CN112619871B - 火电机组的磨煤机启停自动预选模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火电机组集散控制技术领域，尤其涉及一种火电机组的磨煤机启停自动预选模块，主要包括在磨煤机运行台数≥4、＝3、＝2时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象的第一、第二、第三自选启动磨模块以及在磨煤机运行台数≥5、＝4、＝3时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象的第一、第二、第三自选停运磨模块，根据机组的锅炉减温水量、炉膛出口烟温、炉膛出口氮氧化物含量指标的分析解耦确定磨煤机启停对象，在锅炉汽温和壁温满足运行要求，且炉膛出口氮氧化物含量满足环保要求的前提下，对磨煤机经济性指标和运行时间进行综合考虑，从而自动确定磨煤机的最佳启停对象。兼顾了机组运行的安全性、经济性和环保性。

Description

火电机组的磨煤机启停自动预选模块

技术领域

本发明涉及火电机组集散控制技术领域，尤其涉及一种火电机组的磨煤机启停自动预选模块。

背景技术

对于燃煤火电机组，集散控制中包括给煤机、磨煤机控制的煤层控制在炉膛安全控制系统中实现。目前，火电机组集散控制设计中考虑了煤层顺序控制及煤层负荷控制。例如，公告号为CN102323798B的发明专利公开了一种火电机组煤层负荷自动控制系统，其包括六层煤层、处理模块、启动煤层次序模块及停运煤层次序模块，满负荷运行需要投运五层煤层，一层为备用；处理模块根据升负荷指令或降负荷指令及当前运行煤层情况发出增加一层煤层指令或减少一层煤层指令，启动煤层次序模块接受处理模块发出的增加一层煤层或接收自启停控制系统发出的增加煤层运行指令，根据当前设定的煤层启动顺序发出需投用煤层的顺控启动指令，停运煤层次序模块接受处理模块发出的减少一层煤层指令或接收自启停控制系统发出的减少煤层指令，根据当前设定的煤层停运顺序发出相应煤层顺控的停运指令；在升负荷过程中，处理模块根据五个负荷段依次将煤层投运，在降负荷过程中，处理模块通过三个负荷段，依次将煤层停运；煤层启动顺序和煤层停运顺序的确定由操作人员指定，或者根据机组特性自动设定。

目前，煤层启动顺序和煤层停运顺序的确定，亦即火电机组磨煤机启停对象的选择，仅仅考虑空间上的关系，如启动磨煤机时依次从下至上启动，停运磨煤机时则依次从上至下停运，未兼顾磨煤机启停的安全性、经济性以及环保性，并且，磨煤机启停对象的确认需运行人员预选，无法做到制粉系统启停的全程自动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种兼顾机组运行安全性、经济性和环保性能指标的火电机组的磨煤机启停自动预选模块，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种火电机组的磨煤机启停自动预选模块，火电机组包括六台磨煤机，分别为从下至上依次设于锅炉前墙侧的A磨、B磨和C磨以及从下至上依次设于锅炉后墙侧的D磨、E磨和F磨，磨煤机启停自动预选模块包括：

第一自选启动磨模块，在磨煤机运行台数≥4时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象，且启磨原则为：

当下层、中层和上层中某一层的两台磨均未运行时，若该层两台磨的停运时间差大于设定停运时间，则预选停运时间较长的磨启动，若该层两台磨的停运时间差未超过设定停运时间，则预选经济性指标较高的磨启动；

当下层和上层各有一台磨未运行时，若锅炉减温水量大于设定水量或炉膛出口烟温大于设定烟温或炉膛出口氮氧化物含量小于设定含量，则预选下层的磨启动，若锅炉减温水量未超过设定水量且炉膛出口烟温未超过设定烟温且炉膛出口氮氧化物含量不小于设定含量，则预选上层的磨启动；

当中层有一台磨未运行且上层或下层有一台磨未运行时，预选中层的磨启动；以及

当锅炉前墙侧或锅炉后墙侧有两台磨未运行时，按从下至上的顺序确定启动对象；

第二自选启动磨模块，在磨煤机运行台数＝3时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象，且启磨原则为：以启动对象启动后不出现锅炉的一侧有一台磨运行且另一侧有三台磨运行的情况为前提，按A磨-D磨-B磨-E磨的顺序确定启动对象，并且，当中层的两台磨均未运行时，预选中层的磨启动；

