動閘板門送出。取自冷、熱一次風母管經調整后作為磨煤機的一次風，分別與兩臺給煤機出口的原煤混合，并在原煤的下落過程中完成其干燥功能。在磨煤機兩端料斗的煤側斜坡處依其慣性將原煤落入磨筒體內進行研磨。其外取自冷、熱一次風母管經調整后，使風溫一定（有最小流量限制）作為磨煤機的旁路風，在低負荷情況下保證一定量的一次風通過粗粉分離器和煤粉管道，在啟動和停運過程中通過DCS程序控制在燃燒器停止工作時對分離器、煤粉管道進行吹掃。每根煤粉管道（在分離器出口擋板后）通過電動閘板門取自冷一次風母管作為吹掃風，在磨煤機停運后或啟動前對煤粉管道進行吹掃。（如圖）
在一次風的作用下，經磨煤機研磨后的煤粉由磨煤機兩端料斗的粉側管道送至粗粉分離器經折向門進行一次分離，在進入煤粉出口管道之前進行二次分離。合格的煤粉經過分離器出口隔絕板門，風粉混合物由一次風管道送入燃燒器在爐膛燃燒，較粗的煤粉則落入分離器內側錐體，經鎖氣器將一定數量的煤粉送回磨煤機內再次研磨。
磨煤機筒體內裝有不同尺寸的鋼球，當筒體旋轉時，原煤通過鋼球的撞擊和研磨變成煤粉，煤粉通過一次風帶入分離器進行分離。磨煤機出力只決定通過磨煤機的一次風量的大小。給煤機的控制是依據設定通過磨煤機的一次風量來調節給煤機轉速的。
二、#3磨煤機啟停時的一級減溫水調節特性分析
1.一級減溫水調節的原理
一級減溫水調節是一串級調節系統，內回路為減溫水量的調節，在內回路中考慮到減溫器的出口溫度不能低于飽和溫度，增加了減溫器出口溫度的飽和溫度低限控制（考慮簡化這里未標出），外回路控制參數為分隔屏出口汽溫HAH31CT001，設定值是主蒸汽流量的函數，目前負荷工況為440℃，用二級減溫器進口溫度HAH42CT002作為前饋信號和設定值的修正信號，在42CT002大于540℃時能自動降低溫度設定值，最大能降低18℃。
2.#3磨煤機啟停階段減溫水調節特性分析
1）#3磨煤機啟停過程中容易造成二級減溫器進口溫度超溫，在啟停試驗中通過對各溫度點參數變化情況并與#3磨煤機啟停各階段作了對比分析
A、磨煤機停運中雙端切單端時對二級減溫器進口溫度影響很大，分隔屏出口溫度并未上升但是二級減溫器進口溫度仍然快速的上升，此時調節作用主要依靠的是42CT002的前饋信號，在分隔屏的溫度快速下降后，幾分鐘后減溫器進口溫度開始下降，此時前饋作用開始消減而此時分隔屏后溫度降低較多，減溫水調節閥開始關閉。
B、磨煤機粉管吹掃中分隔屏溫度和減溫器進口溫度先后開始上升，隨后主要跟隨前饋作用調節溫度，成一緩慢振蕩過程，但二級減溫器進口溫度基本上在530℃左右，分隔屏溫度基本上在440℃左右，此時調門開度一般40%左右，減溫水流量一般在25T/H，溫度變化不大。
C、磨煤機的停磨吹掃階段，風中含粉量降低，主汽壓力開始下降，此時減溫水閥持續的開大，但減溫水量增加不多，溫度極難控制，在磨煤機6分鐘吹掃結束停運后，主汽壓力本身是個下降過程，另兩臺磨煤機的快速增加燃料極易造成汽壓超調，汽機調門關小后由于主汽流量減少而燃料量增加，造成二級減溫器進口超溫，主要超溫情況即發生在此階段，二級減溫器進口溫度超溫值也最高，有時過熱器出口溫度也超溫報警增加運行處理難度。
D、磨煤機啟動階段單出運行時擾動最大，此時如果溫度已經較高，減溫水量增幅有限，一般需要進行手動干預。
2）調節特性分析：
A、沿蒸汽流向布置的分隔屏出口溫度和二級減溫器進口溫度的反應變化趨勢有3分鐘左右的慣性延遲，也就是說在分隔屏溫度開始下降3分鐘后二級減溫器進口溫度達到高點開始下降，調節參數整定中要充分考慮這一慣性延遲作用，避免在分隔屏溫度下降時即關閉調門而造成二級減溫器進口溫度超溫。一級減溫器出口溫度基本變化不大，一般不會低于飽和溫度限制要求。
B、減溫水調節閥開度在50%左右就達到28T/H左右流量，調節裕量不足，因此在溫度調節初始階段就要加大噴水量將溫度控制在較低值，二級減溫器進口溫度大于540℃，再進行磨煤機切換操作就很容易超溫。
