CN103742937B - 双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统，根据获取的双进双出磨煤机容量风量和双进双出磨煤机运行工况状态，确定容量风量输入值为容量风量或为0，再利用表征经验二维数值的关系折线函数，计算双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力和风煤比值，根据上述两值计算获得双进双出磨煤机的入炉煤量，最后根据双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。整个过程依据磨煤机运行状态与工况，结合了磨煤机入炉煤量与容量风量以及料位之间的经验关系，可准确计算出进入锅炉中的燃料量，并根据当前燃烧控制系统，进行闭环控制，提高燃烧锅炉中整个燃烧控制系统的调节品质，从而提升燃烧锅炉的燃烧效率。

Description

双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统

技术领域

本发明涉及磨煤机技术领域，特别是涉及双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统。

背景技术

由于国内火力发机组燃用的煤种多变，配置双进双出磨煤机充当制粉系统越来越普遍。其中，双进双出磨煤机进入锅炉燃料量仍无较为实用的检测控制手段。

目前双进双出磨煤机的入炉煤量无法准确控制带了诸多不利。由于进入炉膛的入炉煤量无法直接测量，无法根据测量值进行准确控制，致使燃烧锅炉中整个燃烧控制系统无法实现闭环燃料调节，燃烧控制系统调节品质低下，严重影响燃烧锅炉的燃烧效率。

发明内容

基于此，有必要针目前尚无一种对双进双出磨煤机入炉煤量准确控制方法，导致燃烧锅炉的燃烧效率低下的问题，提供一种双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统，提高燃烧锅炉中整个燃烧控制系统的调节品质，从而提升燃烧锅炉的燃烧效率。

一种双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，包括步骤：

获取双进双出磨煤机容量风量，检测双进双出磨煤机运行工况状态，其中，所述双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态；

根据所述双进双出磨煤机容量风量和所述双进双出磨煤机运行工况状态，确定双进双出磨煤机容量风量输入值为所述双进双出磨煤机容量风量或为0；

根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力；

获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值；

将所述双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量；

根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。

一种双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，包括：

数值获取模块，用于获取双进双出磨煤机容量风量，检测双进双出磨煤机运行工况状态，其中，所述双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态；

容量风量输入值确定模块，用于根据所述双进双出磨煤机容量风量和所述双进双出磨煤机运行工况状态，确定双进双出磨煤机容量风量输入值为所述双进双出磨煤机容量风量或为0；

风携带煤粉的能力确定模块，用于根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力；

风煤比值获取模块，用于获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值；

入炉煤量计算模块，用于将所述双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量；

控制模块，用于根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。

本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统，根据获取的双进双出磨煤机容量风量和双进双出磨煤机运行工况状态，确定容量风量输入值为容量风量或为0，再利用表征经验二维数值的关系折线函数，计算双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力和风煤比值，根据上述两值计算获得双进双出磨煤机的入炉煤量，最后根据双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。整个过程依据磨煤机运行状态与工况，结合了磨煤机入炉煤量与容量风量以及料位之间的经验关系，可准确计算出进入锅炉中的燃料量，并根据当前燃烧控制系统，进行闭环控制，提高燃烧锅炉中整个燃烧控制系统的调节品质，从而提升燃烧锅炉的燃烧效率。

附图说明

图1为本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制方法第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制系统第一个实施例的结构示意图；

图4为本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制系统第二个实施例的结构示意图；

图5为本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制系统其中一个具体实施例中入炉煤量控制策略逻辑示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，一种双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，包括步骤：

S100：获取双进双出磨煤机容量风量，检测双进双出磨煤机运行工况状态，其中，所述双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态。

双进双出磨煤机容量风量可以采用现有常规的手段进行直接测量或者根据历史经验数据，厂家数据等等获得。双进双出磨煤机运行工况状态可以采用常规手段利用多个传感器、逻辑门电路等设备进行检测，其中，双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态。

S200：根据所述双进双出磨煤机容量风量和所述双进双出磨煤机运行工况状态，确定双进双出磨煤机容量风量输入值为所述双进双出磨煤机容量风量或为0。

双进双出磨煤机容量风量获取到后，还需要根据磨煤机运行工况状态，确定输入到双进双出磨煤机内的容量风量输入值，这个输入值可以为双进双出磨煤机容量风量或者为0。例如当双进双出磨煤机处于料位消失状态时，此时容量风量输入值即为0。

