范廷舉，殷 鵬,邵 毅，褚云山，畢德忠

(1.國(guó)能(綏中)發(fā)電有限公司，遼寧 葫蘆島 125222；2.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054；3.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

隨著我國(guó)提出碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，以及構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)要求,太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量逐年增加，火電機(jī)組需要承擔(dān)更多調(diào)峰、調(diào)頻的職能，頻繁調(diào)峰運(yùn)行增加了制粉系統(tǒng)啟停操作，對(duì)機(jī)組重要運(yùn)行參數(shù)影響較大。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,火電機(jī)組的自動(dòng)化程度有所提高，但一些工作環(huán)境差、設(shè)備狀態(tài)變化大的控制系統(tǒng)還無(wú)法完成自動(dòng)控制，隨著智能化電廠概念的提出，發(fā)電企業(yè)對(duì)自動(dòng)化、智能化的需求逐年提升,因此制粉系統(tǒng)一鍵啟?？刂蒲芯烤哂休^大的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合運(yùn)行人員操作習(xí)慣和各層制粉系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計(jì)適合機(jī)組的制粉系統(tǒng)一鍵啟停控制策略[1-5]。

1 制粉系統(tǒng)順序控制存在的問(wèn)題

火電機(jī)組在建設(shè)調(diào)試階段均會(huì)對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行順序控制設(shè)計(jì)，以減少運(yùn)行人員在啟停制粉系統(tǒng)時(shí)的操作量，提高機(jī)組自動(dòng)化水平，但在長(zhǎng)期實(shí)踐中運(yùn)行人員很少使用順序控制啟停制粉系統(tǒng)[6-9]。主要存在以下問(wèn)題。

a.由于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不同，各設(shè)備差異導(dǎo)致常規(guī)控制策略無(wú)法滿足制粉系統(tǒng)的啟停要求。

b.隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，制粉系統(tǒng)啟?？刂菩阅芙档?。

c.常規(guī)制粉系統(tǒng)順序控制大多為開關(guān)量控制，模擬量控制較少。

d.制粉系統(tǒng)控制在DCS中實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行人員無(wú)法進(jìn)行必要設(shè)置。

e.制粉系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，對(duì)控制對(duì)象容錯(cuò)性不強(qiáng)，造成程序運(yùn)行很難順利完成。

制粉系統(tǒng)在啟動(dòng)過(guò)程中需要完成對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)，給煤機(jī)上、下關(guān)斷門，磨煤機(jī)出口關(guān)斷門、冷熱一次風(fēng)關(guān)斷門、密封風(fēng)關(guān)斷門、液壓加載力等多個(gè)對(duì)象的控制。制粉系統(tǒng)啟停過(guò)程中的模擬量控制較少，這是制粉系統(tǒng)一鍵啟停的控制難點(diǎn)，如何安全快速完成制粉系統(tǒng)啟?？刂?，需要對(duì)模擬量控制策略進(jìn)行精細(xì)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。

2 制粉系統(tǒng)一鍵啟停控制策略

制粉系統(tǒng)中涉及一鍵啟?？刂频脑O(shè)備可分為開關(guān)量控制、模擬量開環(huán)控制、模擬量閉環(huán)控制3種控制狀態(tài)。對(duì)于給煤機(jī)上、下關(guān)斷門，磨煤機(jī)出口關(guān)斷門、密封風(fēng)關(guān)斷門，給煤機(jī)、磨煤機(jī)等為開關(guān)量控制，對(duì)于液壓加載力控制、冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門等為模擬控制，在暖磨階段可將液壓加載力、冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門設(shè)計(jì)為開環(huán)控制，根據(jù)待控制設(shè)備狀態(tài)設(shè)定暖磨曲線，減少暖磨階段參數(shù)波動(dòng)，加快啟磨進(jìn)程。