總體上講，一級減溫器的汽溫調節表現特征主要是慣性大，調節響應慢，減溫水作為調節手段受減溫水與汽壓壓差低影響，減溫水裕量較低，低負荷段蒸汽流量低，受燃燒工況、主汽壓力和調門變化擾動影響大。
3.調節參數優化上的考慮
目前階段整體的一級減溫器溫度控制能夠滿足運行調節要求，只是在個別工況下控制較差，因此兩個主要調節器參數可保持不變，而針對超溫點42CT002的調節應加強。
1）溫度參數慣性延遲較大約3分鐘，在考慮延遲時間上，在分隔屏后溫度開始下降后，外回路調節器輸出也減少，而二級減溫器進口溫度持續上升且溫度絕對變化量小，此時要盡量保持調節閥的開度，而調節器的前饋參數中溫度前饋和燃料量擾動前饋信號特點是先微分后積分的特性，所以在這一階段應加強積分作用繼續保持調節閥開度。
2）2CT002溫度限值在540℃，而溫度報警值在546℃，變化6℃對于汽溫量程600℃來說只相當于1%（實際運算中放大到3%可以降低溫度定值至422℃），但溫度一旦上升到540℃該限制器起作用時往往溫度已較難控制，所以可以考慮將540℃降低到530℃左右，雖然從溫度限值上也只能降18℃但是可以調節器更早的對二級減溫器進口溫度變化作出響應（這與運行人員在啟停磨煤機前習慣將一級減溫器溫度設定值設到430℃的道理是一樣的），使汽溫能夠始終維持在較低值，防止在溫度報警后調節裕量不足而超溫。
3）#3磨煤機停運階段的6分鐘吹掃中，隨吹掃時間越長，風中含粉量越低，而#1、#2磨煤機增加的風量含粉量較多，在汽壓降低兩臺磨煤機加風量階段，#3磨停運的風量再增加到另外兩臺磨中會造成超調。在磨煤機啟動階段離合器合上后，磨煤機的燃料風量是經過一個45秒積分環節處理的，這樣可以降低在磨煤機剛剛運行階段風中含粉量低卻將其計算入鍋爐總燃料量時對燃燒工況的影響。目前，我們停運磨煤機都使用“BALANCE”方式，此種方式下一臺磨降低的風量就會增加到其他磨煤機，可以考慮停磨時對于停運磨的風量增加積分處理，減少兩臺運行磨的風量增加值。
三、#3磨煤機的啟停試驗和控制效果分析
1、#1爐#3磨煤機停運試驗：
1）試驗目的：
觀察#3磨煤機以最快速度停運下來所需要的時間及停運過程中對鍋爐燃燒及汽溫的影響。
2）停運操作：
A、#1爐#3磨煤機停運前操作：將#1爐分割屏過熱器出口溫度控制由“外設”切為“內設”，溫度設定值由440℃降為430℃，燃燒器擺角由45%降到60%。輔助風擋板控制及汽溫控制全部投“自動”，#3磨煤機給煤量控制投“外設”，不設偏置，按照修改后的風/煤比曲線控制。
B、#1爐#3磨煤機停運操作：14時0分，運行人員將#3磨煤機一次風量控制切為“內設”，設定一次風量為10.1m3/s。待一次風量實際值達到10.1m3/s時，手動設定#3磨煤機一次風量為9.4m3/s開始進行“雙出”切換為“單出”操作。待切換工作完成，實際一次風量達到9.4m3/s左右時，不對A層粉管進行吹掃，直接將一次風量設到6.0m3/s，待實際一次風量達到6.0m3/s左右時，立即啟動#3磨煤機單端停運功能組。14時15分，#3磨煤機在給煤機全停6分鐘后自動停運。整個停運時間耗時約15分鐘。#3磨煤機“雙出”切為“單出”時，#1、#2磨煤機一次風量由11.5m3/s上升到12.7m3/s左右，單端停運結束時#1、#2磨煤機一次風量上升到了17.5m3/s，并穩定在17.5m3/s左右。#3磨煤機停運結束，鍋爐燃燒比較穩定時對B層粉管進行了吹掃。
3）停運過程對鍋爐汽溫、汽壓的影響：
