一種磨煤機出口溫度控制系統及其控制方法與流程

本發明涉及磨煤機節能和自動控制領域，尤其涉及一種磨煤機出口溫度控制系統及其控制方法。

背景技術：

由于神華煤具有揮發分高、灰熔點低、易爆炸的特性，制粉系統防爆問題一直是燃用神華煤的重點控制內容。一次風機出口分為兩路，一路直接送給磨煤機，為磨煤機提供冷一次風，另一路送給空氣預熱器，由空氣預熱器加熱為熱一次風，為磨煤機提供熱一次風，冷、熱一次風混合后調節磨煤機出口溫度。其中空氣預熱器利用鍋爐的排煙熱量來加熱流經空氣預熱器的冷一次風，從而降低鍋爐的排煙溫度。

滄東公司的3號、4號鍋爐為上海鍋爐廠生產的660MW超臨界直流鍋爐機組，設計燃用神華煤，并采用正壓直吹式制粉系統，磨煤機出口溫度一般控制在70～75℃，致使一次風機為磨煤機提供的冷一次風用量偏大，尤其在夏季，從而導致流經空氣預熱器的冷一次風的風量減少，提高了鍋爐排煙溫度。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種磨煤機出口溫度控制系統及其控制方法，解決了鍋爐排煙溫度升高的問題。

為了實現上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一種磨煤機出口溫度控制系統，包括控制器，磨煤機出口溫度探測器、磨煤機熱風調節門、磨煤機冷風調節門和磨煤機出力值探測器，所述控制器分別連接至所述磨煤機出口溫度探測器、磨煤機熱風調節門、磨煤機冷風調節門和磨煤機出力值探測器；其中，

所述磨煤機出口溫度探測器，用于探測所述磨煤機出口溫度；

所述磨煤機熱風調節門，用于調節輸入磨煤機的熱一次風的風量；

所述磨煤機冷風調節門，用于調節輸入所述磨煤機的冷一次風的風量；

所述磨煤機出力值探測器，用于探測所述磨煤機的輸出煤量；

所述控制器，用于接收所述磨煤機出力值探測器測得的磨煤機出力值以及所述磨煤機出口溫度探測器測得的磨煤機出口溫度，并根據所述磨煤機出力值，發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，以控制所述磨煤機出口溫度。

進一步地，所述磨煤機出口溫度控制系統還包括給煤機，所述控制器連接至所述給煤機；其中，

所述給煤機，用于為所述磨煤機輸入煤粉；

所述控制器，還用于發送指令增加所述給煤機的轉速，以增加所述磨煤機出力值。

一種磨煤機出口溫度控制系統的控制方法，包括如下步驟：

所述控制器接收所述磨煤機出力值探測器測得的磨煤機出力值M以及所述磨煤機出口溫度探測器測得的磨煤機出口溫度T，并發送指令增加所述磨煤機出力值M；

當所述磨煤機出力值滿足M0≤M＜M1時，所述控制器發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃；

當所述磨煤機出力值滿足M1≤M≤M2時，所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝(70+M-M1)℃；

當所述磨煤機出力值滿足M2＜M≤M3時，所述控制器發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃。

進一步地，所述方法還包括：

所述控制器發送指令啟動所述給煤機，設置所述給煤機的初始煤量為8t/h。

進一步地，所述發送指令增加所述磨煤機出力值M包括：

所述控制器發送指令增加所述給煤機的轉速，增加所述磨煤機出力值M。

進一步地，其特征在于，M0＝8t/h，M3＝60t/h，M∈N。

進一步地，M1＝20t/h，M2＝30t/h。

進一步地，所述當所述磨煤機出力值M0≤M＜M1時，所述控制器發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃包括：

當所述磨煤機出力值滿足M0≤M＜M1，且T＜70℃時，所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃；或者，

當所述磨煤機出力值滿足M0≤M＜M1，且T＞70℃時，所述控制器發送指令減小所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令增大所述磨煤機冷風調節門開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃。

進一步地，所述當所述磨煤機出力值滿足M2＜M≤M3時，所述控制器發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃包括：

當所述磨煤機出力值滿足M2＜M≤M3，且T＜80℃時，所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃；或者，

當所述磨煤機出力值滿足M2＜M≤M3，且T＞80℃時，所述控制器發送指令減小所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令增大所述磨煤機冷風調節門開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃。

通過上述技術方案，所述控制器根據獲取到的所述磨煤機的出力值，來調節所述磨煤機熱風調節門和磨煤機冷風調節門的開度，從而提高所述磨煤機出口溫度，有效降低了排煙溫度。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明實施例提供的一種磨煤機出口溫度控制系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的另一種磨煤機出口溫度控制系統的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的一種磨煤機出口溫度控制系統的控制方法的流程圖；

