伏軍軍，賀 軍，王禮信

(1.神華神東電力重慶萬(wàn)州港電有限責(zé)任公司，重慶萬(wàn)州404027;2.貴州興義電力發(fā)展有限公司，貴州興義562400)

制粉系統(tǒng)是火電廠(chǎng)最重要的系統(tǒng)之一，其好壞直接影響著鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?，F(xiàn)在火電廠(chǎng)廣泛采用雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)，它具有可磨煤種多，控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但是，磨煤機(jī)筒體內(nèi)的料位測(cè)量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致料位監(jiān)視和控制不可靠、自動(dòng)化程度低、自動(dòng)投入難度大，影響磨煤機(jī)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。貴州興義電廠(chǎng)2#機(jī)組鍋爐為北京B＆W公司按美國(guó)B＆W公司“W”火焰及超臨界系列鍋爐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本工程燃用的設(shè)計(jì)、校核煤質(zhì)特性和自然條件，進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的超臨界參數(shù)“W”火焰鍋爐。其為超臨界參數(shù)、垂直爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、露天布置的Ⅱ型鍋爐。所配制粉系統(tǒng)為雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)配冷一次風(fēng)機(jī)，正壓直吹式系統(tǒng)，配有六臺(tái)BBD4360型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)。料位測(cè)量系統(tǒng)采用差壓式測(cè)量裝置，通過(guò)安裝在磨煤機(jī)筒體內(nèi)的探針與空氣之間的壓差來(lái)判斷料位高低。以恒定流向的氣源向磨煤機(jī)內(nèi)一側(cè)的上、下端測(cè)量管通氣，測(cè)量各管的背壓。上、下端之間形成的差壓信號(hào)送入到就地差壓變送器，由差壓變送器將測(cè)得的料位信號(hào)送到DCS。料位信號(hào)一方面用于運(yùn)行人員參數(shù)監(jiān)視，另一方面用于給煤機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1 存在的問(wèn)題

興義電廠(chǎng)2#機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，由于現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝的原因，磨煤機(jī)料位測(cè)量系統(tǒng)一直不準(zhǔn)確，不能很好地反映料位變化，自動(dòng)投入率低，運(yùn)行人員無(wú)法正常監(jiān)視磨機(jī)運(yùn)行情況。以A磨為例，具體情況如圖1所示。

圖1 改造前的料位測(cè)量情況

由圖1中可以看出，磨煤機(jī)兩側(cè)的料位測(cè)量值基本處在30 mm以下，有一側(cè)的值已接近0 mm。并且在給煤機(jī)的給煤指令增加的情況下，料位根本沒(méi)有明顯的變化，而且變化趨勢(shì)沒(méi)有反映實(shí)際的進(jìn)煤情況。在這種情況下，料位自動(dòng)控制就無(wú)法投入，運(yùn)行人員根本無(wú)法對(duì)磨煤機(jī)內(nèi)的料位起到監(jiān)控作用。

2 解決方案

針對(duì)2#爐磨煤機(jī)料位存在的問(wèn)題，在2#機(jī)組大修期間，專(zhuān)門(mén)對(duì)2#爐磨煤機(jī)料位測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高料位測(cè)量準(zhǔn)確性和自動(dòng)控制投入率。具體工作從就地測(cè)量設(shè)備和DCS邏輯優(yōu)化兩方面進(jìn)行。

2.1 就地安裝改造

改造之前，測(cè)量裝置的取樣管安裝工藝差，從磨煤機(jī)到變送器之間的彎道太多，焊口工藝差，有些取樣管已經(jīng)完全變形，形成了節(jié)流現(xiàn)象。磨煤機(jī)內(nèi)料位檢測(cè)取樣口處的保護(hù)套和探針全部掉落，中間扁管完全堵塞，金屬軟管兩頭漏氣現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

