CN101945707B

CN101945707B - 煤粉碎装置的控制装置

Info

Publication number: CN101945707B
Application number: CN2009801055403A
Authority: CN
Inventors: 堤孝则; 驹田至秀; 谷口雅彦; 松本慎治; 藤村皓太郎; 末冈靖裕; 森山功
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: EP2246116B1; US20100326337A1; RU2449837C1; TWI374775B; MX2010009409A; CN101945707A; CL2010000919A1; AU2009311030A1; RU2010136274A; PL2246116T3; US9731298B2; JP2010104939A; JP5086966B2; EP2246116A4; EP2246116A1; TW201026396A; WO2010050364A1

Abstract

本发明提供一种煤粉碎装置的控制装置，其能够以可实现目标的精度推定出煤量。所述煤粉碎装置的控制装置中，推定利用煤粉碎装置粉碎煤并向锅炉送出该粉碎了的煤粉的出煤量，其中，所述控制装置具有基于来自所述锅炉或与该锅炉连接的发电机的检测数据来运算与给煤量相关的指令值信号的主运算电路，并且具备计算在所述煤粉碎装置中预先设定的标准出煤量模式和当前出煤量模式之间的偏差的追加控制部，将由该追加控制部计算出的计算结果作为校正信号施加于所述主运算电路。

Description

煤粉碎装置的控制装置

技术领域

本发明涉及将粉碎固体燃料而使其微粉化的微粉燃料与输送空气一起送至锅炉的煤粉碎装置的控制装置。

背景技术

通常，在以各类煤作为燃料使用的锅炉中，因表示煤的硬度的指标即哈氏可磨性指数(HGI)及含水率等煤性状有所不同，所以磨机的粉碎性及输送性大幅不同。由于锅炉的负荷变动，因此从煤的供给机向磨机的给煤量产生变化时，因煤性状不同，来自磨机的出煤量的滞后因各煤种而不同，成为锅炉的蒸汽温度及蒸汽压力控制的干扰。

作为适当运转这种锅炉的方法，例如，在专利文献1(日本专利第3746528号公报)中公开有一种构成：具备计算炉膛的吸收热量推定值的第一推定单元、计算最终补燃器的吸收热量推定值的第二推定单元，基于炉膛的吸收热量推定值和最终补燃器的吸收热量推定值之比，把握锅炉的燃烧特性。另外，在专利文献2(日本专利3785088号公报)中公开一种构成：根据向附设在锅炉上的煤粉碎装置(磨机)供给的给煤量，计算旋转分级器的转速的基准值，将给予该转速的控制的影响标准化的第一校正系数和根据在锅炉运转中所推定的煤的固有指标值得到的第二校正系数加到上述基准值上，基于所输出的转速，进行旋转分级器的转速控制。

在此，对现有的控制系统，在下面显示具体例。

图7是表示具备计算磨机给煤量指令的电路的控制装置的构成的方框图。如该图所示，FX1、FX2、FX3为函数发生器，由基于发电机输出指令值的先行信号被输入到切换开关T。切换开关T根据集热比或集热比推定信号用自动或手动切换选择目标。不完全微分电路是所谓锅炉加速信号(BIR)，该信号也利用切换开关T根据集热比切换选择目标。三个不完全微分电路的增益及时间常数等不同。图7表示循环锅炉的情况，滚筒压力偏差被输入至控制系统。控制系统是例如PID控制等。直流锅炉的情况是变成滚筒压力偏差，主蒸汽温度偏差被输入到控制系统。

基于在此算出的磨机出煤量指令，利用图8所示的控制装置运算磨机的控制信号。图8是表示现有的具备计算MRS转速指令的电路的控制装置构成的方框图。在该图中，FX11是给予基于磨机给煤量指令值的先行信号的函数发生器。FX12是给予相对磨机给煤量指令值的标准的煤粉碎机电流的函数发生器。在难以粉碎的煤的情况下，比该标准磨机电流还大。偏差被输入至控制器，控制器是例如比例控制器。先行信号和控制系统的输出信号的和为MRS转速指令信号。

另外，作为其它例，图9是表示现有的具备计算煤粉碎机加压装置液压设定的电路的控制装置的构成方框图。FX21是给予基于磨机给煤量指令值的先行信号的函数发生器。FX22是给予相对磨机给煤量指令值的煤粉碎机辊升程的函数发生器。偏差被输入至控制器，控制器是例如比例控制器等。先行信号和控制系统的输出信号的和为磨机加压装置液压设定信号。

如上所述，在多煤种的煤的情况下，因HGI及含水率等的煤性状有所不同，所以在煤粉碎装置的粉碎性及输送性大幅不同，另外，由于锅炉的负荷变动，所以在使给煤量产生变化的情况下，来自煤粉碎装置的出煤量的滞后成为锅炉的蒸汽温度及蒸汽压力控制的干扰，不能进行稳定的控制。另外，即使是同一煤种，HGI及含水率也存在相当大偏差，是同样的状态。

