CN113333144B - 基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,包括步骤:设计磨煤机的基准转速、最小出力煤量,获取给煤量的参数;在边界条件一致的情况下,对制粉系统进行不同转速下磨煤机最小出力试验和煤粉细度测试试验。本发明的有益效果是:本发明在边界条件一致的情况下,对制粉系统进行不同转速下磨煤机最小出力试验和煤粉细度测试试验,再根据试验测试结果,通过变频控制单元来降低磨煤机转速,来降低中速磨煤机最小出力煤量;不仅能有效解决锅炉启动初期升温升压率难控的问题,同时稀土电机变频调节方式,还可以降低磨煤机电耗,起到节能减排的作用。
Description
技术领域
本发明属于磨煤机控制领域,尤其涉及一种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法。
背景技术
火电厂的节能降耗对于低碳发展的社会意义重大,对提升企业的市场竞争力也有重要意义。磨煤机是电站锅炉重要辅助设备,同时也是重要的耗电设备。
针对锅炉启动初期由于磨煤机最小出力偏大,锅炉升温升压率难控的问题,电站锅炉技术人员已经做了大量的努力和工作,如启动初期不投油稳燃、降低磨煤机出口温度、增加二次风风量等。
目前国内已有通过降速改造降低磨煤机转速减小磨煤机最小出力的方法,但未见有通过稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力方法的研究。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法。
这种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,包括以下步骤:
步骤1、设计磨煤机的基准转速为n,设计磨煤机的最小出力煤量为Q;通过给煤机的运行参数获取给煤量的参数;
步骤2、在边界条件一致的情况下,对制粉系统进行不同转速下磨煤机最小出力试验和煤粉细度测试试验;
步骤2.1、对于设计转速为n、设计煤量为Q,加载方式为液压加载、煤粉细度由静态分离器挡板调节的磨煤机,由磨煤机入口冷一次风调整门控制磨煤机的出口温度;由热一次风调整门参考该磨煤机的风煤比曲线,控制磨煤机入口一次风风量;根据磨煤机磨辊液压加载力和磨煤机出口静态分离器的挡板控制磨煤机的煤粉细度;
步骤2.2、经过步骤2.1的调整后,针对同一煤种,进行不同转速下磨煤机最小出力试验,并在磨煤机出口粉管煤粉取样孔处对煤粉进行取样,进行煤粉细度测试;
步骤2.2.1、各工况下,通过监测磨煤机就地振动值大小和声音来判断磨煤机是否达到最小出力;
步骤2.2.2、各工况下,缓慢调整给煤机的给煤量,同时就地进行磨煤机振动测试和声音监测;若磨煤机振动正常且无异声,则未达到最小给煤量,继续缓慢降低给煤机给煤量;若振动异常或伴有异声,则已达到最小给煤量,适当增加给煤机煤量;待稳定后继续进行试验;
步骤2.2.3、针对同一煤种,通过变频控制单元分别控制磨煤机稀土电机的转速在0.75n、0.9n、1.0n、1.1n和1.25n五档转速下,进而带动磨煤机磨辊在不同转速下运行,磨煤机处于最小出力,且制粉系统的运行参数稳定时长超过设定时长后,依次在磨煤机出口粉管煤粉取样孔处对煤粉取样,进行煤粉细度测试;加权计算得到该工况下的煤粉细度,并通过DCS或PI系统记录该段时间内制粉系统的运行参数;其中n为设计转速;
步骤3、根据步骤2的测试结果,在锅炉启动初期,设置变频控制单元的频率,通过变频控制单元控制稀土电机的转速,进而降低磨煤机转速,来降低中速磨煤机最小出力煤量。
作为优选,步骤2.1中根据磨煤机磨辊液压加载力来控制磨煤机的煤粉细度的具体方式为:
当给煤量在[0,20]t/h时,磨煤机磨辊液压加载力大小为4MPa;当给煤量在(20,60]t/h时,磨煤机磨辊液压加载力大小为y=0.3x-2,其中x表示给煤量;y表示磨煤机磨辊液压加载力,单位为MPa;当给煤量在(60,70]t/h时,磨煤机磨辊液压加载力大小为16MPa。
作为优选,步骤2.1通过磨煤机入口冷一次风调整门将磨煤机的出口温度设定在75℃
作为优选,步骤2.1中磨煤机磨辊液压加载力参考该磨煤机的液压加载曲线;根据磨煤机磨辊液压加载力和磨煤机出口静态分离器的挡板控制磨煤机的煤粉细度至目标值后,将磨煤机出口静态分离器的挡板置于固定开度。