第三自选启动磨模块，在磨煤机运行台数＝2时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象，且启磨原则为：当B磨和D磨运行或B磨和E磨运行时，预选A磨启动；当A磨和D磨运行时，预选B磨启动；

第一自选停运磨模块，在磨煤机运行台数≥5时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象，且停磨原则为：以停运对象停运后不出现锅炉的一侧有一台磨运行且另一侧有三台磨运行的情况和中层的两台磨均未运行的情况为前提，若锅炉再热汽温度小于设定再热汽温度且锅炉脱销入口温度小于设定温度，则预选下层的磨停运，若锅炉再热汽温度不小于设定再热汽温度或锅炉脱销入口温度不小于设定温度，则预选上层的磨停运；

第二自选停运磨模块，在磨煤机运行台数＝4时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象，且停磨原则为：按F磨-C磨-E磨的顺序确定停运对象；

第三自选停运磨模块，在磨煤机运行台数＝3时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象，且停磨原则为：若下层和中层中某一层的两台磨均运行，则预选除该层两台磨之外的另一台磨停运；若B磨和D磨同时运行且A磨和E磨均未运行，则预选除B磨和D磨之外的另一台磨停运。

优选地，第一自选启动磨模块中，设定停运时间为1.5小时-2.5小时。

优选地，第一自选停运磨模块中，当下层、中层和上层中某一层的两台磨均可停运时，若该层两台磨的运行时间差大于设定运行时间，则预选运行时间较长的磨停运，若该层两台磨的运行时间差未超过设定运行时间，则预选经济性指标较低的磨停运。

优选地，第一自选停运磨模块中，设定运行时间为1.5小时-2.5小时。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的磨煤机启停自动预选模块充分考虑了锅炉减温水量、炉膛出口烟温、炉膛出口氮氧化物含量、锅炉再热汽温度、锅炉脱销入口温度、磨煤机运行时间及经济性指标的耦合关系，同时兼顾了机组运行的安全性、经济性和环保性，能够根据机组的锅炉减温水量、炉膛出口烟温、炉膛出口氮氧化物含量指标的分析解耦确定磨煤机启停对象，保证磨组启停时锅炉汽温和壁温不超过额定值，且炉膛出口氮氧化物含量不超过环保考核标准，并在锅炉汽温和壁温满足运行要求，且炉膛出口氮氧化物含量满足环保要求的前提下，对磨煤机经济性指标和磨煤机运行时间进行综合考虑，从而自动确定磨煤机的最佳启停对象。本发明的磨煤机启停自动预选模块能够方便地与磨煤机启停功能组配合使用，可大幅减少操作人员工作量，实现磨煤机根据机组负荷变化自动启停以及制粉系统启停过程中相关设备操作的全自动化，最大限度地减少人员可能的误操作和操作强度。

附图说明

图1是本发明实施例中，火电机组磨煤机的布置示意图。

图2是本发明实施例火电机组的磨煤机启停自动预选模块中，第一自选启动磨模块的逻辑框架示意图。

图3是本发明实施例火电机组的磨煤机启停自动预选模块中，第二自选启动磨模块的逻辑框架示意图。

图4是本发明实施例火电机组的磨煤机启停自动预选模块中，第三自选启动磨模块的逻辑框架示意图。

图5是本发明实施例火电机组的磨煤机启停自动预选模块中，第一自选停运磨模块的逻辑框架示意图。

图6是本发明实施例火电机组的磨煤机启停自动预选模块中，第二自选停运磨模块的逻辑框架示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、锅炉

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图6所示，本发明火电机组的磨煤机启停自动预选模块的一种实施例。图2至图6中，“OR”表示逻辑或，“&”表示逻辑与，“取非”表示逻辑非。

参见图1，本实施例中，火电机组包括六台磨煤机，分别为从下至上依次设于锅炉1前墙侧的A磨、B磨和C磨以及从下至上依次设于锅炉1后墙侧的D磨、E磨和F磨，其中，A磨和D磨位于下层且形成下层对冲磨，B磨和E磨位于中层且形成中层对冲磨，C磨和F磨位于上层且形成上层对冲磨。