圖4是本發明實施例提供的磨煤機出力值與所述磨煤機出口溫度的關系圖。

附圖標記說明

1 控制器 2 磨煤機出口溫度探測器

3 磨煤機熱風調節門 4 磨煤機冷風調節門

5 磨煤機出力值探測器 6 給煤機

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

如圖1所示，本發明實施例提供的一種磨煤機出口溫度控制系統，包括控制器1，磨煤機出口溫度探測器2、磨煤機熱風調節門3、磨煤機冷風調節門4和磨煤機出力值探測器5，所述控制器1分別連接至所述磨煤機出口溫度探測器2、磨煤機熱風調節門3、磨煤機冷風調節門4和磨煤機出力值探測器5；其中，

所述磨煤機出口溫度探測器2，用于探測磨煤機出口溫度；

所述磨煤機熱風調節門3，用于調節輸入磨煤機(圖中為標示)的熱一次風的風量；

所述磨煤機冷風調節門4，用于調節輸入所述磨煤機的冷一次風的風量；

所述磨煤機出力值探測器5，用于探測所述磨煤機的輸出煤量；

所述控制器1，用于接收所述磨煤機出力值探測器5測得的磨煤機出力值以及所述磨煤機出口溫度探測器2測得的磨煤機出口溫度，并根據所述磨煤機出力值，發送指令調節所述磨煤機熱風調節門3以及所述磨煤機冷風調節門4的開度，以控制所述磨煤機出口溫度。

另外，如圖2所示，所述系統還包括給煤機6，所述控制器連接至所述給煤機；其中，

所述給煤機6，用于為所述磨煤機輸入煤粉；

所述控制器1，還用于發送指令增加所述給煤機6的轉速，以增加所述磨煤機出力值。

其中，所述控制器1可以利用現有機組中的分布式控制系統(Distributed Control System，DCS)來實現，或者設置專用的設備來控制上述裝置。

所述控制器1控制磨煤機啟停，給煤機6啟停以及轉速，磨煤機熱風調節門3和磨煤機冷風調節門4的開度，磨煤機中的動態分離器(圖中為標示)的啟停和轉速，所述控制器1還能夠獲取所述磨煤機出口溫度探測器2測得的所述磨煤機的出口溫度，以及所述磨煤機出力值探測器5測得的所述磨煤機的出力值。

所述磨煤機出口溫度探測器2所述磨煤機出口處設置的熱工測點裝置來實現，也可以是其它溫度傳感器。其中，在使用現有的熱工測點時，所述熱工測點的數量不做具體限制，至少為2個，一般為4個，要保證準確測量磨煤機出口溫度，以及當某個測點故障時，其它測點能夠保證繼續測量磨煤機出口溫度。

所述磨煤機出力值探測器5可以通過現有的所述給煤機6的稱重裝置來實現，也可以是在所述磨煤機出口設置的測量出力值的其它裝置。

在本發明中所述控制器根據獲取到的所述磨煤機的出力值，來調節所述磨煤機熱風調節門和磨煤機冷風調節門的開度，從而提高所述磨煤機出口溫度，有效降低了排煙溫度。由于提高了所述磨煤機出口溫度，使得所述磨煤機熱風調節門的開度增大，所述磨煤機冷風調節門的開度減小，降低了所述磨煤機熱風調節門的節流損失。

本發明實施例還提供一種磨煤機出口溫度控制系統的控制方法，由于本發明實施例是以滄東公司的3號、4號660MW超臨界直流鍋爐機組，設計燃用神華煤，并采用正壓直吹式制粉系統為例進行說明的，其中所述磨煤機出力值的范圍為8-60t/h。在所述機組開始工作時，所述控制器控制所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，使得所述冷熱風的總風量為70t/h，之后啟動磨煤機以及動態分離器，由于所述動態分離器的轉速區間為630-1000r/min，所述動態分離器的轉速時決定煤粉的粗細程度，對于磨煤機出口溫度的影響很小，因此，對于所述動態分離器的轉速設置只要保證磨煤機出粉正常即可，在本發明中將所述動態分離器的轉速設置為630r/min。

