CN104456614B - 火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火电厂锅炉一次风机的风压自动寻优系统及其使用方法，包括：多台磨煤机，用于将原煤磨成煤粉；一次风机，用于将磨煤机内的煤粉吹送到锅炉内进行燃烧；风压调整单元，风压调整单元，间隔一预定时间后根据磨煤机当前所需要的总风量去调整一次风机输出的一次风压，以使一次风压和总风量在供需上达到平衡。本发明根据磨煤机在正常工作状态下的风门开度值来判断当前磨煤机工作状态下的风门开度值与之是否有偏差，以确定当前一次风机所输送的一次风压是否能够满足当前磨煤机工作所需要的总风量。从而去调整一次风机输出的一次风压，使之始终与当前磨煤机所需要的总风量相匹配。

Description

火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统及方法

技术领域

本发明涉及电力行业，特别是涉及一种火电厂的一次风机的风压随磨煤机风压变化自动优化的方法。

背景技术

火电厂的磨煤机一般配置有相应的一次风机，多台磨煤机通过一次风机提供的一次风压将其内部磨好的煤粉吹到锅炉内进行燃烧。各磨煤机通过自身的风门挡板调整各自的进风量(即风门开度值决定进风量的大小)，这其中的进风量大小需要根据各磨煤机的实际情况确定，如使用的煤种类、当时的进煤量等。因此每台磨煤机在同一时刻的进风量并不一定相同，这就导致各磨煤机的总进风量值在不断变化。

现有技术中，一次风机提供的一次风压是根据磨煤机的数量以及各磨煤机的最大进风量而确定的一个固定值。各磨煤机和一次风机都设置有针对自身进风量和一次风压的自动控制系统，如：磨煤机的自动控制系统实现任一时刻该磨煤机的进风量与其当前工作状态之间关系的调整，使各磨煤机的进风量始终与其当前的磨煤状态相匹配。而一次风机的自动控制系统则根据压力测点来调整一次风机所需要的能耗以便输出稳定的一次风压。

但是，在磨煤机工作时，原煤的种类、进煤量等原因都会影响磨煤机的工作效率，从而使磨煤机的风门开度值也在不断变化，这种变化的结果导致预先设置的各磨煤机需求的总风量也在不断发生变化，而一次风机不能根据磨煤机的变化相应的调整一次风压的大小，这就可能出现：一次风机输出的一次风压低于当前各磨煤机需求的总风量而导致磨煤机工作不稳定；或一次风压大于各磨煤机所需求的总风量，导致一次风压不能充分利用而造成一次风机的能耗浪费。

发明内容

本发明的目的是要提供一种火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统及方法，以节约火电厂一次风机的能耗。

本发明的另一目的是使一次风机的一次风压能够与各磨煤机需求的总风量建立实时关联。

本发明的再一目的是提供一种一次风机的一次风压随磨煤机需求的总风量变化而同步变化的方法。

特别地，本发明提供了一种火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统，包括：

多台磨煤机，用于将原煤磨成煤粉；

一次风机，提供将所述磨煤机内的煤粉吹送到所述锅炉内的一次风压；

风压调整单元，按照预定的时间间隔根据所述磨煤机的当前所需要的总风量去调整所述一次风机输出的一次风压，以使所述一次风压和所述总风量在供需上达到平衡。

进一步地，所述风压调整单元包括：

实时模块，用于即时获取所述多台磨煤机当前工作状态下的各风门开度值并确定其中的最大值；

调整模块，用于将所述多台磨煤机均工作在所述最大值时的风量之和作为所述多台磨煤机当前所需要的所述总风量去调整所述一次风机输出的一次风压。

进一步地，所述风压调整单元还包括：

标准模块，用于存储所述多台磨煤机各自的风门开度值在理论上的最优值，以作为所述多台磨煤机正常工作时需要达到的风门开度值标准；和

判断模块，用于对所述设定模块中的最优值和所述实时模块中的最大值进行比较，并向所述调整模块输出比较结果；

其中，所述调整模块根据所述比较结果确认是否需要对所述一次风机输出的一次风压进行调整。

进一步地，所述风压调整单元还包括校验模块，其用于判断所述最大值是否超出理论范围并向所述调整模块输出判断结果；

其中，所述调整模块在所述最大值位于所述理论范围时才执行后续步骤，否则停止当前操作。

进一步地，所述校验模块还包括报警单元，所述报警单元在所述判断结果连续三次为超出所述理论范围时向外界发送警告信息并退出所述一次风压自动寻优系统。

一种火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优方法，用于调整向多台磨煤机提供风量的一次风机输出的一次风压，包括如下步骤：