作为优选,步骤2.1中磨煤机入口一次风风量不设置偏置;磨煤机出口静态分离器的挡板开度调整范围为10°~80°,静态分离器挡板开度越大,煤粉细度越大,静态分离器挡板开度越小,煤粉细度越小;磨煤机入口一次风风量偏置设置为0t/h。
作为优选,步骤2.2.2中缓慢调整给煤机的给煤量时,采用给煤量调节控制面板中的小幅调整指示,该箭头指示调整一次给煤量变化为约0.2t/h;给煤机的给煤量定期标定。
作为优选,步骤2.2.3中设定的制粉系统的运行参数稳定时长为30min,煤粉细度测试时长不少于2h,煤粉细度标准为R90。
作为优选,步骤2.2.3中制粉系统的运行参数包括给煤量、磨煤机电流、一次风风量、磨煤机出口温度、石子煤排放量的时均值。
本发明的有益效果是:本发明提出了一种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,在边界条件一致的情况下,对制粉系统进行不同转速下磨煤机最小出力试验和煤粉细度测试试验,再根据试验测试结果,通过变频控制单元来降低磨煤机转速,来降低中速磨煤机最小出力煤量;不仅能有效解决锅炉启动初期升温升压率难控的问题,同时稀土电机变频调节方式,还可以降低磨煤机电耗,起到节能减排的作用。
附图说明
图1为制粉系统运行示意图;
图2为磨煤机出口粉管取样示意图;
图3为不同工况下的磨煤机最小出力及煤粉细度折线图;
附图标记说明:煤仓1、给煤机2、磨煤机3、稀土电机4、变频控制单元5、静态分离器6、冷一次风调整门7、热一次风调整门8、磨煤机出口粉管9、锅炉10、磨煤机出口粉管煤粉取样孔11。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出,对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
本申请实施例一提供了一种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法:
步骤1、设计磨煤机3的基准转速为n,设计磨煤机3的最小出力煤量为Q;通过给煤机2的运行参数获取给煤量的参数;
步骤2、在边界条件一致的情况下,对制粉系统进行不同转速下磨煤机最小出力试验和煤粉细度测试试验;
步骤2.1、对于设计转速为n、设计煤量为Q,加载方式为液压加载、煤粉细度由静态分离器挡板调节的磨煤机,由磨煤机入口冷一次风调整门7控制磨煤机3的出口温度;由热一次风调整门8参考该磨煤机的风煤比曲线,控制磨煤机入口一次风风量;根据磨煤机磨辊液压加载力和磨煤机出口静态分离器6的挡板控制磨煤机的煤粉细度;
步骤2.2、经过步骤2.1的调整后,针对同一煤种,进行不同转速下磨煤机最小出力试验,并在磨煤机出口粉管煤粉取样孔11处对煤粉进行取样,进行煤粉细度测试;
步骤2.2.1、各工况下,通过监测磨煤机就地振动值大小和声音来判断磨煤机是否达到最小出力;
步骤2.2.2、各工况下,缓慢调整给煤机2的给煤量,同时就地进行磨煤机振动测试和声音监测;若磨煤机振动正常且无异声,则未达到最小给煤量,继续缓慢降低给煤机给煤量;若振动异常或伴有异声,则已达到最小给煤量,适当增加给煤机煤量;待稳定后继续进行试验;
步骤2.2.3、针对同一煤种,通过变频控制单元5分别控制磨煤机稀土电机4的转速在0.75n、0.9n、1.0n、1.1n和1.25n五档转速下,进而带动磨煤机磨辊在不同转速下运行,磨煤机处于最小出力,且制粉系统的运行参数稳定时长超过设定时长后,依次在磨煤机出口粉管煤粉取样孔11处对煤粉取样,进行煤粉细度测试;加权计算得到该工况下的煤粉细度,并通过DCS或PI系统记录该段时间内制粉系统的运行参数;其中n为设计转速;
步骤3、根据步骤2的测试结果,在锅炉10启动初期,设置变频控制单元5的频率,通过变频控制单元5控制稀土电机4的转速,进而降低磨煤机转速,来降低中速磨煤机最小出力煤量。
其中,如图1所示,制粉系统包括:煤仓1、给煤机2、磨煤机3、稀土电机4、变频控制单元5、静态分离器6、冷一次风调整门7、热一次风调整门8、磨煤机出口粉管9和锅炉10;磨煤机出口粉管9上设有磨煤机出口粉管煤粉取样孔11;变频控制单元5与稀土电机4电连接,稀土电机4电连接磨煤机3;煤仓1连接给煤机2,给煤机2连接磨煤机3;磨煤机3出口设有静态分离器6,静态分离器6连接磨煤机出口粉管9,磨煤机出口粉管9接入锅炉10;磨煤机3上还设有冷一次风调整门7和热一次风调整门8。制粉系统配有变频器,变频器上设有远方控制信号接口;变频控制单元5控制变频器,由变频器驱动稀土电机4,稀土电机4带动磨煤机3转动。
