CN109967218B - 一种中速磨煤机出口风温调节方法 - Google Patents

一种中速磨煤机出口风温调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中速磨煤机出口风温调节方法，主要包括数据采集模块、计算模块、大数据分析模块和输出模块，数据采集模块采集入炉煤质参数和锅炉实时运行参数，计算模块通过热平衡确定磨煤机入口风温，大数据分析模块确定磨煤机入口风温对应的磨煤机入口冷、热风门开度，输出模块将实时的磨煤机冷、热风门开度指令输出。本发明与现有技术相比的优点在于：本发明提高磨煤机出口风温的快速响应能力和锅炉的安全、经济运行水平。

Description

一种中速磨煤机出口风温调节方法
技术领域
本发明涉及燃煤发电领域，为一种中速磨煤机出口风温快速调节方法。该方法通过对磨煤机热平衡计算，推算磨煤机设定出口温度对应的磨煤机入口风温，并结合大数据分析确定磨煤机入口风温所对应的冷、热风门开度，以提高磨煤机出口风温的快速响应能力。
背景技术
目前，大型燃煤发电机组常配正压直吹式制粉系统。磨煤机出口温度是正压直吹式制粉系统控制调节的一个重要参数。磨煤机冷风门开度大、热风门开度小，则磨煤机出口温度低，流经空预器的冷却风量减小，锅炉排烟温度升高，影响锅炉运行的经济性。磨煤机冷风门关小、热风门开大，则磨煤机出口温度升高，流经空预器的冷却风量增加，锅炉排烟温度降低，提高锅炉运行的经济性，但是磨煤机出口温度过高会导致制粉系统爆炸，给制粉系统安全运行带来不利影响。因此，磨煤机出口温度需控制在合适的范围。当前，对磨煤机出口温度的自动控制，通过热风门控制风量、冷风门调节温度来实现。当煤质、磨煤机负荷变化后，磨煤机出口温度不能快速跟踪响应，不是出现风温调节速度过慢、就是发生风温调节过头的问题，给运行带来不便。因此，需开发一种磨煤机出口温度快速跟踪响应的技术，以满足煤质和磨煤机负荷变化的需求。本方法即是通过对磨煤机热平衡计算，推算磨煤机设定出口温度对应的磨煤机入口风温，并结合大数据分析确定磨煤机入口风温所对应的冷、热风门开度，以提高磨煤机出口风温的快速响应能力。
发明内容
发明目的：提高磨煤机出口风温的快速响应能力，避免在磨煤机出口风温调节过程中发生过调或调节速度过慢的问题，以提高锅炉的安全、经济运行水平，并给运行调整带来便利。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
磨煤机出口温度设定根据煤种确定，当燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf≤40％时，磨煤机出口温度tM2控制在75℃，当燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf＞40％时，磨煤机出口温度tM2控制在60-70℃，磨煤机入口温度设定，通过热平衡计算得出。
热平衡计算中，先确定制粉系统输入总热量qin
qin＝qag1+qle+qs+qmac (1)
qag1干燥剂的物理热，kJ/kg；qle漏入冷风的物理热，取0，kJ/kg；qs密封风的物理热，kJ/kg；qmac磨煤机工作产生的机械热，kJ/kg。
qag1＝cag1t1g1 (2)
Figure BDA0001996694660000021
进入磨煤机的干燥剂量，kg/kg；Qv为磨煤机进口一次风量，t/h；BM为磨煤机出力，t/h；cag1为t1温度下的干燥剂比热容，kJ/(kg.℃)；t1为磨煤机进口风温，℃。
Figure BDA0001996694660000022
Figure BDA0001996694660000023
Figure BDA0001996694660000024
Figure BDA0001996694660000025
Qs密封风风量，t/h；cs为密封风比热容，kJ/(kg.℃)；ts为环境温度，℃。
Figure BDA0001996694660000026
Figure BDA0001996694660000027
PM磨煤机功率，kW。
热平衡计算中，再确定制粉系统输出总热量qout
Figure BDA0001996694660000028
t2为磨煤机出口风温，℃。
Figure BDA0001996694660000029
Figure BDA00019966946600000210
Wt原煤水分，％；Wmf煤粉水分，％；trc原煤温度，℃，Wt≧Qnet.ar/0.65％(Qnet.ar单位MJ/kg)(或Wt≧22％),trc＝20℃，其他trc＝0℃，也可取环境温度ts。
Figure BDA00019966946600000211
烟煤：cdc＝0.0034t+0.8796；贫煤：cdc＝0.0032t+0.8136；褐煤：cdc＝0.0031t+0.9332；
无烟煤：cdc＝0.0011t+0.7684；页岩煤：cdc＝0.0014t+0.8562；t＝trc+t2