首先按预定时间段去获取当前所有磨煤机所需要的总风量值；

然后获取当前一次风机输出的一次风压值并与所述总风量值进行对比，再按所述总风量值的大小去调整所述一次风机输出的一次风压。

进一步地，所述总风量值通过下述方式得到：

首先获取当前各磨煤机的风门开度值；

然后再选取其中最大的所述风门开度值作为标准并与所述磨煤机的数量相乘，得到的结果作为所述总风量值。

进一步地，本申请的方法还包括确认是否调整当前一次风机的判断步骤，所述判断步骤如下：

首先获取当前各所述磨煤机在理论工作时各自最优的风门开度值，并进行相乘以得到各所述磨煤机理论上所需要的总风量值；

然后将该理论上所需要的总风量值与前述获取的利用所述风门开度值的最大值相加得到的所述总风量值进行比较；

最后根据比较结果去调整所述一次风机的一次风压，以使的所述一次风机输出的一次风压对应于所述总风量值。

进一步地，本申请的方法还包括检测步骤，所述检测步骤

首先将所述最大的风门开度值与预定的风门开度值范围进行比较；

然后根据比较结果确认是否需要采用所述最大的风门开度值。

进一步地，本申请的方法还包括报警步骤，所述报警步骤在所述检测步骤中连续出现所述最大的风门开度值超出所述预定的风门开度值范围时，向外界发出警报同时退出本方法。

本发明根据磨煤机在正常工作状态下的风门开度值来判断当前磨煤机工作状态下的风门开度值与之是否有偏差，以确定当前一次风机所输送的一次风压是否能够满足当前磨煤机工作所需要的总风量。从而去调整一次风机输出的一次风压，使之始终与当前磨煤机所需要的总风量相匹配。通过上述调整，可将一次风机和磨煤机各自的自动控制程序连接在一起，达到节约一次风机的能耗和提高各磨煤机工作效率的目的。同时也减少了各磨煤机的事故率。

进一步的，本发明通过风压自动寻优系统的使用方法实现了磨煤机与一次风机之间的互动，使一次风机的一次风压完全与各磨煤机所需求的总风量一致，保证了能源的完全利用。同时也减少了磨煤机的堵塞。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例中火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统流程图；

图2是根据本发明一个实施例中从磨煤机的各风门开度值中选取最大值的逻辑示意图；图中仅示出三台磨煤机的选取示意；

图3是根据本发明一个实施例中风压自动寻优系统的执行过程逻辑示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例中火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统流程图。图中一次风机20的自动控制系统根据预先设定的一次风压向各磨煤机10提供进风量，磨煤机10对原煤进行加热的热风和将煤粉送入锅炉的风都由一次风机20提供。本发明中风压调整单元30将一次风机20和磨煤机10的自动控制系统连接在一起并根据当前磨煤机10需求的总风量去调整一次风机20输出的一次风压，使一次风机20输出的一次风压完全与当前磨煤机10需求的总风量变化保持一致。既不会使一次风机20无谓输出而造成能耗浪费，也不会出现一次风压不足而导致磨煤机10堵塞等现象，在整体上提高了各设备之间的协调性并优化了系统。

在本发明的一个实施例中，如图1中的虚线框所示。该风压调整单元30可以包括存储一个磨煤机10的风门开度值的最优值以作为磨煤机10正常工作时需要满足的风门开度值标准的标准模块31。和可以即时获取磨煤机10当前工作状态下的各风门开度值并找出其中的最大值的实时模块32。和可以对标准模块31的最优值和实时模块32的最大值进行数值比较并输出比较结果的判断模块33。和可以根据判断模块33的比较结果去调整一次风机20输出的一次风压的调整模块34。该判断模块33可以利用实时模块32即时获取的最大值与标准模块31保存的最优值进行比较，并在比较结果为：最大值小于或大于最优值时向调整模块34发送调整信号；或在最大值等于最优值时不做任何动作。该调整模块34根据调整信号的内容调整一次风机20输出的一次风压，使其与最大值下各磨煤机10所需求的总风量对应。本发明是一个循环执行的系统，能够随时对一次风压进行调整，达到一次风机能耗利用的最大化。

在上文描述的各个组成部分中，该标准模块31记录的最优值可以是一个固定值或是不同类型的磨煤机10在理论上工作状态最佳时的风门开度值。该最优值还可以由操作人员根据各磨煤机10的工作状态凭经验选取，或根据厂家所给出的各磨煤机10的工作参数来选取。

