火电厂给煤量控制优化

火电厂给煤量控制优化

王彦生张德民

(国电库车发电有限公司新疆阿克苏842000)

摘要：随着我国供给侧改革的实施，燃煤产能过剩的问题初见成效，但随之而来的是燃煤价格的上涨，一面是电价的下调，一面是煤价的上涨，使火电机组在夹缝夹生存，这就需要我们通过燃煤掺烧的方式来降低燃煤成本，高热值的煤煤价更高，这就需要我们通过比例掺烧劣质煤种，从而达到降低煤价的相对降低，使火电机组的效益最大化，因此，考虑到这种形式下掺配的煤质对燃烧的影响，我们需要对进入炉膛的煤量控制系统进行优化调整。

关键词：优化；煤质；煤量控制

引言

火电厂制粉系统包括中储式制粉和直吹式制粉，其中直吹式制粉系统是按照燃烧需求来供给的，在我们两台磨煤机正常设备切换时，因为给煤机有初始煤量，在煤质较差时，初始煤量相对更大，这样进入炉膛内的煤粉量将产生突变，对炉膛内的燃烧有非常大的影响，针对这样的问题，解决给煤机煤量扰动的问题就尤为重要。文章重点结合实践工作经验，对电厂煤量控制逻辑进行了分析，并提出了调整方法、具体措施，在实际生产中也产生了实际效果。

1火电机组制粉系统的分类及特点

1.1中储式制粉系统

利用压缩空气的正压和制粉系统磨煤机出口的负压进行煤粉输送。煤粉仓的煤粉经过给粉机，首先落入仓式泵内，从仓式泵底部进行压缩空气将仓式泵内的煤粉吹成悬浮状态，防止了煤粉落入输送管道底部造成系统堵塞，同时易于煤粉的流通。经过粗粉分离器和细粉分离器后，进入粉仓，一少部分由排粉机出口成为乏气，进入炉膛燃烧。此种方式因有储存煤粉环节，极易发生粉尘爆炸，所以现应用较少。

1.2直吹式制粉系统

水平布置的磨盘以一定的转速不停的转动，磨辊与磨盘之间存在一定间隙。原煤落在磨盘上两组相对运行的碾磨部件表面间，在离心力的作用下沿磨盘径向向外运动，在磨辊与磨碗间形成煤床，在压紧力的作用下受挤压和碾磨而破碎，继续向外溢出磨盘。一次风从磨下部经磨碗周围环隙流经旋转磨碗的外径，在磨碗外径的细煤粉被气流携带向上流向粗细分离器，而重的不易磨碎的外来杂物穿过气流落入侧机体区域。这些杂物通过装在转动的群罩上的刮板装置扫出磨煤机，排入石子煤斗。经过三级分离的合格煤粉被送到炉膛燃烧。此种方式因转速高、碾磨效果好、效率高而被大多火电厂采用。

2燃烧控制系统的调节机理

配直吹式制粉系统锅炉的燃煤量调节，它的出力大小将直接影响到锅炉的蒸发量。当锅炉负荷变动不大时，可通过调节运行着的制粉系统的出力来解决。对于中速磨煤机，当负荷增加时，可先开大一次风机的入口挡板或增加一次风机的变频，增加磨煤机的通风量，以利用磨煤机内的存煤量作为增加负荷缓冲调节，然后再增加给煤机量，同时再开大二次风量。当锅炉负荷有较大变动时，需启动或停止一套制粉系统。减负荷时，当各给煤机出力均降至某一最低值时，即应停止一台磨煤机，以保证其余各磨煤机在最低出力以上运行；加负荷时，当各磨煤机出力上升至最大允许值时，则应增投一台新磨煤机。在确定启动或停止方案时，必须考虑到制粉系统运行的安全性、经济性、燃烧工况合理性（如燃烧均匀），必要时还应兼顾汽温调节等方面的要求。各运行磨煤机的最低允许出力，取决于制粉系统运行的经济性和燃烧器着火条件恶化的程度，各运行磨煤机的最大允许出力，不仅与制粉系统运行经济性、安全性有关，而且要考虑锅炉本身的特性。对于稳燃性能低的锅炉或烧较差煤种时，容易导致进入炉膛的煤粉的突增，降低炉膛内的燃烧效果，对于风煤配比燃烧过程的稳定性，要求燃烧器出口处的风量和煤粉尽可能的同时改变，以便在调节过程中始终保持稳定的风煤比。因此，应掌握从给煤机开始调节到燃烧器出口煤粉产生改变的时滞，以及从送风机风量调节开关动作到燃烧器风量改变的时滞，燃烧器出口风煤改变的同时性可根据这两个时滞的时间差来操作解决，一般情况下，制粉系统的时滞总远大于送风系统，所以要求制粉系统对负荷响应更快些，特别是在负荷变动需要启停磨煤机时，进入炉膛的煤量更要精确才能很好的掌握风煤配比。

3煤量控制现状

在直吹式制粉系统的火电机组，都使用称重式给煤机来控制进入炉膛的煤粉量，给煤量的大小是通过变频器来控制电机的转速实现的，一般电机可操作频率为10-60赫兹，变频电机可操作频率为5-100赫兹，为了保护电机一般将初始频率设置在7.5赫兹，在煤质较差时，初始频率对应的初始煤量达到18t/h，正常运行情况下，给煤机煤量处于自动给定状态，当停止一台给煤机时或一台给煤机跳闸时，就会由其它几台给煤机煤量迅速增大来补充该煤量，而且要停止的磨煤机中也存在大量的煤粉要进入炉膛，由于煤量的迅速增大，其它三台给煤机的煤量在20秒内将其它给煤机煤量增加到最大，增加10t/h,导致炉膛进入过量的煤粉，使火检在短时间内消失，导致磨煤机跳闸，并引发联锁反应使所有磨煤机跳闸触发MFT动作。

4煤量控制逻辑分析

为了避免以上问题的发生，我们从以下方面入手优化调整控制方式：①在燃料主控逻辑回路中增加煤量指令保持功能。在逻辑回路中增加“T”模块（国电智深EDPFNT+系统中为模拟量切换输出）。当出现给煤机运行数量减少一台时，触发一个脉冲（脉冲时间通过运行时间情况而定），切换为保持回路保持在当前煤量指令不变，脉冲时间结束后，总给煤机量切换至跟踪状态。②根据实际运行状况，当给煤机停止后，给煤机给煤量就会跳变至“0t/h”，但实际情况是磨煤机还有部分煤还在碾磨状态未进入炉膛，为了更加接近实际情况，在给煤量累计的逻辑回路中，每台给煤机的煤量累计前增加“速率限制”模块，当出现给煤机停运信号时，在速率限制模块的作用下以20t/min的速率下降，约50秒后，给煤机煤量由初始煤量18t/h降至0t/h,这样其他给煤机煤量将缓慢增加，并且不会出现较大PID函数震荡。这也提高了机组的安全稳定性燃烧将不会出现较大波动。

结语

现在，火电行业面临的形式严峻，为了保证机组的安全运行提高设备稳定性，

在热控方面有很大的提升空间，通过逻辑的优化能为运行人员提供方便、降低运行人员误操作风险，为此热控做好事故预想、多总结、早调整，就能使机组可靠性增强，从而带来更大的经济效益。

参考文献：

[1]毕贞福，王文宽，孟祥荣.火力发电厂热工自动控制实用技术[J].中国电力出版社，2007.

[2]翁思义,杨平.自动控制原理[J].中国电力出版社.2001.

[3]王付生.电厂热工自动控制与保护[J].中国电力出版社.2005.