qunf原煤解冻用热量，kJ/kg，日平均温度ts在0℃以上，为0，以下
Figure BDA0001996694660000031
Wad原煤内水分，％。
q5＝0.02qin (13)
热平衡计算中，确定磨煤机进口风温t1。
首先假设磨煤机进口风温t1,js，然后通过磨煤机热平衡计算确定出t1，
Figure BDA0001996694660000032
当
Figure BDA0001996694660000033
计算结束。
实际运行中，t1受机组负荷影响较大，需在线读取空气预热器出口热一次风温平均值tah,out，则进风温度tin为：tin＝min(t1，tah,out-T)，其中，T与机组容量有关，取5～10℃，可按1000MW级机组取5℃，600MW级机组取8℃，300MW及以下取10℃。
若进风温度tin＝tah,out-T，则出口风温t2低于磨煤机出口温度设定温度tM2。
若进风温度tin＝t1，则同时测量磨煤机出口风温t2，并与目标值tM2比较。
调整过程中，不同的磨煤机进风温度tin对应着不同磨煤机口冷、热风门开度的快速确定。确定好磨煤机口冷、热风门开度，就可以快速调整磨煤机进风温度tin。
通过大数据分析，确定磨煤机出力与磨煤机进口热风门开度的对应关系。
一个磨煤机出力BM,x对应n个热风门开度H1～Hn，将n个热风门开度数值取平均得到该磨煤机出力BM,x对应的优化后的热风门开度
Figure BDA0001996694660000034
分析不同磨煤机出力BM,1～BM,x情况下分别对应的热风门开度
Figure BDA0001996694660000035
得到磨煤机出力与热风门开度的关系函数即H＝f(M)。
通过大数据分析，确定冷风门开度的前馈调节函数，一个热风门开度H1条件下，对应有n个磨煤机入口风温t1,1～t1,n，磨煤机入口风温由冷风门开度决定，因此也就对应n种冷风门开度C1～Cn。根据不同热风门开度，以及磨煤机入口风温的设定，就可确定所对应的冷风门开度。
Figure BDA0001996694660000036
大数据确定磨煤机入口冷、热风门开度之后，测量磨煤机入口风温t1，与热平衡计算入口风温若有偏差，则微调冷、热风门开度，直至二者相符为止；同时测量磨煤机出口风温t2，若与目标值tM2比较有偏差，进一步微调冷、热风门开度，直至二者相符为止。
有益效果：本发明即是通过对磨煤机热平衡计算，推算磨煤机设定出口温度对应的磨煤机入口风温，并结合大数据分析确定该磨煤机入口风温所对应的冷、热风门开度，以提高磨煤机出口风温的快速响应能力和锅炉的安全、经济运行水平。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为冷、热风门开度确定流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一
磨煤机出口温度设定根据煤种确定，当燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf≤40％时，磨煤机出口温度tM2控制在75℃，当燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf＞40％时，磨煤机出口温度tM2控制在60-70℃，磨煤机入口温度设定，通过热平衡计算得出。
热平衡计算中，先确定制粉系统输入总热量qin
qin＝qag1+qle+qs+qmac
qag1干燥剂的物理热，kJ/kg；qle漏入冷风的物理热，取0，kJ/kg；qs密封风的物理热，kJ/kg；qmax磨煤机工作产生的机械热，kJ/kg。
qag1＝Cag1t1g1
Figure BDA0001996694660000041
进入磨煤机的干燥剂量，kg/kg；Qv为磨煤机进口一次风量，t/h；BM为磨煤机出力，t/h；cag1为t1温度下的干燥剂比热容，kJ/(kg.℃)；t1为磨煤机进口风温，℃。
Figure BDA0001996694660000042
Figure BDA0001996694660000043
Figure BDA0001996694660000044
Figure BDA0001996694660000045
Qs密封风风量，t/h；cs为密封风比热容，kJ/(kg.℃)；ts为环境温度，℃。
Figure BDA0001996694660000051
Figure BDA0001996694660000052
PM磨煤机功率，kW。
热平衡计算中，再确定制粉系统输出总热量qout
qout＝qag2+qev+qf+q5
qag2乏气干燥剂的物理热，kJ/kg；qev蒸发原煤中水分消耗的热量，kJ/kg；qf加热燃料消耗的热量，kJ/kg；q5设备散热损失，kJ/kg。
Figure BDA0001996694660000053
t2为磨煤机出口风温，℃。
Figure BDA0001996694660000054
Figure BDA0001996694660000055