本实施例的磨煤机启停自动预选模块包括第一自选启动磨模块、第二自选启动磨模块、第三自选启动磨模块、第一自选停运磨模块、第二自选停运磨模块和第三自选停运磨模块。

参见图2，第一自选启动磨模块在磨煤机运行台数≥4时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象。第一自选启动磨模块的启磨原则具体如下。

当下层、中层和上层中某一层的两台磨均未运行时，即，当某层对冲磨均未运行时，若该层两台磨的停运时间差大于设定停运时间，则预选该层两台磨中停运时间较长的磨启动；若该层两台磨的停运时间差未超过所述设定停运时间(两台磨的运行时间接近)，则预选该层两台磨中经济性指标较高的磨启动。火电机组中各磨煤机的经济性指标为已知参数。所述设定停运时间的数值并不局限，可以根据实际应用的火电机组进行选择设定，例如，优选地，该设定停运时间可以设为1.5小时-2.5小时，较佳地，该设定停运时间可以设为2小时。

当下层和上层各有一台磨未运行时，根据锅炉减温水量、炉膛出口烟温和炉膛出口氮氧化物含量来确定启动下层的磨还是上层的磨，具体为：若锅炉减温水量大于设定水量(锅炉减温水量高)或炉膛出口烟温大于设定烟温(炉膛出口烟温高)或炉膛出口氮氧化物含量小于设定含量(炉膛出口氮氧化物含量低)，则预选下层的磨启动；若锅炉减温水量未超过所述设定水量(锅炉减温水量低)且炉膛出口烟温未超过所述设定烟温(炉膛出口烟温低)且炉膛出口氮氧化物含量不小于所述设定含量(炉膛出口氮氧化物含量高)，则预选上层的磨启动。所述设定水量、所述设定烟温以及所述设定含量的数值并不局限，可以根据实际应用的火电机组的锅炉1炉型的不同进行选择设定。

当中层有一台磨未运行且上层或下层有一台磨未运行时，考虑到降低磨煤机启动后的影响及后期启停磨煤机的灵活性，优先预选中层的磨启动。

当锅炉1前墙侧或锅炉1后墙侧有两台磨未运行(后墙磨运行台数-前墙磨运行台数≥2，或前墙磨运行台数-后墙磨运行台数≥2)时，即当磨煤机的运行方式为一对三的特殊情况时，考虑到燃烧的稳定性，在缺磨的一侧，按从下至上的顺序确定启动对象。

由此，由第一自选启动磨模块确定了磨煤机运行台数≥4时增加一台磨煤机的磨煤机启动顺序，实现了磨煤机启动对象的自动预选和确定。

参见图3，第二自选启动磨模块在磨煤机运行台数＝3时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象。第二自选启动磨模块的启磨原则为：以启动对象启动后不出现锅炉1的一侧有一台磨运行且另一侧有三台磨运行的情况为前提，即在保证启动对象启动后不出现一对三的运行方式的前提下，按A磨-D磨-B磨-E磨的顺序确定启动对象，并且，当中层的两台磨均未运行时，即当磨煤机的运行方式为B磨和E磨同时停运的隔层运行方式时，预选中层的磨启动。由此，由第二自选启动磨模块确定了磨煤机运行台数＝3时增加一台磨煤机的磨煤机启动顺序，实现了磨煤机启动对象的自动预选和确定。

参见图4，第三自选启动磨模块在磨煤机运行台数＝2时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象。磨煤机运行台数＝2时仅存在三种情况：B磨和D磨运行、B磨和E磨运行以及A磨和D磨运行，其它情况视为非正常运行状态，不执行第三自选启动磨模块的自动启磨程序。第三自选启动磨模块的启磨原则为：当B磨和D磨运行或B磨和E磨运行时，预选A磨启动；当A磨和D磨运行时，预选B磨启动。由此，由第三自选启动磨模块确定了磨煤机运行台数＝2时增加一台磨煤机的磨煤机启动顺序，实现了磨煤机启动对象的自动预选和确定。

