CN112354672B - 一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法，在电站锅炉启动点火过程中，原煤斗向给煤机提供原煤，给煤机向磨煤机定量供给原煤，磨煤机将原煤碾磨成煤粉后，被一次风带入分离器进行，合格的煤粉通过分离器的筛选被一次风带入燃烧器，通过燃烧器喷口进入锅炉炉膛燃烧；根据磨煤机转速与出力的关系呈正相关，调节磨煤机的转速就可以调节磨煤机的出力；利用高压变频调速装置来控制磨煤机转速，使转速在一次点火过程中能够实现连续地升高和降低变化，并且根据点火的不同阶段，控制磨煤机的转速改变。本发明利用高压变频调速装置控制磨煤机转速，不需要对磨煤机内部进行改造，就可以控制磨煤机转速的连续改变，具有还原能力和调节能力。

Description

一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法

技术领域

本发明涉及一种磨煤机的控制方法，尤其涉及一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法。

背景技术

目前火电厂超临界机组主要应用正压直吹式制粉系统，采用HP、MSP、及ZGM型中速磨煤机。如图2所示原煤经给煤机进入磨煤机的磨盘8后，在离心力的作用下沿径向向外移动至研磨环9。由于径向和轴向的移动，煤在可绕轴转动的磨辊装置下通过，此时通过液压(弹簧)加载装置产生的研磨力通过磨辊施加在煤上，磨辊装置使煤在磨辊7下形成煤床10，并在磨环和磨辊之间研磨成粉，经干燥和分离后合格煤粉进入燃烧器。降低加载力的方式可一定程度上降低磨煤机的出力，但会直接影响煤粉细度，降低燃烧效率。

锅炉出力通过给煤机调节煤量和控制磨煤机入磨一次风量在最大出力和最小出力之间。中速磨煤机运行时，原煤在磨辊和磨盘之间要形成一定厚度的煤床才能保证正常运行。若给煤量过小，煤床太薄时，磨辊由高处摆动到低处的冲击不能完全由煤床吸收，冲击磨盘造成磨煤机剧烈的震动，从而导致磨煤机的零部件损坏。为了不引发震动，因此磨煤机均有最小出力的限制。

在锅炉点火进行冷态启动时，受制于磨煤机最小出力的原因，最初的煤粉量无法减少，最小为20吨/小时，输入热量过多、过快，在高温受热面还没有冷却介质的情况下，引起超温。当蒸发受热面产生蒸汽后，由于蒸汽温度较低，又造成受热面冷却，易产生氧化皮，且对受热面造成热冲击，会降低高温部件的使用寿命。

以往要改变磨煤机最大或最小出力时，主要采用改变减速机齿轮的传动比、更换磨煤机电机以及更换不同型号的磨煤机来实现。但这些方案在提高磨煤机最大出力的同时，也必定提高了磨煤机的最小出力，无法兼顾提高最大出力和降低最小出力，没有真正的扩展磨煤机出力范围。并且需要对磨煤机的内部进行改造，施工过程复杂，改造后的转速固定，不具有还原能力和调节能力。从经济运行的角度来看，这些方案都不具备节能增效的特点。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法，在电站锅炉启动点火过程中，原煤斗向给煤机提供原煤，给煤机向磨煤机定量供给原煤，磨煤机将原煤碾磨成煤粉后，被一次风带入分离器，合格的煤粉通过分离器的筛选被一次风带入燃烧器，通过燃烧器喷口进入锅炉炉膛燃烧；

其中，根据磨煤机转速与出力的关系呈正相关，调节磨煤机的转速就可以调节磨煤机的出力；利用高压变频调速装置来控制磨煤机转速，使磨煤机的转速在一次点火过程中能够实现连续地升高和降低变化，并且根据点火的不同阶段，控制磨煤机的转速改变；

变频调速装置具有的矢量控制功能模块，能够在比较宽的调速范围内控制磁场电流分量和转矩电流分量，从而精确的控制电机转矩；使得在点火的初始阶段，磨煤机的转速可以降低至额定转速的30％～35％，并且随着点火的进程逐步提速；直至锅炉的四只油枪全部投入运行，给煤量始终不大于20吨/小时。