制粉系统运行时,原料煤从煤仓1进入给煤机2,由给煤机下降管进入磨煤机3,磨煤机3通过稀土电机4和变频控制单元5带动磨煤机3转动,将原煤颗粒磨制成煤粉后,经过静态分离器6的折向挡板分离,细度适合的煤粉进入锅炉10,细度稍粗的煤粉重新进入磨煤机3进行研磨,煤粉进入锅炉10的动力主要来源于磨煤机入口一次风,一次风除了使煤粉进入锅炉10,还起到加热煤粉作用,有助于煤粉进入锅炉10后的着火和燃烧。
实施例二
在实施例一的基础上,本申请实施例二提供了实施例一中基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法在某电厂某台磨煤机上的应用:
该磨煤机设计转速24r/min,设计最小出力煤量15.18t/h;具体磨煤机参数见下表1:
表1磨煤机参数表
配用的稀土永磁电机参数见下表2:
表2稀土永磁电机参数表
为获得稀土电机变速调节降低磨煤机出力的方法。对于设计转速为n、设计出力煤量为Q的磨煤机,在同一煤种时,进行了不同转速下最小煤量测试试验,共5个测试工况。
步骤101、通过给煤机的运行参数获取给煤量的参数。给煤机可以通过皮带转速控制给煤量大小,给煤量是经过定期标定的;若要得到较大的给煤量,则需要较快的皮带转速。本实施例中给煤量选取不同转速下制粉系统最小出力下进行试验。
步骤102、通过磨煤机进口冷热风门控制磨煤机出口温度和入口一次风风量大小,其中冷风调整门通过开度大小控制磨煤机出口温度,冷风调整门开大,温度降低;热风调整门通过风门挡板开度大小控制磨煤机入口一次风风量;磨煤机进口冷风调整门调整温度,热风门调整一次风风量。本实施例中磨煤机入口一次风风量根据风煤比控制逻辑不设置偏置,通过磨煤机进口冷热风门挡板开度自动调整磨煤机出口温度维持在75℃不变。
步骤103、通过磨煤机出口静态分离器挡板开度大小调整煤粉细度。其中,所述静态分离器挡板开度调整范围为10°~80°,静态分离器挡板开度越大,煤粉细度越大,静态分离器挡板开度越小,煤粉细度越小。其中细度大,是指煤粉颗粒粒径大,细度小,是指煤粉颗粒粒径小。本实施例中磨煤机出口静态分离器开度维持在55°不变。
步骤104、磨煤机磨辊液压加载力,当给煤量在[0,20]t/h时,磨煤机磨辊液压加载力大小为4MPa;当给煤量在(20,60]t/h时,磨煤机磨辊液压加载力大小为y=0.3x-2(MPa);当给煤量在(60,70]t/h时,磨煤机磨辊液压加载力大小为16MPa。
步骤105、通过变频控制单元5控制磨煤机稀土电机转速,进而带动磨煤机磨辊在不同转速下运行。本实施例中分别进行0.75n、0.9n、1.0n、1.1n、1.25n五档转速下试验。
步骤106、制粉系统最小出力为在步骤102、103、104边界条件下,磨煤机发生振动异常或发出异声前的煤量。
步骤107、各工况下,磨煤机达到最小出力且运行参数稳定30min后,进行煤粉细度测试试验,同时通过DCS及PI系统记录试验期间相关运行参数,包括给煤量、磨煤机电流、一次风风量、磨煤机出口温度、石子煤排放量的时均值,其中稳定后试验时间不低于2h。
如图2所示为本实施例中磨煤机出口粉管取样示意图,在不同工况下,依次在磨煤机出口6根粉管进行煤粉细度测试,并加权平均得到该工况下煤粉细度R90。
下表3为本实施例根据步骤107所记录结果,计算不同工况下,磨煤机出口煤粉细度在要求范围内且变化不大的情况下磨煤机磨煤单耗,得到如图3所示不同工况下的磨煤机最小出力折线图。
表3不同转速下磨煤机最小出力及煤粉细度测试结果表
本实施例的结果表明:1)相比原设计转速24r/min,当转速降低至21r/min,18r/min,可以有效降低磨煤机最小出力,其中18r/min相较24r/min时,最小给煤量降低约29.06%;2)对比21r/min,18r/min,磨煤机最小出力工况时,煤粉细度R90变化不大且在设计范围内;3)27r/min,30r/min,石子煤量偏大,主要为原煤受较大离心力作用,从磨碗甩出。