参见图5，第一自选停运磨模块在磨煤机运行台数≥5时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象。第一自选停运磨模块的停磨原则为：以停运对象停运后不出现锅炉1的一侧有一台磨运行且另一侧有三台磨运行的情况和中层的两台磨均未运行的情况为前提，即在停运对象停运后不出现一对三的运行方式、不出现B磨和E磨同时停运的隔层运行方式的前提下，根据锅炉再热汽温度和锅炉脱销入口温度来确定停运对象，具体为：若锅炉再热汽温度小于设定再热汽温度(锅炉再热汽温度低)且锅炉脱销入口温度小于设定温度(锅炉脱销入口温度低)，则预选下层的磨停运；若锅炉再热汽温度不小于所述设定再热汽温度(锅炉再热汽温度高)或锅炉脱销入口温度不小于所述设定温度(锅炉脱销入口温度高)，则预选上层的磨停运。所述设定再热汽温度和所述设定温度的数值并不局限，可以根据实际应用的火电机组的锅炉1炉型的不同进行选择设定。进一步，当下层、中层和上层中某一层的两台磨均可停运时，若该层两台磨的运行时间差大于设定运行时间，则预选该层两台磨中运行时间较长的磨停运，若该层两台磨的运行时间差未超过所述设定运行时间(两台磨的运行时间接近)，则预选该层两台磨中经济性指标较低的磨停运。所述设定运行时间的数值并不局限，可以根据实际应用的火电机组进行选择设定，例如，优选地，该设定运行时间可以设为1.5小时-2.5小时，较佳地，该设定运行时间可以设为2小时。

由此，由第一自选停运磨模块确定了磨煤机运行台数≥5时减少一台磨煤机的磨煤机停运顺序，实现了磨煤机停运对象的自动预选和确定。

参见图6，第二自选停运磨模块在磨煤机运行台数＝4时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象。第二自选停运磨模块的停磨原则为：按F磨-C磨-E磨的顺序确定停运对象。在磨煤机运行台数＝4时，若磨煤机的运行方式为一对三的运行方式或B磨和E磨同时停运的隔层运行方式，则视为异常情况，不执行第二自选停运磨模块的自动停磨程序；若磨煤机的运行方式为B磨(等离子磨)和D磨均不运行的情况，此时再停一台磨不利于燃烧，因此也不执行第二自选停运磨模块的自动停磨程序。由此，由第二自选停运磨模块确定了磨煤机运行台数＝4时减少一台磨煤机的磨煤机停运顺序，实现了磨煤机停运对象的自动预选和确定。

第三自选停运磨模块在磨煤机运行台数＝3时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象。第三自选停运磨模块的停磨原则为：若下层和中层中某一层的两台磨均运行，即有下层或中层对冲磨同时运行，则保留对冲磨运行，预选除该层两台磨之外的另一台运行的磨停运即；若无下层或中层对冲磨同时运行且B磨和D磨同时运行，即B磨和D磨同时运行且A磨和E磨均未运行，则保留B磨和D磨运行，预选除B磨和D磨之外的另一台运行的磨停运。若出现无下层或中层对冲磨同时运行且B磨和D磨不同时运行的情况，则视为异常情况，不执行第三自选停运磨模块的自动停磨程序。由此，由第三自选停运磨模块确定了磨煤机运行台数＝3时减少一台磨煤机的磨煤机停运顺序，实现了磨煤机停运对象的自动预选和确定。

为保证磨煤机启停的灵活性及应对特殊情况，优选地，本实施例的磨煤机启停自动预选模块可以保留人工选择模块，以供操作人员人工选择磨煤机启停顺序，人工选择模块的优先级高于上述第一自选启动磨模块、第二自选启动磨模块、第三自选启动磨模块、第一自选停运磨模块、第二自选停运磨模块和第三自选停运磨模块。此外，预选启动对象时需判断该启动对象不在检修位。

综上，本实施例的磨煤机启停自动预选模块充分考虑了锅炉减温水量、炉膛出口烟温、炉膛出口氮氧化物含量、锅炉再热汽温度、锅炉脱销入口温度、磨煤机运行时间及经济性指标的耦合关系，同时兼顾了机组运行的安全性、经济性和环保性，能够根据机组的锅炉减温水量、炉膛出口烟温、炉膛出口氮氧化物含量指标的分析解耦确定磨煤机启停对象，保证磨组启停时锅炉汽温和壁温不超过额定值，且炉膛出口氮氧化物含量不超过环保考核标准，并在锅炉汽温和壁温满足运行要求，且炉膛出口氮氧化物含量满足环保要求的前提下，对磨煤机经济性指标和磨煤机运行时间进行综合考虑，从而自动确定磨煤机的最佳启停对象。本实施例的磨煤机启停自动预选模块能够方便地与磨煤机启停功能组配合使用，可大幅减少操作人员工作量，实现磨煤机根据机组负荷变化自动启停以及制粉系统启停过程中相关设备操作的全自动化，最大限度地减少人员可能的误操作和操作强度。