S300：根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力。

根据表征经验二维数值的关系折线函数，依据相应函数曲线采用线性插值的方法，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，再根据双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系确定磨煤机中风携带煤粉的能力。

S400：获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值。

双进双出磨煤机料位参数可以采用常规手段测量出来，例如电耳法或差压法等方法进行测量，目前已经有比较成熟的技术和理论依据，能够准确获得。在获取双进双出磨煤机料位参数后，根据表征经验二维数值的关系折线函数，依据相应函数曲线采用线性插值的方法，获取双进双出磨煤机中风煤比值。

S500：将所述双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量。

这里是完成风煤比与料位对风携带粉的计算，最后获得双进双出磨煤机的入炉煤量。

S600：根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。

燃烧控制系统会根据当前燃烧锅炉运行状态，准确计算出当前需要进入到双进双出磨煤机的入炉煤量，这里测量双进双出磨煤机实际的入炉煤量，根据整个燃烧控制系统的需求值和测量值，即可实现对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。当需求值大于测量值时，增大双进双出磨煤机的入炉煤量，当需求值小于测量值时，减少双进双出磨煤机的入炉煤量，当两者之间差额在一定阈值范围内时，保持双进双出磨煤机的入炉煤量。

本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，根据获取的双进双出磨煤机容量风量和双进双出磨煤机运行工况状态，确定容量风量输入值为容量风量或为0，再利用表征经验二维数值的关系折线函数，计算双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力和风煤比值，根据上述两值计算获得双进双出磨煤机的入炉煤量，最后根据双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。整个过程依据磨煤机运行状态与工况，结合了磨煤机入炉煤量与容量风量以及料位之间的经验关系，可准确计算出进入锅炉中的燃料量，并根据当前燃烧控制系统，进行闭环控制，提高燃烧锅炉中整个燃烧控制系统的调节品质，从而提升燃烧锅炉的燃烧效率。另外，整个方法普适性强、组态方便，无需采用计算机编程方法实现，利用目前DCS系统组态软件中现有的功能块即可实现，而且可读性强，方便算法逻辑的复用。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述步骤S600之前还有步骤：

S520：获取历史数据中双进双出磨煤机不同运行工况状态下的入炉煤量，模拟磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性。

S540：根据所述磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性，对当前获得的双进双出磨煤机的入炉煤量进行修正。

历史数据可以在之前存储的数据查找，查找到双进双出磨煤机不同运行工况状态下的入炉煤量，在根据这些数据模拟出磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性。再根据磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性，对当前获得的双进双出磨煤机的入炉煤量进行修正，这样入炉煤量计算结果更加贴近实际物理过程，确保结果精准。

在其中一个实施例中，所述将所述双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量之后还有步骤：

存储所述双进双出磨煤机的入炉煤量的数据。

存储所述双进双出磨煤机的入炉煤量的数据，确保当前计算数据的安全，以便在今后查看、检验和统计，同时也避免了数据应多种意外情况的丢失。

在其中一个实施例中，所述根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力之前还有步骤：

存写所述根据表征经验二维数值的关系折线函数。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述步骤S400具体包括步骤：

S420：测量双进双出磨煤机料位，获取双进双出磨煤机料位参数；

S440：根据所述双进双出磨煤机料位参数和表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值。

正如之前所述，测量双进双出磨煤机料位可以采用多种现有常规的技术手段实现精准测量，例如电耳法或差压法等。

如图3所示，一种双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，包括：

数值获取模块100，用于获取双进双出磨煤机容量风量，检测双进双出磨煤机运行工况状态，其中，所述双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态；

容量风量输入值确定模块200，用于根据所述双进双出磨煤机容量风量和所述双进双出磨煤机运行工况状态，确定双进双出磨煤机容量风量输入值为所述双进双出磨煤机容量风量或为0；

风携带煤粉的能力确定模块300，用于根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力；

风煤比值获取模块400，用于获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值；

入炉煤量计算模块500，用于将所述双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量；

控制模块600，用于根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。

本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，数值获取模块100和容量风量输入值确定模块200协调工作，根据获取的双进双出磨煤机容量风量和双进双出磨煤机运行工况状态，确定容量风量输入值为容量风量或为0，风携带煤粉的能力确定模块300和风煤比值获取模块400分别利用表征经验二维数值的关系折线函数，计算双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力和风煤比值，入炉煤量计算模块500根据上述两值计算获得双进双出磨煤机的入炉煤量，控制模块600根据双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。整个系统依据磨煤机运行状态与工况，结合了磨煤机入炉煤量与容量风量以及料位之间的经验关系，可准确计算出进入锅炉中的燃料量，并根据当前燃烧控制系统，进行闭环控制，提高燃烧锅炉中整个燃烧控制系统的调节品质，从而提升燃烧锅炉的燃烧效率。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述双进双出磨煤机入炉煤量控制系统还包括：