Wt原煤水分，％；Wmf煤粉水分，％；trc原煤温度，℃，Wt≧Qnet.ar/0.65％(Qnet.ar单位MJ/kg)(或Wt≧22％),trc＝20℃，其他trc＝0℃，也可取环境温度ts。
Figure BDA0001996694660000056
烟煤：cdc＝0.0034t+0.8796；贫煤：cdc＝0.0032t+0.8136；褐煤：cdc＝0.0031t+0.9332；
无烟煤：cdc＝0.0011t+0.7684；页岩煤：cdc＝0.0014t+0.8562；t＝trc+t2
qunf原煤解冻用热量，kJ/kg，日平均温度ts在0℃以上，为0，以下
Figure BDA0001996694660000057
Wad原煤内水分，％。
q5＝0.02qin
热平衡计算中，确定磨煤机进口风温t1。
首先假设磨煤机进口风温t1,js，然后通过磨煤机热平衡计算确定出t1，
Figure BDA0001996694660000058
当
Figure BDA0001996694660000061
计算结束。
实际运行中，t1受机组负荷影响较大，需在线读取空气预热器出口热一次风温平均值tah,out，则进风温度tin为：tin＝min(t1，tah,out-T)，其中，T与机组容量有关，取5～10℃，可按1000MW级机组取5℃，600MW级机组取8℃，300MW及以下取10℃。
若进风温度tin＝tah,out-T，则出口风温t2低于磨煤机出口温度设定温度tM2。
若进风温度tin＝t1，则同时测量磨煤机出口风温t2，并与目标值tM2比较。
调整过程中，不同的磨煤机进风温度tin对应着不同磨煤机口冷、热风门开度的快速确定。确定好磨煤机口冷、热风门开度，就可以快速调整磨煤机进风温度tin。
通过大数据分析，确定磨煤机出力与磨煤机进口热风门开度的对应关系。
一个磨煤机出力BM,x对应n个热风门开度H1～Hn，将n个热风门开度数值取平均得到该磨煤机出力BM,x对应的优化后的热风门开度
Figure BDA0001996694660000062
分析不同磨煤机出力BM,1～BM,x情况下分别对应的热风门开度
Figure BDA0001996694660000063
得到磨煤机出力与热风门开度的关系函数即H＝f(M)。
通过大数据分析，确定冷风门开度的前馈调节函数，一个热风门开度H1条件下，对应有n个磨煤机入口风温t1,1～t1,n，磨煤机入口风温由冷风门开度决定，因此也就对应n种冷风门开度C1～Cn。根据不同热风门开度，以及磨煤机入口风温的设定，就可确定所对应的冷风门开度。
Figure BDA0001996694660000064
大数据确定磨煤机入口冷、热风门开度之后，测量磨煤机入口风温t1，与热平衡计算入口风温若有偏差，则微调冷、热风门开度，直至二者相符为止；同时测量磨煤机出口风温t2，若与目标值tM2比较有偏差，进一步微调冷、热风门开度，直至二者相符为止。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种中速磨煤机出口风温调节方法，其特征在于：由设定的磨煤机出口温度计算制粉系统输出热量和输入热量，磨煤机出口温度设定根据煤种确定，当燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf≤40％时，磨煤机出口温度tM2控制在75℃，当燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf＞40％时，磨煤机出口温度tM2控制在60-70℃，然后通过热平衡得出磨煤机出口温度对应的磨煤机入口温度，再结合空气预热器出口热一次风温，确定最终的磨煤机入口风温；不同的磨煤机入口风温所对应的磨煤机入口冷、热一次风门开度由大数据分析获取；
磨煤机出力与热风门开度的关系函数：一个磨煤机出力BM,x对应n个热风门开度H1～Hn，将n个热风门开度数值取平均得到该磨煤机出力BM,x对应的优化后的热风门开度
Figure FDA0003253213710000011
分析不同磨煤机出力BM,1～BM,x情况下分别对应的热风门开度
Figure FDA0003253213710000012
得到磨煤机出力与热风门开度的关系函数即H＝f(M)；
确定冷风门开度的前馈调节函数：一个热风门开度H1条件下，对应有n个磨煤机入口风温t1,1～t1,n，磨煤机入口风温由冷风门开度决定，因此也就对应n种冷风门开度C1～Cn。
2.根据权利要求1所述的一种中速磨煤机出口风温调节方法，其特征在于：在热平衡计算过程中，首先假设磨煤机入口风温，然后通过设定的磨煤机出口温度计算出制粉系统输出热量，根据热平衡原理，制粉系统输出热量等于输入热量，再通过制粉系统输入热量反推出磨煤机入口温度，直至计算出的磨煤机入口温度与假设磨煤机入口风温偏差符合要求。
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