另外，以往由于不能实时地进行与煤的性能相对应的控制，所以难以使锅炉稳定地运转。

专利文献1：日本专利第3746528号公报

专利文献2：日本专利第3785088号公报

发明内容

因此，本发明是鉴于上述现有技术的问题点而做出的，其目的在于，提供一种煤粉碎装置的控制装置，其能够以可实现目标的精度来推定出煤量。

因此，本发明为了解决该课题，提供一种煤粉碎装置的控制装置，推定利用煤粉碎装置粉碎煤并向锅炉送出该粉碎了的煤粉的出煤量，其特征在于，

所述控制装置具有主运算电路，基于来自所述锅炉或与该锅炉连接的发电机的检测数据，运算与给煤量相关的指令信号，

并且具备追加控制部，计算由在所述煤粉碎装置中预先设定的函数提供的目标出煤量和当前的出煤量推定值之间的偏差，并基于所述目标出煤量和出煤量推定值之间的偏差来运算校正信号，将由该追加控制部运算出的所述校正信号施加于由所述主运算电路运算出的所述指令信号。

根据这种发明，即使煤性状发生变化，通过进行使当期运转中的出煤量模式和作为目标的预先设定的标准出煤量模式之间的偏差缩小的运转，可以进行稳定的磨机出煤量控制，可以进行稳定的对应控制。

另外，其特征为，所述追加控制部具备出煤量推定部，使用来自所述煤粉碎装置的检测数据、来自所述锅炉的检测数据、及来自所述发电机的检测数据中至少任一种数据来运算所述出煤量推定值，

由所述出煤量推定部选择所述煤粉碎装置处于静定中或处于变化中的任一状态，基于该所选择一侧的出煤量推定值，由所述追加控制部计算所述校正信号。

此时，被输入到所述主运算电路的检测数据及与所述给煤量关联的指令信号可以列举出以下几种：

第一，其特征为，被输入到所述主运算电路的检测数据是发电机输出指令值和主蒸汽压力偏差或发电机输出指令值和主蒸汽温度偏差，并且与所述给煤量相关的指令信号是给煤量指令值。

第二，其特征为，被输入到所述主运算电路的检测数据是给煤量指令值和煤粉碎装置电流值，并且与所述给煤量相关的指令信号是所述煤粉碎装置的转速指令值。

第三，其特征为，被输入到所述主运算电路的检测数据是给煤量指令值和辊升程压力值，并且与所述给煤量相关的指令信号是所述煤粉碎装置所具备的液压载荷装置的压力设定值。

另外，优选具备根据煤发热量、煤含水率等煤性状来校正所述目标出煤量的校正电路。

根据如上所述的本发明，即使煤性状产生变化，通过进行使当前运转中的出煤量模式和作为目标的预先设定的标准的出煤量的模式之间的偏差缩小的运转，也能够进行稳定的磨机出煤量控制，可以进行稳定的对应控制。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的控制装置的构成的方框图；

图2是表示本发明第二实施方式的控制装置的构成的方框图；

图3是表示本发明第三实施方式的控制装置的构成的方框图；

图4是表示本发明第四实施方式的控制装置的构成的方框图；

图5是表示本发明第五实施方式的控制装置的构成的方框图；

图6是应用本发明的煤粉碎装置的概略构成图；

图7是表示现有的具备计算磨机给煤量指令的电路的控制装置的构成的方框图；

图8是表示现有的具备计算MRS转速指令的电路的控制装置的构成的方框图；

图9是表示现有的具备计算磨机加压装置液压设定的电路的控制装置的构成的方框图。

具体实施方式

下面，参照附图详细例示地说明本发明的最佳实施例。但是，在该实施例中所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别特定的记载，则就不是将本发明的范围限定于此的意思，只不过是说明例。

首先，最初参照图6说明用于本实施方式的煤粉碎装置(辊磨机)的一例。

如图6所示，辊磨机1由实质上密闭的壳体2、设于该壳体2内的各构成部件构成。在壳体2内收容有与壳体内部连接的煤供给单元3、设于该煤供给单元3的投入口下方的旋转工作台4、在该旋转工作台4上表面滑动的多个辊5、及设于壳体2上面的微粉出口管6。

在上述辊磨机1中，旋转工作台4由未图示的驱动机构旋转驱动，辊5被按压在旋转工作台4的上表面，伴随旋转工作台4的旋转而滑动。煤从煤供给单元3向旋转工作台4上表面供给，在此，由旋转工作台4和辊5夹持按压而使之粉碎。

