CN111250253A - 一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备，通过判断是否有煤粉细度检测装置从而选择执行不同的动态分离器自适应控制方法，若有，则根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp，再将煤粉细度设定值输入到PID运算器中输出分离器控制指令；若无，则计算磨煤机相对参数控制值，将控制值输入到PID运算器中输出分离器控制指令；本发明可以根据煤种的变化或磨煤机运行参数的变化，自适应调整磨煤机动态分离器转速，从而使煤粉细度控制到经济煤粉细度或在保障磨煤机安全运行前提下使煤粉细度尽可能细，避免了煤粉细度偏粗，或过细造成磨煤机堵磨的技术问题，提高了机组运行的经济性，在实际应用中具有指导意义。

Description

一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备
技术领域
本发明涉及磨煤机动态分离器控制技术领域，尤其涉及一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备。
背景技术
目前，电站锅炉磨煤机动态分离器是调节煤粉细度的重要手段,动态分离器控制的好坏关系锅炉机组的安全经济运行。大部分机组的磨煤机动态分离器由运行人员手动控制，或根据给煤量由函数进行控制，这种控制方式比较简单，煤粉细度往往会偏粗，或者煤粉细度过细从而造成磨煤机堵磨，影响机组运行的经济性。
综上所述，现有技术中磨煤机动态分离器的控制方式较为简单，存在着煤粉细度往往会偏粗,或者过细，造成磨煤机堵磨技术问题。
发明内容
本发明提供了一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备，用于解决现有技术中磨煤机动态分离器的控制方式较为简单，存在着煤粉细度往往会偏粗，或者过细，造成磨煤机堵磨的技术问题。
本发明提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：判断磨煤机中是否存在煤粉细度检测装置；若有，执行步骤S2～S8；若无，执行步骤S9～S12；
步骤S2：从煤粉细度检测装置中获取煤粉细度R90,PV；
步骤S3：计算干燥无灰基挥发份Vdaf；
步骤S4：根据干燥无灰基挥发份Vdaf计算经济煤粉细度R90；
步骤S5：计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
步骤S6：根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算得到煤粉细度修正值DR90；
步骤S7：根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp；
步骤S8：将煤粉细度设定值R90,sp输入到PID运算器中，PID运算器输出分离器控制指令；
步骤S9：设定磨煤机相对参数控制目标值；
步骤S10：计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
步骤S11：根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值；
步骤S12：将控制值输入到PID运算器中，PID运算器输出分离器控制指令；
优选的，计算干燥无灰基挥发份Vdaf的具体过程为：
取磨煤机当前煤种的挥发份Vad、灰份Aad、水份Mad，计算干燥无灰基挥发份Vdaf。
优选的，计算磨煤机的电机负荷率Fi的具体过程为：
获取当前的磨煤机电流I以及磨煤机的额定电流Ie，计算电机负荷率Fi。
优选的，计算磨煤机的压差相对值Fp的具体过程为：
获取当前的磨煤机差压DP以及磨煤机最大允许的压差DPe，计算压差相对值Fp。
优选的，根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算得到煤粉细度修正值DR90的具体过程为：
取电机负荷率Fi和压差相对值Fp中数值较大的值；
将数值较大的值输入到转换函数F1(x)中进行转换，得到煤粉细度修正值DR90。
优选的，F1(x)的转换公式为：
Figure BDA0002399730370000021
Figure BDA0002399730370000031
优选的，根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值的具体过程如下：
取电机负荷率Fi和压差相对值Fp中数值较大的值；
计算数值较大的值与磨煤机相对参数控制目标值的差值，将差值输入到转换函数F2(x)中进行转换，得到控制值。
优选的，转换函数F2(x)的转换公式为：
Figure BDA0002399730370000032
一种磨煤机动态分离器自适应控制系统，所述系统包括：煤粉细度检测装置判断模块；煤粉细度获取模块、干燥无灰基挥发份计算模块、经济煤粉细度计算模块、电机负荷率以及压差相对值计算模块、煤粉细度修正值计算模块、煤粉细度设定值计算模块、PID运算器模块、磨煤机相对参数控制目标值设定模块以及控制值计算模块；
所述煤粉细度检测装置判断模块用于判断磨煤机中是否存在煤粉细度检测装置；
所述煤粉细度获取模块用于从煤粉细度检测装置中获取煤粉细度R90,PV；
所述干燥无灰基挥发份计算模块用于计算干燥无灰基挥发份Vdaf；
所述经济煤粉细度计算模块用于根据干燥无灰基挥发份Vdaf计算经济煤粉细度R90；
所述电机负荷率以及压差相对值计算模块用于计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
所述煤粉细度修正值计算模块用于根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算煤粉细度修正值DR90；
所述煤粉细度设定值计算模块用于根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp；
所述PID运算器模块用于提供PID运算器，PID运算器输出分离器控制指令；
所述磨煤机相对参数控制目标值设定模块用于设定磨煤机相对参数控制目标值；
所述控制值计算模块用于根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值。
一种磨煤机动态分离器自适应控制设备，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明实施例提供了一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，可以根据煤种的变化或磨煤机运行参数的变化，自适应调整磨煤机动态分离器转速，从而使煤粉细度控制到经济煤粉细度或在保障磨煤机安全运行前提下使煤粉细度尽可能细，避免了煤粉细度会偏粗，或煤粉细度过细导致磨煤机堵磨的技术问题，提高了机组运行的经济性，在实际应用中具有指导意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备的方法流程图。