停運過程中，主汽溫變化范圍：A0HAH51/52CT900從539℃/539℃開始變化，最低為533.49℃/527.93℃，最高為543.75℃/540.82℃。再熱汽溫測點A0HAJ11/12CT001/003溫度由522.65℃、525.58℃/508.30℃、511.81℃開始變化，最低為508.88℃、510.64℃/492.18℃、494.82℃（“雙出”切為“單出”），最高為532.32℃、535.84℃/508.59℃、512.69℃（單端停運后）。鍋爐二級減溫器進口溫度A0HAH41/42CT002變化范圍：從528.22℃/531℃開始變化，最低為518℃/514℃，最高為535.6℃/545.5℃。汽壓由13.467MPa變化到13.818MPa（“雙出”切為“單出”），然后穩定在13.467MPa左右。整個停運過程中，機組負荷未變，除了對#3磨煤機進行停運操作外，運行人員未進行任何燃燒、汽溫調整。
2、#1爐#3磨煤機啟動試驗：
1）試驗目的：
觀察#3磨煤機從開始啟動到正常運行時所需要的時間及啟動過程對鍋爐燃燒及汽溫的影響。
2）啟動操作：
A、#1爐#3磨煤機啟動前，#1爐分割屏過熱器出口溫度控制仍然維持在“內設”，溫度設定值為430℃，燃燒器擺角維持在60%。輔助風擋板控制及汽溫控制全部投“自動”。
B、啟動操作：15時06分，運行人員啟動#3磨煤機單端啟動功能組，磨煤機離合器嚙合后，#1、#2磨煤機一次風量由17.6m3/s降到了13.1m3/s。當磨后溫度達到65℃，兩臺給煤機正常給煤時，將磨煤機給煤投“外設”，然后將一次風量設到10.0m3/s，開始對A層粉管進行吹掃。15時26分，為了盡快建立磨煤機內的煤位，要求運行人員設置了3T/H的給煤偏置（時間還可以提前）。15時28分開始進行“切雙”操作（功能組啟動），操作過程中，#1、#2磨煤機一次風量由13.1m3/s上升到了14.3m3/s，待#3磨煤機“切雙”操作完成、燃燒穩定后，三臺磨煤機的一次風量穩定在12.2m3/s左右。整個啟動過程大約耗時26分鐘。
3）啟動過程對鍋爐汽溫、汽壓的影響：
啟動過程中，主汽溫變化范圍：A0HAH51/52CT900從539℃/539℃開始變化，最低為530℃/530℃，最高為540℃/539℃。再熱汽溫測點A0HAJ11/12CT001/003溫度由527.93℃、530.85℃/506.83℃、509.76℃開始變化，#3磨煤機離合器嚙合后，溫度降為512.81℃、514.45℃/502.73℃、505.07℃，“切雙”過程中，溫度升為536.71℃、539.35℃/512.69℃、516.50℃，#3磨煤機啟動完成后，溫度穩定在517℃、519℃/495℃、498℃。鍋爐二級減溫器進口溫度A0HAH41/42CT002變化范圍：從528.22℃/523.24℃開始變化，#3磨煤機通風時變化到532.32℃/506℃，#3磨煤機離合器嚙合時變化到518.26℃/516.50℃，#3磨煤機“切雙”時變化到535.54℃/529.10℃。汽壓由13.467MPa變化到13.057MPa（“單出”切為“雙出”），然后穩定在13.467MPa左右。啟動過程中機組負荷未變，除了對#3磨煤機進行啟動操作外，運行人員未進行任何燃燒、汽溫調整。
3、效果分析
機組正常運行時，高、低負荷工況下#3磨煤機對應的煤粉燃燒器火檢一直很穩定，證明煤粉氣流著火情況良好。在啟停試驗過程中，運行人員未對鍋爐燃燒及汽溫調整進行過干預，鍋爐主、再熱汽溫的變化幅度、幅值都在允許的范圍內。而以前啟停#3磨煤機，雖然運行人員采取了一系列措施，比如說先將#3磨煤機給煤量設置-10T/H以上的偏置；預先將燃燒器擺角下擺；將#1爐分割屏過熱器出口溫度控制由“外設”切為“內設”，溫度設定值由440℃降為430℃；設置#2磨煤機一次風量負偏置，降低#2磨煤機出力；手動開大過、再熱器減溫水調整閥；手動調整燃盡風擋板開度；手動開大汽機調門；手動關小啟停磨煤機對應的周界風擋板；手動降低鍋爐送風量；在“雙出”、“單出”相互切換時、磨煤機剛啟動或剛停運時投油以控制汽溫等等，能采取的調溫措施都采取了，往往還經常發生汽壓與設定值偏差過大引起機組級控制自動跳閘，機組負荷大幅度變化，鍋爐二級減溫器進口溫度及再熱汽溫超溫等現象。在另一次#2爐#3磨煤機啟停和#1爐#3磨煤機啟停時，運行人員都是完全憑經驗操作，雖然都進行了很多燃燒、汽溫調整（如上所述），但汽溫變化幅度及汽壓變化幅度都超過了本次試驗值，#1爐#3磨煤機啟動時，鍋爐二級減溫器進口溫度A0HAH42CT002瞬間更是達到了557.65℃。而當班的操作人員應該說運行經驗是很豐富的。所以說，啟停#3磨煤機時，為了防止汽溫超溫，光憑運行人員的經驗是不夠的，必須從根本原因著手，如改變磨煤機風/煤比曲線、優化制粉系統控制系統等。