历史数据获取模块700，用于获取历史数据中双进双出磨煤机不同运行工况状态下的入炉煤量，模拟磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性；

修正模块800，用于根据所述磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性，对当前获得的双进双出磨煤机的入炉煤量进行修正。

在其中一个实施例中，所述双进双出磨煤机入炉煤量控制系统还包括：

存储模块，用于存储所述双进双出磨煤机的入炉煤量的数据。

在其中一个实施例中，所述双进双出磨煤机入炉煤量控制系统还包括：

存写模块，用于存写所述根据表征经验二维数值的关系折线函数。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述风煤比值获取模块400具体包括：

测量单元420，用于测量双进双出磨煤机料位，获取双进双出磨煤机料位参数；

计算单元440，用于根据所述双进双出磨煤机料位参数和表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值。

为了更进一步详细解释本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统的技术方案和有益效果，下面将结合图5详细说明本发明双进双出磨煤机入炉煤量控制方法与系统其中一个具体实施例的应用。在本具体实施例中，采用磨煤机运行状态运算回路，检测判断双进双出磨煤机的运行工况状态，其中磨煤机运行状态运算回路包括多个逻辑门电路和RS触发器以及延时功能模块。

如图5所示，判断磨煤机运行工况的逻辑回路包含逻辑或功能块101、114，上升沿延时功能块102、109、113，逻辑非功能块103、105、110，脉冲发生器功能107、121，逻辑与106、108、122功能块以及RS触发器功能块104。

“逻辑或”功能块101是将两台磨煤机的运行信号进行或运算，当任一台给煤机运行时，该功能块输出逻辑“1”，否则，输出为逻辑“0”；上升沿延时模块102接受功能块101的输出，进行延时处理送入RS功能块的S引脚。于此同时，逻辑非的功能模块103对磨煤机运行信号进行取反运算后，送入RS功能块的R引脚。RS功能块接收上述102与103功能块输出后，即可记忆“曾经启动过磨煤机与给煤机”状态。逻辑非的功能模块105接收RS功能块的输出进行取反运算，可得到“未曾启动过给煤机”状态。逻辑与功能块106接收功能块105输出与“磨煤机运行信号”，并进行与运算，当两个条件均成立时，该功能块输出逻辑“1”。即获得“磨煤机启动暖磨”状态。

同样，通过功能块101、107、108、109的顺序组合，即可以得到“磨煤机在建立料位”状态。该状态表示磨煤机刚刚启动，料位处于一个动态变化的过程中。最后，利用功能块101、110、111、112、113的顺序组合，即可以得到“磨煤机处于料位消失”状态。该状态表示给煤机全停，无燃料进入磨煤机中，料位渐渐趋于0的动态变化的过程中。逻辑或功能块114接收功能块109与113的输出，进行或运算，其输出结果表征磨煤机入炉煤量处于一种动态变化过程中，磨的进出物料的流量处于不平衡的状态。

依据磨煤机不同的运行工况，结合磨煤机的容量风量与料位选择、计算出相应的入炉燃料量。包含有常数块201，信号选择功能块202、203、204、209，2个函数发生器功能块205、207，乘法功能206以及惯性功能块208：

常数块201为该计算回路提供常数0。

信号选择功能块202依据启磨煤机暖磨的状态来选择相应的值，当该状态为真(逻辑“1”)则选择常数0，否则，选择容量风量测量值。

信号选择功能块203依据磨煤机建立料位的状态来选择相应的值，当该状态为真(逻辑“1”)则容量风量测量值，否则，选择功能块202的输出值。

信号选择功能块204依据磨煤机料位消失的状态来选择相应的值，当该状态为真(逻辑“1”)则选择常数0，否则，选择功能块203的输出值。

函数发生器功能块205用于存放表征经验二维数值的关系折线函数。该功能块的输出依据相应函数曲线采用线性插值的方法，可以计算出其输出值。功能块205表征的是磨煤机容量风与入炉煤量之间的比值关系，即风携带粉的能力。