该实时模块32仅记录各磨煤机10在当前工作状态下各风门开度值中的一个最大值，其取值方式可以是直接由各磨煤机10的自动控制系统中调取。

该判断模块33输出的比较结果可以确定当前一次风压的调整方式，如：最大值小于最优值表明此时一次风压不足，需要增加一次风机的能耗；而最大值大于最优值则表明一次风压过量，需要降低一次风机的能耗；最大值与最优值相等则表明一次风压满足需求，不需要调整。

该判断模块33所发送的调整信号还可以是命令一次风机20的自动控制系统将当前输出的一次风压调整为一个具体值的指令；也可以是当前磨煤机10所需求的总风量，而由一次风机20的自动控制系统根据该总风量来调整输出与之相匹配的一次风压。

在上面描述的各个组成部分之外，如图1所示，该风压调整单元30还包括校验模块35。该检验模块35内设置有一个最大值的合理范围，获取实时模块32的最大值与该合理范围进行比较，并根据判断结果去决定调整模块34是否执行此次调整信号。如：当最大值处于该合理范围外时，不论其是大于此合理范围还是小于此合理范围，都表明此次采集的最大值出现误差，而根据此最大值与最优值进行比较而得到的比较结果也就不能反映实际总风量需求，所以取消调整模块34据此比较结果要对一次风机20的调整。相反，如果是最大值处于该合理范围内，则表明最大值的采集过程正确，因此不干涉调整模块34的工作。通过校验模块35可避免调整模块34错误的调整一次风机20的一次风压。

为能够及时对校验模块35的误差判断结果做出及时处理，如图1所示，该校验模块35还可以设置一个报警单元36，其在校验模块35的判断结果连续三次为超出理论范围时，则向风压调整单元30发送提示信号。风压调整单元30可以在接到提示信号后停止当前的整个工作步骤并向外界发送警告信息。这种连续出现最大值错误的现象，表明当前风压自动寻优系统出现了故障，已经不适合继续工作。该警告信息可以是发给报警设备或指定的操作人员。

特别地，本发明中的实时模块32可以采用图2所示的方式来获取各磨煤机10中的最大值。在图2的实施例中仅示出了三台磨煤机10的选取方式，而未示出的磨煤机10选取最大值的方式与此相同。图中的12HFE61ZZ802表示当前磨煤机10设定的风门开度值。MILLA-FLOW-AUTO表示自动控制系统输出到当前磨煤机10以调整风门开度值大小的控制信号。AVALGEN根据当前磨煤机10的风门开度值是选择手动控制还是自动控制而屏蔽对应的另一方。TRANSFER用于输出当前磨煤机10的风门开度值。其中每个磨煤机10的风门开度值只能从自动控制和手动控制中选择一个。而HISELECT模块用于从所有磨煤机10的风门开度值中选出其中的最大值。

图3是本发明一个实施例中风压自动寻优系统的执行过程的逻辑示意图。图中HISELECT模块(相当于实时模块32)用于获取各磨煤机10当前工作状态下的各风门开度值中的最大值。SETPOINT模块(相当于标准模块31)用于保存各磨煤机10在正常工作情况下其风门开度值中的一个最优值，PID模块(相当于判断模块33)对HISELECT模块和SETPOINT模块的数据进行比较，然后将比较结果输出到MASTATION模块。此时MASTATION模块并不直接输出此比较结果，而是等待另一路的校验结果。在另一路中的SUM模块对HISELECT模块和SETPOINT模块的数据进行比较，并将比较结果输出到HIGHLOWMON模块，如HIGHLOWMON模块判断最大值处于设定的合理范围外时，表明HISELECT模块获取最大值的步骤出现问题，因此向MAMODE模块发送无效信号；否则发送合格信号。MAMODE模块根据接到信号类型向MASTATION模块发送相应信号，MASTATION模块如果接到MAMODE模块的信号为假时，放弃此次比较结果；如果是真时，则向PAFCOR模块发送调整信号。PAFCOR模块根据调整信号的内容调整一次风机输出的一次风压。

一般性的，本申请还提供一种火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优方法。其包括如下步骤：

1.首先按预定时间段去获取当前所有磨煤机所需要的总风量值；

本方法针对的是所有一次风机20总的一次风压变化，因此以下内容中的一次风机20都是指所有的一次风机20。

该预定时间可以根据磨煤机的工作性质进行划分，每一次的获取时间间隔可以根据实际磨煤机10的变化规律来确定，如：以一次风压能够满足所有磨煤机在一定时间内波动的总风量需求的时间段来作为每次获取的时间间隔。