进一步地，点火过程中的磨煤机转速从额定转速的30％～35％，提升至额定转速的40％～45％。

进一步地，点火起始阶段给煤量为6～8吨/小时，并且给煤量随着磨煤机转速的增加而增加。

进一步地，给煤量分阶段增加，依次为6～8吨/小时、12～15吨/小时、18～20吨/小时以及20吨/小时。

进一步地，应用高压变频调速装置的锅炉点火过程包括以下几个阶段：

S1、在点火的开始阶段，锅炉对角的两支油枪点火成功后，启动磨煤机和给煤机开始制粉，其中磨煤机通过高压变频调速装置使转速降低至额定转速的30％～35％，给煤量控制在6～8吨/小时，并且按锅炉升温升压的要求控制给煤量，最大不超过10吨/小时；

S2、在煤粉着火燃烧稳定后，根据锅炉升温升压速度要求，逐渐增加给煤量至12～15吨/小时，同时提高磨煤机转速至额定转速的40％～45％，投入使用第三只油枪，调整各风门开度，保持稳定燃烧；

S3、投入第四支油枪运行，达到磨煤机的四只排出阀全部开启；增加给煤量至18～20吨/小时，同时磨煤机转速为额定转速的40％～45％；

S4、当给煤量达到20吨/小时后，根据锅炉带负荷的要求，投入其他磨煤机运行；锅炉负荷达到25％BMCR以上，缓慢增加给煤量，并参照磨煤机转速与出力的关系曲线调整磨煤机的转速，以配合机组启动曲线增加负荷。

进一步地，高压变频装置的功率大于1.5倍磨煤机电机功率；且高压变频装置的启动力矩为0～200％。

本发明具有的有益效果为：本发明利用高压变频调速装置控制磨煤机转速，不需要对磨煤机内部进行改造，就可以控制磨煤机转速的连续改变，具有还原能力和调节能力。

由于转速可调，在不降低磨煤机最大出力的同时，可以降低磨煤机的最小出力，从而降低了对磨煤机出力的限制，不必在启动初期就要达到20吨/小时的给煤量，缓慢稳定的输入煤粉，可以减少超温等热冲击。并且降低转速至与给煤量一致，也就不会产生震动，保护了磨煤机的寿命。

此外，当磨煤机转速降低后，离心力变小，煤料在研磨轨道中停留的时间变长，磨煤机出力随之减小，煤粉细也相应提高，可适应更低负荷下的燃烧，提高中低负荷下的燃烧效率。

控制机组点火过程中锅炉温升速率提高，减少了用煤量、燃油消耗和磨煤机电耗。这种改造方案的施工量小、费用较低，利于今后在其他燃烧系统中进行推广。

附图说明

图1是本发明中直吹式制粉系统示意图。

图2是本发明中磨辊碾磨区煤床示意图。

图3是本发明中磨煤机转速与出力的关系曲线图。

图4是本发明中磨煤机入磨一次风量与出力的关系曲线图。

图5是本发明中磨煤机加载力与出力的关系曲线图。

图中：1、原煤斗；2、给煤机；3、磨煤机；4、分离器；5、燃烧器；6、锅炉；7、磨辊；8、磨盘；9、研磨环；10、煤床；11、高压变频调速装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明中直吹式制粉系统由原煤斗1向给煤机2提供原煤，给煤机2向磨煤机3定量供给原煤，本发明应用型号为ZGM113K-II的磨煤机，磨煤机将原煤碾磨成煤粉后，被一次风带入分离器4，合格的煤粉通过分离器的筛选被一次风带入燃烧器5，通过燃烧器喷口进入锅炉6炉膛燃烧。

为了使磨煤机的转速可调，给磨煤机安装了高压变频调速装置11。本发明中的磨煤机与风机、水泵类负载不同，磨煤机启动时转矩较大，运行过程中也会有一定的负载波动要求，属于混合型负载。所以磨煤机配套的变频调速装置，应具有矢量控制功能模块，能够在比较宽的调速范围内，控制磁场电流分量和转矩电流分量，从而精确的控制电机转矩。本发明根据磨煤机的负载特性要求选购的高压变频器需要满足：既高压变频装置功率大于1.5倍磨煤机电机功率；具有矢量控制功能，启动力矩为0～200％可调；具有飞车启动功能；具有自动旁路切换功能。

本发明中磨煤机的转速需依据磨煤机转速与出力的关系进行调整，根据磨煤机转速与出力的关系呈正相关，调节磨煤机的转速就可以调节磨煤机的出力；其中，利用高压变频调速装置来控制磨煤机转速，使磨煤机的转速在一次点火过程中能够实现连续地升高和降低变化，并且根据点火的不同阶段，控制磨煤机的转速改变。