另一方面，被粉碎的煤粉利用从壳体2的下方导入的输送空气8将煤粉分级后排出。

在本实施方式中，对于适当地控制如上所述的煤粉碎装置1的给煤量的控制装置的情况，在下面的第一实施方式～第五实施方式中表示具体的控制装置的构成。

【第一实施方式】

图1是表示本发明第一实施方式的控制装置的构成的方框图。该发明通过将使用标准的磨机出煤量模式和当前运转中的磨机出煤量模式之间的偏差的控制系统的输出信号作为校正信号加在现有的控制系统的基本信号上，从而进行更稳定的磨机出煤量控制，第一实施方式的构成为使用给煤量指令值作为与给煤量相关的指令信号。

图1中，第一实施方式的控制装置由现有的控制系统即主控制器10、追加控制部20、及磨机出煤量推定部30构成。

上述磨机出煤量推定部30计测原有的检测端即磨机炉膛差压(ΔP)31和空气流量(Fa)32，推定磨机出煤量。磨机炉膛差压31是固气混合流体的压力损失，与空气流量32一起使用下述式(1)可以求出出煤量的概略值。

Fc＝KFa(ΔP/ΔPa(Fa)-1) ...(1)

在此，Fc为出煤量，K为系数，ΔPa为流体仅为空气时的磨机炉膛差压，是空气流量的函数。空气流量Fa和流体仅为空气时的磨机炉膛差压Δpa之间的关系由试运转时等确定。因此，只要求出系数K，就可以得到磨机出煤量推定值35。

认为系数K因基于含水率的差异及HGI的差异的微粉度的差异或根据空气的湿度等而产生变化。系数K是磨机给煤管的阻力系数，理论上确定很困难，但在磨机稳定的运转时(完全静定时)，利用磨机给煤量和出煤量必定一致可以求出。

向上述出煤量推定部30的开关36输入给煤量33和出煤量推定值35之间的偏差信号、零信号，磨机变化中输出后者，磨机静定中输出前者。该开关36的输出信号被输入至积分器34，慢慢地进行积分动作。该积分器34的输出给予系数K。

在磨机变化中，出煤量比给煤量滞后，所以两者不一致。因此，积分器34的输入为零而停止系数K的运算。

系数K的运算只在磨机静定中进行，但该磨机静定中的信号是在给煤量及其它的与磨机相关的状态量的变动结束之后的一定时限后等进行定义。

通过上述动作，磨机静定中系数K经常被更新，所以即使在煤种发生变化，或即使是同一煤种含水率等也发生变化的情况下，也能够推定磨机出煤量的概略值。

上述追加控制部20的函数发生器22是给予作为目标的磨机出煤量模式23的函数。该模式和磨机出煤量推定信号的差被输入到控制部24。控制部24是例如比例控制器等。该追加控制部20的输出信号附加在现有的控制信号上成为给煤量指令13。

作为目标的磨机出煤量的时间性模式是根据处于试运转时的代表煤(标准煤)作为锅炉响应最希望的模式确定的模式。

这样，即使煤性状发生变化，通过进行使当前运转中的磨机出煤量模式和作为目标的磨机出煤量模式之间的偏差缩小的运转，可以进行稳定的磨机出煤量控制，可以进行良好的对应控制。

另外，在本第一实施方式中，以一个函数表示作为目标的出煤量模式，但在实际中也可以使用作为与所运用的发电机输出变化模式例如变化开始前的负荷、变化幅度、变化率等对应的函数或具有与函数发生器等效的功能的逻辑。

【第二实施方式】

图2是表示本发明第二实施方式的控制装置的构成的方框图。

在第二实施方式中，其构成为，作为与给煤量相关的指令信号，使用煤粉碎装置的MRS转速。

图2中，第二实施方式的控制装置由作为现有的控制系统的主控制器10、追加控制部20、及磨机出煤量推定部30构成。

上述磨机出煤量推定部30及上述追加控制部20与第一实施方式相同。

向上述主控制器10输入磨机给煤量指令14和磨机电流15，基于这些进行运算处理，求出MRS转速指令值16。这时，由上述磨机出煤量推定部30及上述追加控制部20求得的MRS转速指令校正值25被附加在现有的MRS转速指令值上。上述控制部24是例如比例控制器等。

在该第二实施方式中，作为与给煤量相关的指令信号，使用煤粉碎装置的MRS转速，但该MRS转速是使磨机出煤量发生变化的因素之一，所以通过使用它，可以简单地通过运算求出与给煤量相关的指令信号。