如圖3所示，所述方法包括如下步驟：

301、所述控制器接收所述磨煤機出力值探測器測得的磨煤機出力值M以及所述磨煤機出口溫度探測器測得的磨煤機出口溫度T，并發送指令增加所述磨煤機出力值M。

由于本發明實施例是以滄東公司的3號、4號660MW超臨界直流鍋爐機組為例實現的，所述機組的磨煤機出力值的范圍為8-60t/h，因此所述控制器在啟動所述磨煤機以及動態分離器之后，再發送指令啟動所述給煤機，并設置所述給煤機的初始煤量為8t/h，從而所述磨煤機的初始的磨煤機出力值為8t/h。

所述控制器接收所述磨煤機出力值探測器測得的磨煤機出力值M以及所述磨煤機出口溫度探測器測得的磨煤機出口溫度T，并發送指令增加所述給煤機的轉速，從而增加所述磨煤機出力值M。

302、當所述磨煤機出力值滿足M0≤M＜M1時，所述控制器發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃；

303、當所述磨煤機出力值滿足M1≤M≤M2時，所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝(70+M-M1)℃；

304、當所述磨煤機出力值滿足M2＜M≤M3時，所述控制器發送指令調節所述磨煤機熱風調節門以及所述磨煤機冷風調節門的開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃。

在本發明實施例中，由于所述磨煤機出力值范圍在8-60t/h，因此M0＝8t/h，M3＝60t/h，M∈N，另外所述磨煤機出口溫度的初始值為70℃，所述控制器能夠根據所述磨煤機出力值的不斷增加，來提高所述磨煤機出口溫度，并將所述磨煤機出口溫度一直保持在80℃。在提高所述磨煤機出口溫度的時候，由于所述冷熱風的總風量不變，必然就會減小所述磨煤機冷風調節門的開度，增大所述磨煤機熱風調節門的開度，熱風利用效率提高，進而提高了空氣預熱器的換熱效率，有效降低排煙溫度，降低了所述磨煤機熱風調節門的節流損失，由于所述磨煤機出口溫度的提高，提供煤粉揮發分燃燒所需熱量就增加了，利于煤粉燃燒，提高了磨煤機對鍋爐熱負荷的響應速率。

在本發明實施例中將M1和M2分別設置為M1＝20t/h，M2＝30t/h，如圖4所示為所示磨煤機出力值與所述磨煤機出口溫度的關系圖，其中，T為所述磨煤機出口溫度，M為所述磨煤機出力值，二者的關系式如下所示：

當8t/h＜M＜20t/h時，T＝70℃；

當20t/h≤M≤30t/h時，T＝(70+M-20)℃；

當30t/h＜M＜80t/h時，T＝80℃。

所述控制器的操作為：

當所述磨煤機出力值滿足8t/h≤M＜20t/h，且T＜70℃時，所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃；或者，當所述磨煤機出力值滿足8t/h≤M＜20t/h，且T＞70℃時，所述控制器發送指令減小所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令增大所述磨煤機冷風調節門開度，控制磨煤機出口溫度T＝70℃。

當所述控制器接收到所述磨煤機出力值探測器測得的磨煤機出力值M繼續增大，大于等于20t/h且小于等于30t/h時，所述控制器的操作為：所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，使得所述磨煤機出口溫度T＝(70+M-20t/h)℃。

當所述控制器接收到所述磨煤機出力值探測器測得的磨煤機出力值M繼續增大，所述磨煤機出力值滿足30t/h＜M≤60t/h，且T＜80℃時，所述控制器發送指令增大所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令減小所述磨煤機冷風調節門開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃；或者，當所述磨煤機出力值滿足30t/h＜M≤60t/h，且T＞80℃時，所述控制器發送指令減小所述磨煤機熱風調節門開度，并發送指令增大所述磨煤機冷風調節門開度，控制所述磨煤機出口溫度T＝80℃。

通過本發明實施例的磨煤機出口溫度控制系統的控制方法，所述磨煤機出口溫度提高至80℃運行后，所述機組在滿負荷時可降低排煙溫度1-2℃，約提高鍋爐效率0.1％以上，平均年排煙溫度可降低1-2℃，排煙溫度每降低1℃，影響供電煤耗變化約0.160g/kWh，按機組每年5500利用小時計算，則一臺機組一年可節省標煤量約500噸，3號和4號兩臺機組可省標煤1000噸，每噸標煤按800元計算，每年可節省費用80萬元左右。

另外，由于煤粉氣流的初始溫度越高，煤粉著火所需的著火熱越少，著火越容易，同時降低了火焰中心高度，減少了煤粉在爐膛內的停留時間，降低鍋爐的飛灰含碳量，一定程度上提高了鍋爐的經濟性，間接減少環境污染，根據所述磨煤機出力值的變化自動控制所述磨煤機出口溫度，可以減少工作人員的操作，降低工作人員的勞動強度。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。