改造的主要內(nèi)容就是對(duì)原取樣管路進(jìn)行更換，使用直徑為14 mm的取樣管重新布設(shè)管路走向，且嚴(yán)格按照一根取樣管彎頭數(shù)小于6個(gè)、焊口數(shù)小于5個(gè)的工藝標(biāo)準(zhǔn)安裝，以保證管路氣流暢通無(wú)節(jié)流，并且盡可能使焊接口遠(yuǎn)離管道拐彎的地方。將原有的8根金屬軟管、2個(gè)保護(hù)套、8根扁管全部更換。為確保料位系統(tǒng)的良好運(yùn)行，所有管路及其連接必須牢固、嚴(yán)密性好。更換完后，進(jìn)行空氣壓力測(cè)試和管路泄漏測(cè)試，測(cè)試合格后重新投入使用。就地改造后的效果如圖2所示。

圖2 就地改造后的磨煤機(jī)料位趨勢(shì)

由圖2可以看出，磨煤機(jī)料位的顯示比較正常，波動(dòng)幅度也符合要求。在給煤機(jī)增加指令和減小指令的時(shí)候，料位的變化情況也與之對(duì)應(yīng)地增加或減小。就地改造取得明顯效果。

2.2 控制邏輯的優(yōu)化

料位自動(dòng)控制系統(tǒng)是磨煤機(jī)主要的模擬量控制系統(tǒng)之一。其主要作用是通過(guò)調(diào)節(jié)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)兩端給煤機(jī)的給煤量來(lái)保持磨煤機(jī)筒體內(nèi)的料位恒定。由于磨煤機(jī)的出力和煤粉的細(xì)度直接影響到鍋爐的穩(wěn)定燃燒，因此保持雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)筒體煤位恒定至關(guān)重要。尤其在操作人員根據(jù)實(shí)際情況手動(dòng)改變料位設(shè)定值后，料位的變化要穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速地過(guò)渡到設(shè)定值。但是，在保證就地測(cè)量準(zhǔn)確的情況下，料位自動(dòng)投入率依然很低。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，料位自動(dòng)控制系統(tǒng)的邏輯存在不足之處。首先，當(dāng)料位測(cè)量裝置進(jìn)行吹掃的時(shí)候，邏輯中料位測(cè)量值未能真正達(dá)到保持當(dāng)前值的狀態(tài)。這樣，當(dāng)裝置進(jìn)行吹掃時(shí)，會(huì)引起一個(gè)擾動(dòng)，從而導(dǎo)致給煤機(jī)的給煤量控制指令波動(dòng)。其次，控制邏輯中PID的調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置不合理，不能快速響應(yīng)設(shè)定值的變化，調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，有些給煤機(jī)控制存在嚴(yán)重的振蕩現(xiàn)象。因此需對(duì)控制邏輯和調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行修改和優(yōu)化。其優(yōu)化后的邏輯如圖3所示。

圖3 修改后的控制邏輯圖

由圖3可以看出，當(dāng)就地測(cè)量裝置進(jìn)行吹掃的時(shí)候，邏輯中的測(cè)量值保持在吹掃前一刻的數(shù)值，直到吹掃完成為止。然后重新對(duì)PID的參數(shù)進(jìn)行整定，并且適當(dāng)減弱容量風(fēng)門(mén)開(kāi)度的前饋?zhàn)饔?。?yōu)化后，自動(dòng)投入取得了良好的效果，如圖4所示。

圖4 邏輯優(yōu)化后料位自動(dòng)控制效果

3 結(jié)束語(yǔ)

此次大修中，興義電廠(chǎng)2#機(jī)組六臺(tái)磨煤機(jī)的料位測(cè)量改造效果明顯。就地料位測(cè)量信號(hào)準(zhǔn)確可靠，為給煤自動(dòng)控制提供了可靠的基礎(chǔ)。無(wú)論在高負(fù)荷、低負(fù)荷或變負(fù)荷的時(shí)候，料位測(cè)量和自動(dòng)控制總能穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速地工作，大大地提高了整個(gè)制粉系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行得到了保障。