函数发生器功能块207用于存放表征经验二维数值的关系折线函数。该功能块的输出依据相应函数曲线采用线性插值的方法，可以计算出其输出值。功能块207接收磨煤机料位测量值，其输出作为风煤比关系的一个修正系数。

乘法功能块206是完成风煤比与料位对风携带粉的计算。结果就是理论上计算的入炉煤量。

考虑到料位变化的动态过程，惯性功能块208用于模拟料位建立与消失的动态过程了，使得入炉煤量计算结果更加贴近实际物理过程。具体的惯性传递函数需进行相应试验获取。

信号选择功能块209依据磨煤机的运行状态选择相应的值，当磨煤机运行时(逻辑“1”)则功能块208的输出值，否则，选择选择常数0。

采用的现有工业过程DCS控制系统中的处理器具备的功能逻辑块设计了上述发明是为了实现双进双出磨煤机入炉煤量软测量计算，可较为准确获取磨煤机进入锅炉炉膛的燃料量，为燃烧控制中的燃料控制提供可靠的检测手段。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，其特征在于，包括步骤：

获取双进双出磨煤机容量风量，检测双进双出磨煤机运行工况状态，其中，所述双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态；

根据所述双进双出磨煤机容量风量和所述双进双出磨煤机运行工况状态，确定双进双出磨煤机容量风量输入值为所述双进双出磨煤机容量风量或为0；

根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力；

获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值；

将所述双进双出磨煤机容量风量输入值与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量；

根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。

2.根据权利要求1所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，其特征在于，所述根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制之前还有步骤：

获取历史数据中双进双出磨煤机不同运行工况状态下的入炉煤量，模拟磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性；

根据所述磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性，对当前获得的双进双出磨煤机的入炉煤量进行修正。

3.根据权利要求1或2所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，其特征在于，所述将所述双进双出磨煤机容量风量输入值与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量之后还有步骤：

存储所述双进双出磨煤机的入炉煤量的数据。

4.根据权利要求1或2所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，其特征在于，所述根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力之前还有步骤：

存写所述根据表征经验二维数值的关系折线函数。

5.根据权利要求1或2所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制方法，其特征在于，所述获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值具体包括步骤：

测量双进双出磨煤机料位，获取双进双出磨煤机料位参数；

根据所述双进双出磨煤机料位参数和表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值。

6.一种双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，其特征在于，包括：

数值获取模块，用于获取双进双出磨煤机容量风量，检测双进双出磨煤机运行工况状态，其中，所述双进双出磨煤机运行工况状态包括启磨暖磨状态、建立料位状态和料位消失状态；

容量风量输入值确定模块，用于根据所述双进双出磨煤机容量风量和所述双进双出磨煤机运行工况状态，确定双进双出磨煤机容量风量输入值为所述双进双出磨煤机容量风量或为0；

风携带煤粉的能力确定模块，用于根据表征经验二维数值的关系折线函数，表征双进双出磨煤机容量风量输入值与入炉煤量之间的比值关系，确定双进双出磨煤机中风携带煤粉的能力；

风煤比值获取模块，用于获取双进双出磨煤机料位参数，根据表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值；

入炉煤量计算模块，用于将所述双进双出磨煤机容量风量输入值与所述双进双出磨煤机中风煤比值相乘，获得双进双出磨煤机的入炉煤量；

控制模块，用于根据所述双进双出磨煤机的入炉煤量和燃烧控制系统，对双进双出磨煤机入炉煤量进行控制。

7.根据权利要求6所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，其特征在于，还包括：

历史数据获取模块，用于获取历史数据中双进双出磨煤机不同运行工况状态下的入炉煤量，模拟磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性；

修正模块，用于根据所述磨煤机入炉煤量不同运行工况下的动态特性，对当前获得的双进双出磨煤机的入炉煤量进行修正。

8.根据权利要求6或7所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，其特征在于，还包括：

存储模块，用于存储所述双进双出磨煤机的入炉煤量的数据。

9.根据权利要求6或7所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，其特征在于，还包括：

存写模块，用于存写所述根据表征经验二维数值的关系折线函数。

10.根据权利要求6或7所述的双进双出磨煤机入炉煤量控制系统，其特征在于，所述风煤比值获取模块具体包括：

测量单元，用于测量双进双出磨煤机料位，获取双进双出磨煤机料位参数；

计算单元，用于根据所述双进双出磨煤机料位参数和表征经验二维数值的关系折线函数，获取双进双出磨煤机中风煤比值。