四、#3磨煤機啟停時保證汽壓汽溫穩定的運行措施
針對#3磨啟停時經常發生汽溫汽壓控制失穩的現象,除了優化磨煤機功能組和汽溫控制邏輯外，在日常的運行操作中，應根據系統的調節特性，掌握好參數調節的提前量，根據經驗，可以參照以下措施進行：
1、將火嘴擺角放至50~60%，后屏進口汽溫設定值由440℃手動設定為430℃，再熱器出口汽溫由546℃手動設定為535℃，等到汽溫達到設定值并穩定后再停#3磨。
停運#3磨時負荷一般在200mw~240mw，這時三臺磨的一次風量一般在11.5~14m3/s,如果這時進行“雙出”切“單出”操作，由于#3磨工況發生變化帶粉量大增汽壓、負荷上升較快，這會造成a:機組級控制會自動降低#1、2磨的出力,#1、2磨一次風量很快到10.2m3/s（下限）而沒有下調余量，b:同時由于負荷上升，汽機控制器（機組投BFC控制方式）會關小調門以保持負荷穩定，這更會造成汽溫、汽壓上升過快。所以在停#3磨前應將#3磨一次風量手動慢慢設定為10.5m3/s后再多扣#3磨給煤量，為了保持汽壓、負荷穩定，爐控制器就會把#1、2磨風量慢慢加高，在#1、2磨一次風量加至18~19m3/s并穩定運行10~15分鐘后，再進行#3磨的“雙出”切為“單出”的操作，這樣即可降低#3磨的料位減少#3磨的帶粉量又可以保證在#3磨“雙出”切為“單出”汽溫、汽壓上升時使#1、2磨有足夠的下調空間，同時#1、2磨對應的是上四層粉管它們的下降可以明顯降低汽溫。
2、在進行#3磨的“雙出”切為“單出”時，不可立即將#3磨設定值從9.5m3/s手動改為6m3/s，因為此時#3磨正帶粉造成汽溫、汽壓上升，如果把#3磨設定值改小，爐基本控制器會自動把#1、2磨一次風量加大以保持爐出力平衡、穩定，由于#1、2磨出粉為上層粉管，而上層粉管出力增大會使汽溫上升，這更會使汽溫難以控制，所以應該在“雙出”切為“單出”后，應調出汽溫、汽壓曲線仔細觀察，在汽溫、汽壓穩定或有下降趨勢時，才可將#3磨設定值改為6m3/s,以減少#3磨帶粉量。而且要一定要在汽溫、汽壓降到規定值后，方可將#3磨設定值改為9m3/s對#3磨非驅動端A層粉管進行吹掃。
3、在#3磨A層粉管吹掃完，汽溫、汽壓在規定值后，將#3磨風量設定為6m3/s再啟動#3磨停功能組，同時應注意檢查#1、2磨一次風量是否有下調空間，在進行此項操作初期因#3磨的兩臺給煤機全停，通風量突增帶粉量增大，汽溫、汽壓會上升很快，但由于經過前期#3磨扣煤運行#3磨料位不高，帶粉量不會太大。但應注意檢查#1、2磨一次風量一定要有下調富裕量，在#3磨吹掃后期（12分鐘）隨著#3磨的帶粉量減少，大量冷風進入爐膛，汽壓、負荷下降很快，為了保持機組汽壓、負荷穩定機組級控制器會增加#1、2磨的出力，#1、2磨的一次風量甚至會很快增加到22.5m3/s（上限），同時由于大量冷風從爐底部進入爐膛抬高了火焰中心、煙氣量大增這些都會汽溫上升加速，所以這之前應該認真觀察汽溫、汽壓變化，當汽溫、汽壓上升趨勢變緩時說明#3磨帶粉量已不多，應立即增加#1、2磨給煤量，防止#1、2磨一次風量上升過快過大（速率過快），必要時可以投油助燃，這樣可以防止上四層粉管出力猛增現象，同時由于煤粉濃度增大也起到了穩燃作用，在吹掃后期還應手動關閉相對應的A、B層粉管的周界風門，這樣可以起到降低火焰中心、降低汽溫作用。
總之，在啟停#3磨過程中應有提前量，注意啟停磨的過程中不同階段對汽壓汽溫變化的影響，并注意汽機調門的動作情況，調整不可過猛過大，防止汽溫震蕩造成超溫。