CN208620386U - 一种一次风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一次风系统，包括冷一次风道和热一次风道，所述冷一次风道和所述热一次风道汇流为总一次风道后接入磨煤机，所述冷一次风道上设置有冷一次风插板门和用于控制出口风粉温度调节的冷一次风调节挡板门，所述热一次风道上设置有热一次风插板门，所述的总一次风道设置有用于控制风流量调节的总一次风调节挡板门。本实用新型着力提出一种控制更简单、稳定、准确的系统，他不仅适用于机组平稳运行阶段，对于机组快速升降负荷阶段也同样适用。

Description

一种一次风系统

技术领域

本实用新型涉及电站节能减排领域，具体地，涉及一种一次风系统。

背景技术

一次风量调节直接影响炉膛燃烧性能，对整个机组的安全、稳定、经济运行起着至关重要的作用。入口风量过低会导致煤粉管堵粉或磨煤机堵煤，甚至引起制粉系统爆炸；入口风量过高会导致煤粉浓度降低，致使机组低负荷时燃烧不稳定，同时也会导致煤粉管弯头严重磨损。因此，保证磨煤机一次风量在一定的安全范围内对机组安全稳定运行具有重要意义。

因此，一个稳定、快速、性能优越的一次风量调节系统尤为重要。目前的直吹式制粉系统中进入磨煤机前的热一次风支管和冷一次风支管分别设置调节挡板，热一次风调节挡板用于控制一次风流量，冷一次风调节挡板用于调节煤粉温度。由于热一次风调节挡板和冷一次风调节挡板的动作本质上均会影响到一次风流量和一次风温度进而影响到煤粉的温度，两者的耦合度极高，造成系统调节的过程不稳定。另外，基于目前一次风量的检测手段限制，一次风量值存在很大的延时性以及不准确性，使得一次风流量闭环控制回路偏差较大，特别是在适应机组快速升降负荷时其性能匹配度无法满足要求。

现有的技术方案，冷风和热风作为两个平行的分支以风混合方式来决定母管的风量及温度，因为两并行支管对风量和温度参数均直接相关，采用两阀调节的方式，两者耦合度太高，相互影响、相互牵连，使得系统控制难以达到快速、准确、稳定的要求，特别是在机组负荷快速变化时，这直接影响该系统的自动控制系统的投入，使得现实运行过程中改自动系统的投入率不高。

另外一次风流量的测量也存在着缺陷，主要是因为：

1)一次风量的测量装置的安装条件限制，使得其使用精度受到影响；

2)冷热风挡板的频繁动作，空气流场变化大且不规则；

3)差压取值偏小，差压变化与实际风量的变化不稳定。

而且一次风流量测量装置在系统负荷变化时的误差更大。

以上的原因导致一次风控制成为燃煤电厂控制的难点，影响了机组的的安全、稳定、经济运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于目前直吹式制粉系统一次风量调节系统及煤粉温度调节系统稳定性差、系统震荡严重提出一种改进的系统配置及相应的控制方案。本实用新型着力提出一种控制更简单、稳定、准确的系统，他不仅适用于机组平稳运行阶段，对于机组快速升降负荷阶段也同样适用。

为达到上述目的，本实用新型提供一种一次风系统，包括冷一次风道和热一次风道，所述冷一次风道和所述热一次风道汇流为总一次风道后接入磨煤机，所述冷一次风道上设置用于控制出口风粉温度调节的冷一次风调节挡板门，所述的总一次风道设置有用于控制风流量调节的总一次风调节挡板门。

传统的一次风系统中，冷一次风道和热一次风道分别设有调节挡板门分别控制风流量和风粉温度，但实际上改变冷一次风道或热一次风道的流量均会影响风流量和风粉温度，即便在风流量调节回路和风粉温度调节回路上增加冷一次风道上调节挡板门或热一次风道上调节挡板门的开合状态也会造成计算量干扰大、反馈延迟的影响，从而使得两者耦合度极高造成系统的调节不稳定。本实用新型中，改变平行风道上两阀控制的技术方案，将总风量调节设置在总一次风调节挡板门上，通过这种方式，可以在支路上控制热一次风道的流量控制回流后风道的温度，再通过总一次风道的挡板门开合控制风量，从而减少两个控制回路中对于挡板门开合这一参数，简化了调节回路，达到系统更稳定、准确的要求。

优选的，所述冷一次风道上设有冷一次风插板门。

优选的，所述热一次风道上设置有热一次风插板门。

插板门起关断隔绝作用。

优选的，所述的磨煤机入口处的设有用于测量风流量的流量测量元件。

优选的，还设有风流量调节回路，所述风流量调节回路包括采集模块、计算模块和输出模块，所述采集模块接收来自流量测量元件测量的风流量信息，所述计算模块接收来自采集模块的风流量信息并计算后将结果发送至输出模块，所述输出模块指令总一次风调节挡板门的开合度。