获取的总风量值理论上应该是当前各磨煤机的风门开度值的和，但是实际工作中各风门开度值并不能代表该磨煤机实际就能够获取其需要的风量。一种情况是：磨煤机的自动控制系统是以当前一次风机输出的一次风压来分配给各磨煤机的，如一次风压不能满足各磨煤机总风量需求时，各磨煤机的风门开度值即使符合要求，但实际得到的风量却小于此时的风门开度值。另一种情况是：

因此，如果直接采用当前各磨煤机的风门开度值的和作为当前各磨煤机总风量的实际需求会和实际情况之间产生误差。本申请以获取的各磨煤机中最大的风门开度值作为标准，然后与磨煤机的数量进行相乘得到积作为当前需要总风量值。虽然通过此方法得到的总风量值还是不能代表实际的总风量值，但是该方式能够满足各磨煤机的风量需求，保证磨煤机的正常工作。进一步地，在其它实施例中，还可以根据由最大的风门开度值得到的总风量值与实际需求的总风量值之间偏差的大小，选取最大的风门开度值得到的总风量值的百分比作为选取的总风量值，如最大的风门开度值得到的总风量值的90％作为实际需求的总风量值。

2.然后获取当前一次风机输出的一次风压值并与总风量值进行对比，再按总风量值的大小去调整一次风机输出的一次风压。

在对比时，如当前的总风量值大于该一次风压，表明一次风压输出不足，需要增加；如当前的总风量值小于该一次风压，表明一次风压输出过量，需要减少；如当前的总风量值等于该一次风压，表明一次风压满足当前各磨煤机要求。

具体调整信号可以是命令一次风机20的自动控制系统将当前输出的一次风压调整为一个具体值的指令；也可以是表示当前磨煤机10所需求的总风量值，而由一次风机20的自动控制系统根据总风量来调整输出与之相匹配的一次风压。该调整程序仅被动的接收调整信号而且每次用下一次接收的调整信号来覆盖当前的调整信号。本发明通过上述步骤可以使一次风机20输出的一次风压始终与各磨煤机10当前所需要的总风量保持一致，避免一次风压始终保持在一个固定值时带来的不必要功耗浪费或各磨煤机10由于进风量不足而堵塞的现象。

本申请通过上述方法将各磨煤机的工作时间划分为预定的时间段，并针对每个时间段内各磨煤机的总风量需求去调整一次风机输出的一次风压，以满足各磨煤机的实际风量需求，提高了工作效率。同时使一次风机输出的一次风压与各磨煤机的总风量需求紧密配合，减少了无谓的输出，降低了能耗。

进一步地，在本申请的一个实施例中，为了提高工作效率，减少对一次风机无谓的调整次数，本申请设置了判断程序，该判断程序首先获取当前各磨煤机在理论工作时各自最优的风门开度值，并进行相加以得到各磨煤机理论上所需要的总风量值。然后将该理论上所需要的总风量值与前述获取的利用风门开度值的最大值相乘得到的总风量值进行比较。最后根据比较结果去调整一次风机的一次风压，以使的一次风机输出的一次风压对应于总风量值。

该最优的风门开度值是指各磨煤机10工作在最佳状态时的各风门开度值，是磨煤机性能发挥最好时的风门开度值，其可以由工作人员根据经验确认，也可以由厂家提供的磨煤机说明书中得到。

本申请以理论上所需要的总风量值作为当前各磨煤机需求风量的参考标准，靠近或等于该理论上所需要的总风量值的由风门开度值的最大值相乘得到的总风量值，可以表明此时各磨煤机需求的风量至少能够保证工作在最佳状态，因此可以不调整一次风机，保持一次风机当前的输出状态，以减少频繁的调整。只有在两者相差在一定范围时，才表明当前一次风机输出的一次风压不能满足当前各磨煤机需要的总风量，而且此时的一次风压也与各磨煤机工作在最佳状态时所需要的总风量有差别。

进一步地，在本申请的一个实施例中，为了防止获取的风门开度值不正确而影响调整效果，本申请设置了风门开度值的检测步骤，包括预先记录任何一个磨煤机的风门开度值的范围，然后再将获取的最大的风门开度值与其对应的范围进行比较，正常情况下获取的风门开度值都应该在该范围内。如果超出该范围说明此次获取的风门开度值有问题，据此计算出来的总风量值也就有问题，因此要放弃此次获取的风门开度值从新进行获取。

