楊 爽，張 敏，高銘良

(1.北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司，北京 102200；2.北京電站自動(dòng)化工程技術(shù)研究中心，北京 102200；3.北京綠創(chuàng)生態(tài)科技有限公司，北京 102200)

隨著電廠自動(dòng)化水平不斷提升，機(jī)組自啟停(APS)控制策略被應(yīng)用于大型電廠的控制系統(tǒng)，APS是電廠自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。制粉系統(tǒng)作為獨(dú)立的系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成為一個(gè)全程自動(dòng)的完善系統(tǒng)。本文提出的制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制適用于直吹式制粉系統(tǒng)，在赤峰新城熱電廠2×300 MW機(jī)組實(shí)現(xiàn)了投運(yùn)[1-3]，各項(xiàng)功能參數(shù)均滿足系統(tǒng)要求。

1 制粉系統(tǒng)概述

赤峰新城熱電廠2×300 MW機(jī)組采用中速磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。每臺(tái)鍋爐配5臺(tái)中速磨煤機(jī)，4臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用；每臺(tái)鍋爐配5臺(tái)稱重式皮帶給煤機(jī)，與磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)，4臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，每臺(tái)出力10～75 t/h。制粉系統(tǒng)A如圖1所示。

2 控制策略研究

制粉系統(tǒng)啟動(dòng)需要對(duì)不同工況下磨煤機(jī)的出口溫度、一次風(fēng)量、給煤量進(jìn)行控制，尤其是磨煤機(jī)中有殘煤的情況下要保證安全啟動(dòng)。通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)運(yùn)行情況分析，針對(duì)磨煤機(jī)啟動(dòng)前的全冷態(tài)階段殘煤處理、暖磨時(shí)溫度調(diào)節(jié)；啟動(dòng)時(shí)給煤量控制；點(diǎn)火時(shí)溫度調(diào)節(jié)等制定相應(yīng)的控制策略[4-5]。通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)設(shè)備啟、停順控控制和過(guò)程變量調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)直吹式制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制。

直吹式制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制分為4個(gè)階段，邏輯流程如圖2所示。

a.制粉輔助系統(tǒng)啟動(dòng)階段

制粉系統(tǒng)啟動(dòng)前首先建立油系統(tǒng)，由于冬季油站加熱需要很長(zhǎng)時(shí)間，所以單獨(dú)設(shè)立磨煤機(jī)油系統(tǒng)功能組，當(dāng)油系統(tǒng)油溫和油壓滿足時(shí)，即可為磨煤機(jī)提供潤(rùn)滑油和液壓油，系統(tǒng)自動(dòng)旁路此階段。

b.制粉系統(tǒng)初始狀態(tài)置位階段

磨煤機(jī)油系統(tǒng)建立后，將系統(tǒng)置初始安全狀態(tài)，防止磨煤機(jī)中的殘煤爆燃。打開給煤機(jī)和磨煤機(jī)密封風(fēng)門，對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)擋板投點(diǎn)火位，開度為80%；給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制切手動(dòng)并置最小給煤量10 t/h；磨煤機(jī)冷、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門切手動(dòng)并置最小位(全關(guān)位置)；關(guān)閉熱一次風(fēng)電動(dòng)隔絕門，打開消防蒸汽門，30 s后關(guān)閉；打開磨煤機(jī)出口門，對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行吹掃；打開磨煤機(jī)冷一次風(fēng)電動(dòng)隔絕門，冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門置吹掃位，開度90%，吹掃3 min，將磨煤機(jī)中的殘煤吹凈。

c.制粉系統(tǒng)啟動(dòng)準(zhǔn)備階段

打開磨煤機(jī)冷、熱一次風(fēng)電動(dòng)隔絕門，置冷、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門一定開度，熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門置暖磨調(diào)節(jié)方式。由于暖磨時(shí)間較長(zhǎng)，容易超溫，可以采用磨煤機(jī)熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口溫度為55～70 ℃；磨煤機(jī)冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)磨煤機(jī)一次風(fēng)量為73 t/h。適當(dāng)放大比例作用，減小積分作用，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，使系統(tǒng)快速、穩(wěn)定完成磨煤機(jī)暖磨過(guò)程。

調(diào)節(jié)磨煤機(jī)一次風(fēng)量和出口溫度合適后，置磨煤機(jī)液壓站反作用比例溢流閥指令為50%；置磨煤機(jī)液壓站正作用比例溢流閥指令為0%，升磨輥[6-10]。

d.制粉系統(tǒng)啟動(dòng)投運(yùn)階段

制粉系統(tǒng)具備啟動(dòng)條件后，啟動(dòng)磨煤機(jī)，然后啟動(dòng)給煤機(jī)，煤落入磨煤機(jī)，變成煤粉被吹入爐膛，此時(shí)磨煤機(jī)出口溫度下降。磨煤機(jī)冷、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門投點(diǎn)火調(diào)節(jié)方式，控制磨煤機(jī)出口溫度大于55 ℃，磨煤機(jī)一次風(fēng)量大于73 t/h[11]。啟動(dòng)清堵裝置，以16 t/h煤量鋪煤3 min。給煤機(jī)鋪煤結(jié)束后，置給煤機(jī)最小給煤量10 t/h，降磨輥；磨煤機(jī)液壓站反作用比例溢流閥投自動(dòng)，壓力設(shè)定3.5 MPa；磨煤機(jī)液壓站正作用比例溢流閥投自動(dòng)，壓力設(shè)定4 MPa。

磨煤機(jī)冷、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門投自動(dòng)，進(jìn)行模式切換，一次風(fēng)量根據(jù)預(yù)先設(shè)定的風(fēng)煤比，由熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門進(jìn)行控制；一次風(fēng)溫度根據(jù)磨煤機(jī)出口溫度由冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門進(jìn)行控制[12]。通過(guò)切換速率限制，使磨煤機(jī)一次風(fēng)量和出口溫度保持穩(wěn)定。

制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制投入后，煤火檢有火信號(hào)，給煤機(jī)、磨煤機(jī)運(yùn)行正常。直吹式制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制歷史曲線如圖3所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)赤峰新城熱電廠1號(hào)、2號(hào)機(jī)組精心設(shè)計(jì)和調(diào)試，使直吹式制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)了投運(yùn)，各項(xiàng)功能參數(shù)均滿足系統(tǒng)要求。制粉系統(tǒng)啟動(dòng)全程自動(dòng)控制，大大提升了機(jī)組啟動(dòng)的自動(dòng)化水平，降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的可靠性，縮短了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，為同類型機(jī)組制粉系統(tǒng)啟動(dòng)提供參考。