结合本实施例结果,建议在机组启动初期,通过变频控制单元5控制磨煤机稀土电机转速的方法为:将变频控制单元5的频率置于743Hz,对应磨煤机转速为18r/min,最小给煤量可降低至10.23t/h左右,确保锅炉升温升压率在规定范围内,避免受热面局部过热导致氧化皮大量生成和锅炉爆管事故的发生。
Claims (8)
1.一种基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、设计磨煤机(3)的基准转速为n,设计磨煤机(3)的最小出力煤量为Q;通过给煤机(2)的运行参数获取给煤量的参数;
步骤2、在边界条件一致的情况下,对制粉系统进行不同转速下磨煤机最小出力试验和煤粉细度测试试验;
步骤2.1、对于设计转速为n、设计煤量为Q,加载方式为液压加载、煤粉细度由静态分离器挡板调节的磨煤机,由磨煤机入口冷一次风调整门(7)控制磨煤机(3)的出口温度;参考该磨煤机的风煤比曲线,由热一次风调整门(8)控制磨煤机入口一次风风量;根据磨煤机磨辊液压加载力和磨煤机出口静态分离器(6)的挡板控制磨煤机的煤粉细度;
步骤2.2、经过步骤2.1的调整后,针对同一煤种,进行不同转速下磨煤机最小出力试验,并在磨煤机出口粉管煤粉取样孔(11)处对煤粉进行取样,进行煤粉细度测试;
步骤2.2.1、各工况下,通过监测磨煤机就地振动值大小和声音来判断磨煤机是否达到最小出力;
步骤2.2.2、各工况下,缓慢调整给煤机(2)的给煤量,同时就地进行磨煤机振动测试和声音监测;若磨煤机振动正常且无异声,则未达到最小给煤量,继续缓慢降低给煤机给煤量;若振动异常或伴有异声,则已达到最小给煤量,适当增加给煤机煤量;待稳定后继续进行试验;
步骤2.2.3、针对同一煤种,通过变频控制单元(5)分别控制磨煤机稀土电机(4)的转速在0.75n、0.9n、1.0n、1.1n和1.25n五档转速下,磨煤机处于最小出力,且制粉系统的运行参数稳定时长超过设定时长后,依次在磨煤机出口粉管煤粉取样孔(11)处对煤粉取样,进行煤粉细度测试;加权计算得到该工况下的煤粉细度,并通过DCS或PI系统记录煤粉细度测试试验期间制粉系统的运行参数;其中n为设计转速;
步骤3、根据步骤2的测试结果,在锅炉(10)启动初期,设置变频控制单元(5)的频率,通过变频控制单元(5)控制稀土电机(4)的转速,进而降低磨煤机转速,来降低中速磨煤机最小出力煤量。
3.根据权利要求1所述基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于:步骤2.1通过磨煤机入口冷一次风调整门(7)将磨煤机(3)的出口温度设定在75℃。
4.根据权利要求1所述基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于:步骤2.1中磨煤机磨辊液压加载力参考该磨煤机的液压加载曲线;根据磨煤机磨辊液压加载力和磨煤机出口静态分离器(6)的挡板控制磨煤机的煤粉细度至目标值后,将磨煤机出口静态分离器(6)的挡板置于固定开度。
5.根据权利要求1所述基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于:步骤2.1中磨煤机入口一次风风量不设置偏置;磨煤机出口静态分离器(6)的挡板开度调整范围为10°~80°;磨煤机入口一次风风量偏置设置为0t/h。
6.根据权利要求1所述基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于:步骤2.2.2中缓慢调整给煤机(2)的给煤量时,采用给煤量调节控制面板中的小幅调整指示,小幅调整指示调整一次给煤量变化为0.2t/h;给煤机(2)的给煤量定期标定。
7.根据权利要求1所述基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于:步骤2.2.3中设定的制粉系统的运行参数稳定时长为30min,煤粉细度测试时长不少于2h,煤粉细度标准为R90。
8.根据权利要求1所述基于稀土电机变频调节降低中速磨煤机最小出力的方法,其特征在于,步骤2.2.3中制粉系统的运行参数包括给煤量、磨煤机电流、一次风风量、磨煤机出口温度、石子煤排放量的时均值。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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