本钢集团公司本钢发电厂（117022） 王 哲

西安艾贝尔科技发展有限公司（710048） 王和平 陈伟

摘 要：本文结合本钢集团本钢发电厂21＃炉两台磨煤机实际，介绍了中间仓储式制粉优化控制系统的控制原理、控制方案、工程实施以及改造后的运行效果。实际应用表明控制方案是切实有效的，能够实现制粉系统的全自动优化控制，运行效果在自动投入和节能降耗方面达到了设计的要求。

关键词：磨煤机 负荷 制粉 优化

0 引言

中间储仓式制粉系统作为锅炉辅机完成煤粉制备——将原煤磨制成符合锅炉燃烧所需的合格煤粉。制粉系统在某一工况下存在最大出力，人为控制无法实现实时准确的找到最大出力点，实现制粉系统安全经济运行，这需要自动控制才能实现。

本钢集团公司本钢发电厂在21＃炉采用筒式钢球磨煤机、中间储仓式制粉系统，是一炉两磨的配置，磨煤机型号是：DTM 290/470，制粉系统的监控采用的是摩尔公司(西门子)的APACS4.5 DCS系统，改造前磨煤机的运行处于人为判断和手动操作的原始状态，堵煤、超温、欠煤现象时有发生，有时造成设备损坏，甚至造成事故，导致机组停运，人员伤亡，经济损失更大。更重要的是磨煤机是发电厂的耗电大户，采用人工控制手段，无法使磨煤机运行在最佳工况下，厂用电消耗大，经济效益差。要解决这些问题，根本出路在于提高机组的自动化水平。

通过制粉系统的自动化改造，使制粉系统始终能保证在最佳工况下运行,从而系统出力始终保持在最大出力的状态下，达到节能降耗的目的。制粉系统自动化改造的另一个目的是为了使系统的运行更安全，降低操作工人的劳动强度，或者使操作工完全解放出来。

1 控制原理

制粉系统的出力分为：磨煤出力、通风出力和干燥出力。按相关的因素可分为磨煤机、研磨体和系统通风。影响出力的磨煤机转速、钢球充满系数和钢球直径、护甲的完善程度等与磨煤机的机械结构有关，是自动控制无法解决的。燃料的性质与所用的煤有关，是我们人为无法改变的。但是我们可以控制磨煤机内的存煤量、改变系统的通风量、改变通风的温度，这就是我们可以控制的量，也正是我们所要控制的对象。

1.1 磨煤机负荷检测原理

钢球与衬板相互碰撞产生噪声，磨煤机噪声随着磨煤机负荷的变化而变化。在磨煤机负荷较小时，钢球、衬板碰撞的几率大、能量大，产生的噪声大；在磨煤机负荷增大时，因为物料的不断填充，钢球、衬板碰撞的几率减小、能量变小，产生的噪声也减小。因此，用噪声传感器就可以检测到磨煤机负荷的变化和大小，并通过负荷变送器处理输出正比于磨煤机负荷的标准信号。

1.2 磨煤机负荷控制原理

磨煤机是一个多变量、强耦合、大惯性、动态特性复杂的对象，数学模型难以建立，而且其数学模型随着时间变化也在缓慢变化着。针对磨煤机运行的这一特点，采用自寻优、自适应等先进控制算法与常规控制算法相结合的控制策略，保证制粉系统连续经济运行。

１. 功率特性 2.出力特性

３.噪声特性 4.处理后的噪声特性

图1 磨煤机的工作特性曲线

采用自寻优的办法可以使给出的设定值能真正代表并能实时跟踪磨煤机的最佳工作状态。深入分析磨煤机的工作特性曲线，有助于寻找磨煤机的最佳工作点，即磨煤机最大出力点。在图一中，噪声信号是随着磨煤机内存料量的增加而递减的，见曲线3。为了方便起见，在噪声变送器中对信号进行了简单的处理，把递减的噪声特性曲线转化成递增的曲线，如图中曲线4所示，这时信号大就表示磨煤机内的存料量多。

分析磨煤机的特性曲线可以看出：在一定的运行工况下，存在对应最大出力点的磨煤机负荷值，而且是单峰值函数，所以可以通过搜索的方法找到对应最大出力点的磨煤机负荷值。随着时间的变化，图中的曲线会发生漂移，采用在线自寻优方法可以实时跟踪最大出力点，确保磨煤机始终在最佳工况下运行。

2 改造方案

针对21#炉的实际情况，采用基于DCS系统的解决方案，实现优化控制与现有DCS系统的完全融合，实现给煤自动控制、磨煤机负荷优化控制、断煤和满煤识别等功能。
 

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