图2为本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备的系统结构图。
图3为本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备的设备框架图。
图4为本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备的存在煤粉细度检测装置时的流程图。
图5为本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备的不存在煤粉细度检测装置时的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备，用于解决现有技术中磨煤机动态分离器的控制方式较为简单，存在着煤粉细度往往会偏粗或过细，造成磨煤机堵磨的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，系统及设备的方法流程图。
本发明实施例提供的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：判断磨煤机中是否存在煤粉细度检测装置；若有，执行步骤S2～S8，其具体控制过程如图4所示；若无，执行步骤S9～S12，其具体过程如图5所示；
步骤S2：从煤粉细度检测装置中获取煤粉细度R90,PV；
步骤S3：计算干燥无灰基挥发份Vdaf；
步骤S4：根据干燥无灰基挥发份Vdaf计算经济煤粉细度R90，具体公式为：
R90＝0.5*Vdaf；
步骤S5：计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
步骤S6：根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算得到煤粉细度修正值DR90；
步骤S7：根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp，具体计算公式如下：
R90,sp＝R90+DR90；
步骤S8：将煤粉细度设定值R90,sp输入到PID运算器中，PID运算器输出分离器控制指令；当R90,PV>R90,sp，PID运算输出动态分离器转速增大控制指令；当R90,PV<R90,sp，PID运算输出动态分离器转速减小控制指令；当R90,PV＝R90,sp，PID运算输出动态分离器转速不变控制指令；
步骤S9：设定磨煤机相对参数控制目标值；
步骤S10：计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
步骤S11：根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值；
步骤S12：将控制值输入到PID运算器中，PID运算器输出分离器控制指令；当控制值>0,PID运算输出动态分离器转速减小控制指令；当控制值＝0,PID运算输出动态分离器控转速不变控制指令；当控制值<0,PID运算输出动态分离器转速增大控制指令。
作为一个优选的实施例，计算干燥无灰基挥发份Vdaf的具体过程为：
取磨煤机当前煤种的挥发份Vad、灰份Aad、水份Mad，计算干燥无灰基挥发份Vdaf，计算公式如下：
Figure BDA0002399730370000061
作为一个优选的实施例，计算磨煤机的电机负荷率Fi的具体过程为：
获取当前的磨煤机电流I以及磨煤机的额定电流Ie，计算电机负荷率Fi；具体公式如下：
Fi＝I/Ie
式中：Ie为磨煤机额定电流或最大允许电流，单位为A；通过磨煤机设计说明书或运行规程得到。
作为一个优选的实施例，计算磨煤机的压差相对值Fp的具体过程为：
获取当前的磨煤机差压DP以及磨煤机最大允许的压差DPe，计算压差相对值Fp，具体公式如下：
Fp＝DP/DPe
式中：DPe为磨煤机最大允许的差压，单位为kPa；通过磨煤机设计说明书或运行规程得到。
作为一个优选的实施例，根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算得到煤粉细度修正值DR90的具体过程为：
取电机负荷率Fi和压差相对值Fp中数值较大的值；
将数值较大的值输入到转换函数F1(x)中进行转换，得到煤粉细度修正值DR90。
作为一个优选的实施例，F1(x)的转换公式为：
Figure BDA0002399730370000071
作为一个优选的实施例，根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值；磨煤机相对参数控制目标值需要根据磨煤机的运行状况确定，包括石子煤的排放情况和电机的温度等，可取0.90～0.95。
取电机负荷率Fi和压差相对值Fp中数值较大的值；
计算数值较大的值与磨煤机相对参数控制目标值的差值，将差值输入到转换函数F2(x)中进行转换，得到控制值。
作为一个优选的实施例，转换函数F2(x)的转换公式为：
Figure BDA0002399730370000081
如图2所示，一种磨煤机动态分离器自适应控制系统，所述系统包括：煤粉细度检测装置判断模块201、煤粉细度获取模块202、干燥无灰基挥发份计算模块203、经济煤粉细度计算模块204、电机负荷率以及压差相对值计算模块205、煤粉细度修正值计算模块206、煤粉细度设定值计算模块207、PID运算器模块208、磨煤机相对参数控制目标值设定模块209以及控制值计算模块210；
所述煤粉细度检测装置判断模块201用于判断磨煤机中是否存在煤粉细度检测装置；
所述煤粉细度获取模块202用于从煤粉细度检测装置中获取煤粉细度R90,PV；
所述干燥无灰基挥发份计算模块203用于计算干燥无灰基挥发份Vdaf；
所述经济煤粉细度计算模块204用于根据干燥无灰基挥发份Vdaf计算经济煤粉细度R90；
所述电机负荷率以及压差相对值计算模块205用于计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
所述煤粉细度修正值计算模块206用于根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算煤粉细度修正值DR90；
所述煤粉细度设定值计算模块207用于根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp；
所述PID运算器模块208用于提供PID运算器，PID运算器输出分离器控制指令；
所述磨煤机相对参数控制目标值设定模块209用于设定磨煤机相对参数控制目标值；