进一步地，在其它的实施例中，如果连续出现获取的风门开度值出现问题，表明当前不是磨煤机出现故障，就是本方法出现问题，因此需要向操作人员发出警告，同时退出本方法的运行，等待问题的解决。其中的连续次数可以根据需要设置为3次或5次等任意需要的值，而报警方式可以是现有技术中的声音、灯光或短信等常用方式。通过该步骤可以使操作人员及时发现问题以避免本使用方法对现有运行系统造成破坏。

在本发明的一个实施例中，其中的最大值是磨煤机10在其自动控制系统下工作时得到的。本发明并不去调整或改变原来的自动控制系统，而是利用其自动控制系统下所表现出的数据。在本发明其它的实施例中，该总风量可以利用磨煤机10的数量与最大值相乘得到。按上述方式得到的结果所需要的总风量大于实际各磨煤机10所需要的总风量，但这种差别是在允许的偏差范围内，因为各磨煤机10在工作时其风门开度是一个不断调整的过程，而调整一次风机20的一次风压也需要一个调整过程，因此上述差别更利于这种波动调整。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (6)

1.一种火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优系统，包括：

多台磨煤机，用于将原煤磨成煤粉；

一次风机，提供将所述磨煤机内的煤粉吹送到所述锅炉内的一次风压；

风压调整单元，按照预定的时间间隔根据所述磨煤机的当前所需要的总风量去调整所述一次风机输出的一次风压，以使所述一次风压和所述总风量在供需上达到平衡；所述风压调整单元包括：

实时模块，用于即时获取所述多台磨煤机当前工作状态下的各风门开度值并确定其中的最大值；

调整模块，用于将所述多台磨煤机均工作在所述最大值时的风量之和作为所述多台磨煤机当前所需要的所述总风量去调整所述一次风机输出的一次风压；

标准模块，用于存储所述多台磨煤机各自的风门开度值在理论上的最优值，以作为所述多台磨煤机正常工作时需要达到的风门开度值标准；和

判断模块，用于对所述标准模块中的最优值和所述实时模块中的最大值进行比较，并向所述调整模块输出比较结果；

其中，所述调整模块根据所述比较结果确认是否需要对所述一次风机输出的一次风压进行调整。

2.如权利要求1所述的一次风压自动寻优系统，其中，所述风压调整单元还包括校验模块，其用于判断所述最大值是否超出理论范围并向所述调整模块输出判断结果；

其中，所述调整模块在所述最大值位于所述理论范围时才执行后续步骤，否则停止当前操作。

3.如权利要求2所述的一次风压自动寻优系统，其中，所述校验模块还包括报警单元，所述报警单元在所述判断结果连续三次为超出所述理论范围时向外界发送警告信息并退出所述一次风压自动寻优系统。

4.一种火电厂锅炉一次风机的一次风压自动寻优方法，用于调整向多台磨煤机提供风量的一次风机输出的一次风压，包括如下步骤：

首先按预定时间段去获取当前所有磨煤机所需要的总风量值；

然后获取当前一次风机输出的一次风压值并与所述总风量值进行对比，再按所述总风量值的大小去调整所述一次风机输出的一次风压；

所述总风量值通过下述方式得到：

首先获取当前各磨煤机的风门开度值；

然后再选取其中最大的所述风门开度值作为标准并与所述磨煤机的数量相乘，得到的结果作为所述总风量值；

还包括确认是否调整当前一次风机的判断步骤，所述判断步骤如下：

首先获取当前各所述磨煤机在理论工作时各自最优的风门开度值，并进行相加以得到各所述磨煤机理论上所需要的总风量值；

然后将该理论上所需要的总风量值与前述获取的利用所述风门开度值的最大值相乘得到的所述总风量值进行比较；

最后根据比较结果去调整所述一次风机的一次风压，以使的所述一次风机输出的一次风压对应于所述总风量值。

5.根据权利要求4所述的一次风压自动寻优方法，其中，还包括检测步骤，所述检测步骤

首先将所述最大的风门开度值与预定的风门开度值范围进行比较；

然后根据比较结果确认是否需要采用所述最大的风门开度值。

6.根据权利要求5所述的一次风压自动寻优方法，其中，还包括报警步骤，所述报警步骤在所述检测步骤中连续出现所述最大的风门开度值超出所述预定的风门开度值范围时，向外界发出警报同时退出本方法。