一次风流量调节回路以煤量测量值推算的一次风量作为设定值，为保证在不同负荷下一次风能够携带足够量的煤粉进入炉膛且保证锅炉的安全稳定燃烧，根据煤质的不同以及磨煤机厂家的具体性能数据，即给煤量确定磨煤机风煤关系函数，以便随煤量的变化而自动改变风量设定值。一次风量测量值经过超前/滞后滤波器与一次风量设定值进入加法器比较，差值进入加法器PID调节器进行比较、积分调节，并输出给总一次风调节挡板门控制指令。

通过预测的风流量和实际检测的风流量的比较形成输出，若实际风流量比预测风流量小，则输出阀门开度变大，若实际风流量比预测风流量大，则输出阀门开度变小。预测的风流量由给煤量与风量设定值通过磨煤机风煤关系函数得出，该函数为常规函数。

计算模块包括加法器和PID调节器，计算模块内还设有确定磨煤机风煤关系的函数。

优选的，风流量调节回路还设有手动指令模块，所述手动指令模块接收手动指令时根据手动指令设定值控制总一次风调节挡板门，当未手动指令时则按照输出模块控制总一次风调节挡板门。

优选的，所述的磨煤机入口处设置有入口温度测量元件，所述的磨煤机出口处设置有出口温度测量元件。

优选的，还设有磨煤机出口风粉温度调节回路，其包括采集模块、计算模块和输出模块，所述采集模块接收来自流量入口温度测量元件的入口温度以及出口温度测量元件的出口温度，所述计算模块接收来自采集模块的入口温度和出口并计算后将结果发送至输出模块，所述输出模块指令冷一次风调节挡板门的开合度。

计算模块包括加法器、PID调节器。

入口温度测量元件测量的温度作为磨煤机出口风粉温度调节回路的前馈信号，提高该调节回路的控制品质，出口温度测量元件测量的磨煤机出口风粉温度作为反馈值，磨煤机出口风粉温度测量值经过超前/之后滤波器与磨煤机出口风粉温度设定值进入加法器比较，差值进入PID调节进行比例、积分调节，调节后信号与入口温度进入加法器，并输出模块指令冷一次风调节挡板门。

优选的，磨煤机出口风粉温度调节回路还设有手动指令模块，所述手动指令模块接收手动指令时根据手动指令设定值控制冷一次风调节挡板门，当未手动指令时则按照输出模块控制冷一次风调节挡板门。

本实用新型的有益效果是从系统角度降低控制的耦合性，力争使得控制对象与被控参数的关系直接，简单，减少干扰因素，使得控制系统实现机理明晰，从根本上保证了控制实现的稳定可靠性，对机组对整个机组的安全、稳定、经济运行起着至关重要的作用。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是本实用新型的系统的整体结构示意图；

图2是本实用新型中风流量调节回路的示意图；

图3是本实用新型中磨煤机出口风粉温度调节回路的示意图；

其中：

1-冷一次风道

2-热一次风道

3-总一次风道

4-磨煤机

5-入口

6-出口

V_HO-热一次风插板门

V_MM-总一次风调节挡板门

V_CO-冷一次风插板门

V_CM-冷一次风调节挡板门

T1-入口温度测量元件

T2-出口温度测量元件

F-流量测量元件

具体实施方式

术语解释

一次风：火力电厂中用于携带煤粉进入锅炉的送风。

本实用新型针对现有技术方案中一次风流量控制的难题，从改进系统方案角度提出一种改进的方案。

该方案由部件和控制系统组成。

部件包括冷一次风插板门V_CO、冷一次风调节挡板门V_CM、热一次风插板门V_HO、总一次风调节挡板门V_MM、流量测量元件F、温度测量元件T1、温度测量元件T2。

该方案于冷一次风道1设置冷一次风插板门V_CO和冷一次风调节挡板门V_CM。冷一次风插板门V_CO用于实现开合度以控制温度，而冷一次风调节挡板门V_CM用于起关断隔断作用。热一次风道2设置热一次风插板门V_HO，用于起关断隔断作用。总一次风道3设置总一次风调节挡板门V_MM，用于实现开合度以控制总风量。总一次风道设置流量测量元件F,用于采集风流量。总一次风道入口5设置入口温度测量元件T1，用于采集入口温度。磨煤机4出口6风粉管道设置出口温度测量元件T2，用于采集出口温度。改进技术方案制粉系统如附图1所示。

控制系统包括风流量调节回路和磨煤机出口风粉温度调节回路。

如图2所示，所述风流量调节回路包括采集模块、计算模块和输出模块，所述采集模块接收来自流量测量元件F测量的风流量信息，所述计算模块接收来自采集模块的风流量信息并计算后将结果发送至输出模块，所述输出模块指令总一次风调节挡板门的开合度。计算主要是将测量量与预设量进行比较，并通过比较值得出输出信息，输出信息可包括总一次风调节板门开合度增大、减小和维持。