为保证磨煤机转速与出力的关系真实准确，通过计算原煤在磨煤机碾磨区内停留的时间及磨盘转动的角度，确定磨煤机转速在0～105％额定转速时，仍满足原煤至少可被全部三个磨辊碾磨一次。在确定磨煤机转速调节的范围后，进行反复的试验，确定磨煤机转速与出力的关系曲线如图3。在今后的生产过程中，将根据这条曲线，针对锅炉不同的燃烧需求，选择适当的磨煤机转速。

本发明中制粉系统影响磨煤机出力的因素还有点火系统、给煤量、入磨一次风量以及磨煤机加载力等。其中入磨一次风量、及加载力与磨煤机出力的关系如图4、5所示，本发明根据不同因素与磨煤机出力的关系，匹配出合适的给煤量、加载力、一次风量等参数。

得到锅炉点火过程包括以下几个阶段：

S1、在点火的开始阶段，锅炉对角的两支油枪点火成功后，启动磨煤机和给煤机开始制粉，其中磨煤机通过高压变频调速装置使转速降低至额定转速的30％～35％，给煤量控制在6～8吨/小时，并且按锅炉升温升压的要求控制给煤量，最大不超过10吨/小时；

S2、在煤粉着火燃烧稳定后，根据锅炉升温升压速度要求，逐渐增加给煤量至12～15吨/小时，同时提高磨煤机转速至额定转速的40％～45％，投入使用第三只油枪，调整各风门开度，保持稳定燃烧；

S3、投入第四支油枪运行，达到磨煤机的四只排出阀全部开启；增加给煤量至18～20吨/小时，同时磨煤机转速为额定转速的40％～45％；防止单只火嘴的热功率过高造成一次室结焦；

S4、当给煤量达到20吨/小时后，根据锅炉带负荷的要求，投入其他磨煤机运行；锅炉负荷达到25％BMCR以上，缓慢增加给煤量，并参照磨煤机转速与出力的关系曲线调整磨煤机的转速，以配合机组启动曲线增加负荷。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种锅炉点火过程中磨煤机出力的控制方法，其特征在于：在电站锅炉启动点火过程中，原煤斗向给煤机提供原煤，给煤机向磨煤机定量供给原煤，磨煤机将原煤碾磨成煤粉后，被一次风带入分离器，合格的煤粉通过分离器的筛选被一次风带入燃烧器，通过燃烧器喷口进入锅炉炉膛燃烧；

其中磨煤机的转速依据磨煤机转速与出力的关系进行调整，根据磨煤机转速与出力的关系呈正相关，调节磨煤机的转速就能够调节磨煤机的出力；利用高压变频调速装置来控制磨煤机转速，使磨煤机的转速在一次点火过程中能够实现连续地升高和降低变化，并且根据点火的不同阶段，控制磨煤机的转速改变；

变频调速装置具有的矢量控制功能模块，能够在调速范围内控制磁场电流分量和转矩电流分量，从而精确的控制电机转矩；使得在点火的初始阶段，磨煤机的转速能够降低至额定转速的30％-35％，并且随着点火的进程逐步提速；直至锅炉的四只油枪全部投入运行，给煤量始终不大于20吨/小时；

应用高压变频调速装置的锅炉点火过程包括以下几个阶段；

S1、在点火的开始阶段，锅炉对角的两支油枪点火成功后，启动磨煤机和给煤机开始制粉，其中磨煤机通过高压变频调速装置使转速降低至额定转速的30％-35％，给煤量控制在6-8吨/小时，并且按锅炉升温升压的要求控制给煤量，最大不超过10吨/小时；

S2、在煤粉着火燃烧稳定后，根据锅炉升温升压速度要求，逐渐增加给煤量至12-15吨/小时，同时提高磨煤机转速至额定转速的40％-45％，投入使用第三只油枪，调整各风门开度，保持稳定燃烧；

S3、投入第四支油枪运行，达到磨煤机的四只排出阀全部开启；增加给煤量至18-20吨/小时，同时磨煤机转速为额定转速的40％-45％；

S4、当给煤量达到20吨/小时后，根据锅炉带负荷的要求，投入其他磨煤机运行；锅炉负荷达到25％BMCR以上，缓慢增加给煤量，并参照磨煤机转速与出力的关系曲线调整磨煤机的转速，以配合机组启动曲线增加负荷。

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