廣泛運(yùn)行于火電廠的中儲(chǔ)式鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng),普遍存在電耗高(可達(dá)廠用電的20%左右)、噪音大、鋼球耗量及護(hù)甲磨損大等問(wèn)題。磨煤機(jī)只有處在最佳運(yùn)行工況,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),這些問(wèn)題才能得到改善。由于磨煤機(jī)是一個(gè)具有非線性、大滯后和不確定性擾動(dòng)的多變量對(duì)象,存在著被控參數(shù)之間嚴(yán)重耦合以及氣固兩相流同時(shí)存在的特點(diǎn),目前僅靠人為操作很難使磨煤機(jī)工作在最佳工況,常規(guī)的控制方法也難以達(dá)到理想的控制目的。
HMZK-31型鋼球磨煤機(jī)制粉綜合控制系統(tǒng),綜合了國(guó)內(nèi)外各種磨煤機(jī)控制方案,結(jié)合制粉系統(tǒng)特點(diǎn),運(yùn)用多變量控制、模糊控制及自適應(yīng)優(yōu)化控制理論,通過(guò)模擬人工調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼球磨煤機(jī)工作過(guò)程的自動(dòng)優(yōu)化控制,系統(tǒng)可保證磨煤機(jī)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),確保制粉系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。
一.控制原理
磨煤機(jī)運(yùn)行狀況的主要工況參數(shù)有:出口溫度、入口負(fù)壓、出入口差壓、電流等;磨煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的主要調(diào)節(jié)參數(shù)有:熱風(fēng)門(mén)開(kāi)度,冷風(fēng)門(mén)開(kāi)度,再循環(huán)風(fēng)門(mén)開(kāi)度,給煤速度等。
HMZK-31型中儲(chǔ)式鋼球磨煤機(jī)制粉綜合控制系統(tǒng),在對(duì)這些參數(shù)的大小及變化方向、變化速度綜合分析和判斷的基礎(chǔ)上,進(jìn)行有效的模糊化運(yùn)算處理,實(shí)時(shí)選擇合適的調(diào)節(jié)參數(shù),組成不同的調(diào)節(jié)回路,各調(diào)節(jié)回路之間相互跟蹤,針對(duì)各調(diào)節(jié)回路時(shí)滯和模型時(shí)變特性,采用相應(yīng)的人工智能控制策略和相位補(bǔ)償措施,實(shí)現(xiàn)對(duì)磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的綜合控制。
二.控制功能
2.1 通過(guò)帶約束條件的自適應(yīng)優(yōu)化方法控制給煤機(jī)轉(zhuǎn)速,保證鋼球磨煤機(jī)在連續(xù)工作的前提下,不斷煤、不滿罐;
2.2 通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的模擬量閉環(huán)控制,使磨煤機(jī)始終工作在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行最佳點(diǎn),達(dá)到節(jié)約能耗、減少鋼球以及護(hù)甲磨損的目的;
2.3 實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)送粉和乏氣送粉的自動(dòng)倒風(fēng)功能,在倒風(fēng)過(guò)程中,所有的閉環(huán)控制系統(tǒng)保持在自動(dòng)狀態(tài);
2.4 在制粉系統(tǒng)的啟、停過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)之間的平穩(wěn)、無(wú)擾切換;
2.5 具有完善的程控啟動(dòng)或停機(jī)功能,包括自動(dòng)倒風(fēng)功能。
三.系統(tǒng)組成
HMZK-31型鋼球磨煤機(jī)制粉綜合控制系統(tǒng)組成框圖:

HMZK-31控制系統(tǒng)主要由可編程調(diào)節(jié)器、信號(hào)隔離變送模塊、多路數(shù)據(jù)采集模塊、等模塊組成。信號(hào)隔離變送模塊主要完成被測(cè)信號(hào)的隔離和分路輸出,使得該系統(tǒng)可以共享制粉系統(tǒng)原有變送器,而同時(shí)給常規(guī)儀表和數(shù)據(jù)采集模塊輸送信號(hào);數(shù)據(jù)采集模塊主要完成被測(cè)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換;可編程調(diào)節(jié)器主要用于輸出控制信號(hào),控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作以及數(shù)據(jù)模糊化處理、控制策略的決定、控制運(yùn)算、運(yùn)行工況顯示以及輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)指令。
四.系統(tǒng)特點(diǎn)
4.1 無(wú)需特殊測(cè)點(diǎn),根據(jù)常規(guī)測(cè)點(diǎn)(增加了音頻測(cè)點(diǎn)),進(jìn)行綜合分析判斷,使得對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行狀況的判斷更準(zhǔn)確、更可靠。
4.2 采用多控制回路進(jìn)行控制,且各回路之間相互關(guān)聯(lián),相互跟蹤,控制回路之間的相互切換完全由磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況所決定。
4.3各控制回路的控制算法采用仿人工智能控制算法,有效克服了滯后、參數(shù)時(shí)變的影響,使得控制效果更快、更準(zhǔn)確。
五.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
HMZK-31型鋼球磨煤機(jī)制粉綜合控制系統(tǒng),可使制粉系統(tǒng)的節(jié)能效果達(dá)到20%左右,煤粉細(xì)度、均勻性得以?xún)?yōu)化,改善了粉塵污染和噪聲污染,減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,防止?jié)M灌及斷料,使制粉系統(tǒng)始終保持在平穩(wěn)高效的運(yùn)行狀態(tài),具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益
降低球磨煤機(jī)電耗:10%~25% ;
降低球磨煤機(jī)噪聲:6~10dB;
降低球鋼耗:15%~25%;
自動(dòng)投入率: 大于90%。
六.解決方案
針對(duì)不同制粉系統(tǒng),分為三種解決方案。
6.1利用DCS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
利用大型DCS已有的軟硬件資源,實(shí)施對(duì)鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的綜合控制,可達(dá)到HMZK-31控制系統(tǒng)與原有DCS系統(tǒng)的完全融合。由于充分利用了DCS的可擴(kuò)展性,無(wú)需追加過(guò)多的投資,并可大大減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的工作量,對(duì)已實(shí)現(xiàn)DCS技術(shù)改造的企業(yè)是值得推薦的實(shí)施方案。
6.2 采用智能調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)
對(duì)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)DCS改造的小型鍋爐,采用智能調(diào)節(jié)器實(shí)施控制方案,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占用空間小,即不改變?cè)胁僮髂J?,又可在不停機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行安裝調(diào)試。
6.3采用小型DCS實(shí)現(xiàn)
對(duì)于沒(méi)有實(shí)現(xiàn)DCS控制的大型機(jī)組采用該方案。