【第三实施方式】

图3是表示本发明第三实施方式的控制装置的构成的方框图。

在第三实施方式中，其构成为，作为与给煤量相关的指令信号，使用煤粉碎装置所具备的液压载荷装置的载荷压力。所谓载荷压力表示在煤粉碎装置中施加在辊上的压力。

在图3中，第三实施方式的控制装置由作为现有的控制系统的主控制器10、追加控制部20、及磨机出煤量推定部30构成。

向上述主控制器10输入磨机给煤量指令17和辊升程18，基于这些进行运算处理，求得液压载荷装置压力设定值19。这时，由上述磨机出煤量推定部30及上述追加控制部20求得的液压载荷装置压力设定值校正26附加在现有的MRS转速指令值上。上述控制部24是例如比例控制器等。

该第三实施方式中，作为与给煤量相关的指令信号，使用煤粉碎装置所具备的液压载荷装置的载荷压力，但该载荷压力是使磨机出煤量发生变化的因素之一，所以通过使用它可以简单地通过运算求出与给煤量相关的指令信号。

【第四实施方式】

图4是表示本发明第四实施方式的控制装置的构成的方框图。

该第四实施方式可以适用于上述第一实施方式～第三实施方式，作为一例，对适用于第一实施方式的情况进行表示。

在此，构成为具备根据煤发热量、煤含水率等煤性状校正作为目标的出煤量模式的校正电路。

如图4所示，校正电路29进行在目标模式上乘以确定目标出煤量模式23时的煤的发热量和当前的煤的发热量之比等的校正处理。

这样，根据煤性状进而对校正信号进行校正，由此也可以与煤性状不同的多种类煤对应，可以进行高精度的出煤量控制。

【第五实施方式】

图5是表示本发明第五实施方式的控制装置的构成的方框图。

该第五实施方式也可以适用于上述第一～第四实施方式，作为一例对适用于第一实施方式的情况进行表示。

在此，不按照煤性状，而以得到尽可能近似目标出煤量模式的出煤量特性为目的生成校正信号。该出煤量特性的改善仅在磨机的变化中(特别是变化刚刚开始后)需要，在磨机静定中不需要。也认为在磨机静定中还继续校正动作的情况根据场合反而成为现有控制的干扰。在本第五实施方式中，对其进行回避。

如图5所示，在控制部24的输出部设置乘法器201。该乘法器201另一方的输入是一次滞后电路202的输出信号。在磨机变化中一次滞后电路202的输入x输入1、时间常数Td输入0或大致为0。在磨机变化中关闭时，x为0，Td输入大的值。

利用上述电路，磨机开始变化时，给煤量校正指令值21直接作为控制部24的输出，磨机变化结束时，给煤量指令校正慢慢变为0。慢慢变为0是为了避免给煤量指令21的急剧的变化。

由此，不按照煤性状，也可以得到近似目标出煤量模式的出煤量特性。

产业上的可利用性

本发明的煤粉碎装置的控制装置能够以可实现目标的精度推定微粉燃料的输送量，可以进行稳定的控制，可以适用于多种类的固体燃料，因此可以适宜地用于烧煤锅炉等。

Claims

1.一种煤粉碎装置的控制装置，推定利用煤粉碎装置粉碎煤并向锅炉送出该粉碎了的煤粉的出煤量，其特征在于，

所述控制装置具有主运算电路，该主运算电路基于来自所述锅炉或与该锅炉连接的发电机的检测数据，运算与给煤量相关的指令信号，

并且具备追加控制部，该追加控制部计算由在所述煤粉碎装置中预先设定的函数提供的目标出煤量和当前的出煤量推定值之间的偏差，并基于所述目标出煤量和出煤量推定值之间的偏差来运算校正信号，将由该追加控制部运算出的所述校正信号施加于由所述主运算电路运算出的所述指令信号。

2.如权利要求1所述的煤粉碎装置的控制装置，其特征在于，

所述追加控制部具备出煤量推定部，该出煤量推定部使用来自所述煤粉碎装置的检测数据、来自所述锅炉的检测数据、及来自所述发电机的检测数据中至少任一种数据来运算所述出煤量推定值，

3.如权利要求1所述的煤粉碎装置的控制装置，其特征在于，

被输入到所述主运算电路的检测数据是发电机输出指令值和主蒸汽压力偏差、或发电机输出指令值和主蒸汽温度偏差，并且与所述给煤量相关的指令信号是给煤量指令值。

4.如权利要求1所述的煤粉碎装置的控制装置，其特征在于，

被输入到所述主运算电路的检测数据是给煤量指令值和煤粉碎装置电流值，并且与所述给煤量相关的指令信号是所述煤粉碎装置的转速指令值。

5.如权利要求1所述的煤粉碎装置的控制装置，其特征在于，

被输入到所述主运算电路的检测数据是给煤量指令值和辊升程压力值，并且与所述给煤量相关的指令信号是所述煤粉碎装置所具备的液压载荷装置的压力设定值。

6.如权利要求1所述的煤粉碎装置的控制装置，其特征在于，

具备根据煤性状来校正所述目标出煤量的校正电路。