所述控制值计算模块210用于根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值。
如图3所示，一种磨煤机动态分离器自适应控制设备30，所述设备包括处理器300以及存储器301；
所述存储器301用于存储程序代码302，并将所述程序代码302传输给所述处理器；
所述处理器300用于根据所述程序代码302中的指令执行上述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法中的步骤。
示例性的，所述计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器301中，并由所述处理器300执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序302在所述终端设备30中的执行过程。
所述终端设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备30的示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器301可以是所述终端设备30的内部存储单元，例如终端设备30的硬盘或内存。所述存储器301也可以是所述终端设备30的外部存储设备，例如所述终端设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器301还可以既包括所述终端设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器301用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：判断磨煤机中是否存在煤粉细度检测装置；若有，执行步骤S2～S8；若无，执行步骤S9～S12；
步骤S2：从煤粉细度检测装置中获取煤粉细度R90,PV；
步骤S3：计算干燥无灰基挥发份Vdaf；
步骤S4：根据干燥无灰基挥发份Vdaf计算经济煤粉细度R90；
步骤S5：计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
步骤S6：根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算得到煤粉细度修正值DR90；
步骤S7：根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp；
步骤S8：将煤粉细度设定值R90,sp输入到PID运算器中，PID运算器输出分离器控制指令；
步骤S9：设定磨煤机相对参数控制目标值；
步骤S10：计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
步骤S11：根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值；
步骤S12：将控制值输入到PID运算器中，PID运算器输出分离器控制指令。
2.根据权利要求1所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，计算干燥无灰基挥发份Vdaf的具体过程为：
获取磨煤机当前煤种的挥发份Vad、灰份Aad、水份Mad，计算干燥无灰基挥发份Vdaf。
3.根据权利要求2所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，计算磨煤机的电机负荷率Fi的具体过程为：
获取当前的磨煤机电流I以及磨煤机的额定电流Ie，计算电机负荷率Fi。
4.根据权利要求3所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，计算磨煤机的压差相对值Fp的具体过程为：
获取当前的磨煤机差压DP以及磨煤机最大允许的压差DPe，计算压差相对值Fp。
5.根据权利要求4所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算得到煤粉细度修正值DR90的具体过程为：
取电机负荷率Fi和压差相对值Fp中数值较大的值；
将数值较大的值输入到转换函数F1(x)中进行转换，得到煤粉细度修正值DR90。
6.根据权利要求5所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，F1(x)的转换公式为：
Figure FDA0002399730360000021
7.根据权利要求1所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值的具体过程如下：
取电机负荷率Fi和压差相对值Fp中数值较大的值；
计算数值较大的值与磨煤机相对参数控制目标值的差值，将差值输入到转换函数F2(x)中进行转换，得到控制值。
8.根据权利要求7所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法，其特征在于，转换函数F2(x)的转换公式为：
Figure FDA0002399730360000022
Figure FDA0002399730360000031
9.一种磨煤机动态分离器自适应控制系统，其特征在于，所述系统包括：煤粉细度检测装置判断模块；煤粉细度获取模块、干燥无灰基挥发份计算模块、经济煤粉细度计算模块、电机负荷率以及压差相对值计算模块、煤粉细度修正值计算模块、煤粉细度设定值计算模块、PID运算器模块、磨煤机相对参数控制目标值设定模块以及控制值计算模块；
所述煤粉细度检测装置判断模块用于判断磨煤机中是否存在煤粉细度检测装置；
所述煤粉细度获取模块用于从煤粉细度检测装置中获取煤粉细度R90,PV；
所述干燥无灰基挥发份计算模块用于计算干燥无灰基挥发份Vdaf；
所述经济煤粉细度计算模块用于根据干燥无灰基挥发份Vdaf计算经济煤粉细度R90；
所述电机负荷率以及压差相对值计算模块用于计算磨煤机的电机负荷率Fi以及磨煤机的压差相对值Fp；
所述煤粉细度修正值计算模块用于根据电机负荷率Fi和压差相对值Fp计算煤粉细度修正值DR90；
所述煤粉细度设定值计算模块用于根据煤粉细度修正值DR90和经济煤粉细度R90计算煤粉细度设定值R90,sp；
所述PID运算器模块用于提供PID运算器，PID运算器输出分离器控制指令；
所述磨煤机相对参数控制目标值设定模块用于设定磨煤机相对参数控制目标值；
所述控制值计算模块用于根据电机负荷率Fi、压差相对值Fp以及磨煤机相对参数控制目标值计算控制值。
10.一种磨煤机动态分离器自适应控制设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-8任一项所述的一种磨煤机动态分离器自适应控制方法。
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