a.制粉系統(tǒng)一鍵啟動(dòng)步序

制粉系統(tǒng)一鍵啟動(dòng)步序見表1。一鍵啟動(dòng)初期建立液壓加載力系統(tǒng)油壓提升磨輥，采用開環(huán)控制，提升磨輥曲線取自本層制粉系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)值；液壓系統(tǒng)壓力建立后，開啟給煤機(jī)上、下關(guān)斷門，設(shè)定最小給煤量為10 t/h；開啟冷一次風(fēng)關(guān)斷門，冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門采用開環(huán)控制，按照運(yùn)行曲線在1 min內(nèi)冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門以設(shè)定速率開到100%;開啟熱一次風(fēng)關(guān)斷門，熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)獨(dú)立暖磨自動(dòng)回路，啟動(dòng)階段熱一次風(fēng)設(shè)定值在啟磨前由運(yùn)行人員提前設(shè)定,暖磨冷、熱一次風(fēng)自動(dòng)回路調(diào)整風(fēng)量大于80 t/h，出口溫度大于55 ℃且參數(shù)穩(wěn)定后，啟動(dòng)磨煤機(jī)、給煤機(jī)，反作用力設(shè)置0%，作用力設(shè)置25%，穩(wěn)定后作用力與反作用力投自動(dòng)，冷一次風(fēng)與熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)投自動(dòng)，設(shè)定出口溫度為65 ℃，啟磨過(guò)程結(jié)束。

表1 制粉系統(tǒng)一鍵啟動(dòng)步序

b.制粉系統(tǒng)一鍵停止步序

制粉系統(tǒng)一鍵停止步序見表2。一鍵停止初期開啟磨煤機(jī)冷一次風(fēng)關(guān)斷門至全開狀態(tài)，同時(shí)逐漸降低磨煤機(jī)一次風(fēng)量；降低磨煤機(jī)給煤量至20 t/h，開啟磨煤機(jī)消防蒸汽關(guān)斷門，關(guān)閉給煤機(jī)上關(guān)斷門，停運(yùn)給煤機(jī)；給煤機(jī)停運(yùn)后，依據(jù)液壓系統(tǒng)停磨曲線提升磨輥，檢查作用力指令為0%，反作用力指令高于40%，延時(shí)30 s，停運(yùn)磨煤機(jī)；關(guān)閉熱一次風(fēng)關(guān)斷門，關(guān)閉消防蒸汽關(guān)斷門，磨煤機(jī)出口溫度低于60 ℃時(shí)關(guān)閉磨煤機(jī)冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門和冷一次風(fēng)關(guān)斷門；液壓系統(tǒng)反作用力降至0%，當(dāng)反作用力壓力小于1.5 MPa時(shí)，停運(yùn)液壓油泵，磨煤機(jī)停運(yùn)后30 min，關(guān)閉磨煤機(jī)密封風(fēng)關(guān)斷門，停磨結(jié)束。

表2 制粉系統(tǒng)一鍵停止步序

3 制粉系統(tǒng)一鍵啟停調(diào)試

在運(yùn)行和調(diào)試過(guò)程中，根據(jù)不同層制粉系統(tǒng)差異設(shè)置不同的啟、停參數(shù)。如布煤時(shí)間，冷、熱一次風(fēng)門開環(huán)控制閥門動(dòng)作速率，冷、熱一次風(fēng)門閉環(huán)調(diào)節(jié)設(shè)定值變化速率，液壓系統(tǒng)正/反作用閥門開環(huán)閥位控制值，最小給煤量等參數(shù)。需要根據(jù)機(jī)組運(yùn)行情況和設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)將設(shè)置權(quán)限向運(yùn)行人員開放，避免制粉系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中由于設(shè)備狀態(tài)變化造成啟?？刂茻o(wú)法滿足運(yùn)行條件。制粉系統(tǒng)啟停調(diào)試曲線如圖1、圖2所示。

圖1 制粉系統(tǒng)一鍵啟動(dòng)曲線

圖2 制粉系統(tǒng)一鍵停止曲線

4 結(jié)語(yǔ)

制粉系統(tǒng)一鍵啟停控制成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于開關(guān)量控制與模擬量控制的協(xié)調(diào)配合，以及控制策略設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的適應(yīng)性。本文結(jié)合超臨界機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了制粉系統(tǒng)一鍵啟?？刂?經(jīng)過(guò)調(diào)試能夠達(dá)到制粉系統(tǒng)啟停的自動(dòng)控制要求，降低了運(yùn)行人員的操作量，減少了制粉系統(tǒng)頻繁啟停對(duì)機(jī)組重要參數(shù)的擾動(dòng)，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。