如图3所示，磨煤机出口风粉温度调节回路包括采集模块、计算模块和输出模块，所述采集模块接收来自流量入口温度测量元件T1的入口温度以及出口温度测量元件T2的出口温度，所述计算模块接收来自采集模块的入口温度和出口并计算后将结果发送至输出模块，所述输出模块指令冷一次风调节挡板门的开合度。入口温度作为前馈、出口温度作为反馈进入计算模块并通过计算得出输出信息，输出信息可包括冷一次风调节板门开合度增大、减小和维持。

该方案一次风流量调节回路由总一次风调节挡板门V_MM控制，冷一次风调节挡板门V_CM用于跟踪控制磨煤机出口风粉温度的变化。具体为：

一次风流量调节回路以煤量测量值推算的一次风量作为设定值，为保证在不同负荷下一次风能够携带足够量的煤粉进入炉膛且保证锅炉的安全稳定燃烧，根据煤质的不同以及磨煤机厂家的具体性能数据确定磨煤机风煤关系函数F(x),以便随煤量的变化而自动改变风量设定值。一次风量测量值经过超前/滞后滤波器与一次风量设定值进入加法器比较，差值进入PID调节器进行比例、积分调节，若无切手动信号，则为总一次风调节挡板门V_MM控制指令，若有切手动信号，则跟踪手动指令设定值。

磨煤机出口风粉温度调节回路以磨煤机出口风粉温度T2作为反馈值，磨煤机出口风粉温度测量值经过超前/滞后滤波器与磨煤机出口风粉温度设定值进入加法器比较，差值进入PID调节器进行比例、积分调节，调节后信号与总一次风温度T1进入加法器，若无切手动信号，则为冷一次风调节挡板门V_HM控制指令，若有切手动信号，则跟踪手动指令设定值。

该方案总一次风调节挡板门V_MM直接跟踪煤量控制一次风流量，这种调节方式控制手段与被调量直接相关，能够快速、稳定、准确地跟踪煤量变化而引起的一次风量的变化，大大降低了两体系的耦合度，使得控制方案实现起来更直接和简单。越是简单的方案，稳定性越好，特别是针对机组负荷升降频繁时，更为凸显。

冷一次风调节挡板门V_CM用于跟踪控制磨煤机出口风粉温度的变化，同时为了提高控制的快速性引入总风温度作为前馈，以使得冷一次风调节挡板门V_CM可以精确、快速、稳定地控制磨煤机出口风粉温度。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了解本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种一次风系统，其特征在于，包括冷一次风道和热一次风道，所述冷一次风道和所述热一次风道汇流为总一次风道后接入磨煤机，所述冷一次风道上设置用于控制出口风粉温度调节的冷一次风调节挡板门，所述的总一次风道设置有用于控制风流量调节的总一次风调节挡板门。

2.根据权利要求1所述的一次风系统，其特征在于，所述冷一次风道上设有冷一次风插板门。

3.根据权利要求1所述的一次风系统，其特征在于，所述热一次风道上设置有热一次风插板门。

4.根据权利要求1所述的一次风系统，其特征在于，所述的磨煤机入口处的设有用于测量风流量的流量测量元件。

5.根据权利要求4所述的一次风系统，其特征在于，还设有风流量调节回路，所述风流量调节回路包括采集模块、计算模块和输出模块，所述采集模块接收来自流量测量元件测量的风流量信息，所述计算模块接收来自采集模块的风流量信息并计算后将结果发送至输出模块，所述输出模块指令总一次风调节挡板门的开合度。

6.根据权利要求5所述的一次风系统，其特征在于，风流量调节回路还设有手动指令模块，所述手动指令模块接收手动指令时根据手动指令设定值控制总一次风调节挡板门，当未手动指令时则按照输出模块控制总一次风调节挡板门。

7.根据权利要求1所述的一次风系统，其特征在于，所述的磨煤机入口处设置有入口温度测量元件，所述的磨煤机出口处设置有出口温度测量元件。

8.根据权利要求7所述的一次风系统，其特征在于，还设有磨煤机出口风粉温度调节回路，其包括采集模块、计算模块和输出模块，所述采集模块接收来自流量入口温度测量元件的入口温度以及出口温度测量元件的出口温度，所述计算模块接收来自采集模块的入口温度和出口并计算后将结果发送至输出模块，所述输出模块指令冷一次风调节挡板门的开合度。

9.根据权利要求8所述的一次风系统，其特征在于，磨煤机出口风粉温度调节回路还设有手动指令模块，所述手动指令模块接收手动指令时根据手动指令设定值控制冷一次风调节挡板门，当未手动指令时则按照输出模块控制冷一次风调节挡板门。