以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种火电机组的磨煤机启停自动预选模块，所述火电机组包括六台磨煤机，分别为从下至上依次设于锅炉前墙侧的A磨、B磨和C磨以及从下至上依次设于锅炉后墙侧的D磨、E磨和F磨，其特征在于，所述磨煤机启停自动预选模块包括：

第一自选启动磨模块，在磨煤机运行台数≥4时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象，且启磨原则为：

当下层、中层和上层中某一层的两台磨均未运行时，若该层两台磨的停运时间差大于设定停运时间，则预选停运时间较长的磨启动，若该层两台磨的停运时间差未超过所述设定停运时间，则预选经济性指标较高的磨启动；

当下层和上层各有一台磨未运行时，若锅炉减温水量大于设定水量或炉膛出口烟温大于设定烟温或炉膛出口氮氧化物含量小于设定含量，则预选下层的磨启动，若锅炉减温水量未超过所述设定水量且炉膛出口烟温未超过所述设定烟温且炉膛出口氮氧化物含量不小于所述设定含量，则预选上层的磨启动；

当中层有一台磨未运行且上层或下层有一台磨未运行时，预选中层的磨启动；以及

当锅炉前墙侧或锅炉后墙侧有两台磨未运行时，按从下至上的顺序确定启动对象；

第二自选启动磨模块，在磨煤机运行台数＝3时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象，且启磨原则为：以启动对象启动后不出现锅炉的一侧有一台磨运行且另一侧有三台磨运行的情况为前提，按A磨-D磨-B磨-E磨的顺序确定启动对象，并且，当中层的两台磨均未运行时，预选中层的磨启动；

第三自选启动磨模块，在磨煤机运行台数＝2时根据磨煤机启动指令确定增加一台磨煤机的启动对象，且启磨原则为：当B磨和D磨运行或B磨和E磨运行时，预选A磨启动；当A磨和D磨运行时，预选B磨启动；

第一自选停运磨模块，在磨煤机运行台数≥5时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象，且停磨原则为：以停运对象停运后不出现锅炉的一侧有一台磨运行且另一侧有三台磨运行的情况和中层的两台磨均未运行的情况为前提，若锅炉再热汽温度小于设定再热汽温度且锅炉脱销入口温度小于设定温度，则预选下层的磨停运，若锅炉再热汽温度不小于所述设定再热汽温度或锅炉脱销入口温度不小于所述设定温度，则预选上层的磨停运；

第二自选停运磨模块，在磨煤机运行台数＝4时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象，且停磨原则为：按F磨-C磨-E磨的顺序确定停运对象；

第三自选停运磨模块，在磨煤机运行台数＝3时根据磨煤机停运指令确定减少一台磨煤机的停运对象，且停磨原则为：若下层和中层中某一层的两台磨均运行，则预选除该层两台磨之外的另一台磨停运；若B磨和D磨同时运行且A磨和E磨均未运行，则预选除B磨和D磨之外的另一台磨停运。

2.根据权利要求1所述的火电机组的磨煤机启停自动预选模块，其特征在于，所述第一自选启动磨模块中，所述设定停运时间为1.5小时-2.5小时。

3.根据权利要求1所述的火电机组的磨煤机启停自动预选模块，其特征在于，第一自选停运磨模块中，当下层、中层和上层中某一层的两台磨均可停运时，若该层两台磨的运行时间差大于设定运行时间，则预选运行时间较长的磨停运，若该层两台磨的运行时间差未超过所述设定运行时间，则预选经济性指标较低的磨停运。

4.根据权利要求3所述的火电机组的磨煤机启停自动预选模块，其特征在于，第一自选停运磨模块中，所述设定运行时间为1.5小时-2.5小时。

Images