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郑州山川重工有限公司
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球磨机负荷三冲量加权模糊控制

球磨机负荷是反映在实际运行过程中筒体内剩余空间的存煤能力。负荷优化控制,是指在料位监测的基础上,通过调节给煤机转速,将负荷控制在优化状态,使得制粉出力达到最佳。负荷控制是球磨机系统控制的核心部分,它直接影响球磨机运行的安全性和经济性。对于中储式球磨机制粉系统,在运行过程中,总希望球磨机处在最佳工况下工作。理论和实践均已证明,当球磨机系统的出力接近最大,制粉的单位电耗较小,此时所对应的工况就是最佳工况。因此,要降低制粉电耗,必须要提高给煤机转速,提高球磨机筒内料位,提高负荷,增大球磨机出力;但如果料位太高,则容易造成球磨机堵煤。因此,如何将负荷控制在合适的水平,是实现球磨顶系统安全、经济运行的关键。

目前大多数火电厂仍然是借助于球磨机进出口压差来监测和控制料位。在一定的通风量下,当料位增大时,球磨机有效通流载面缩小,流动阻力增大、风速提高,压差变大;反之,当料位减小时,压差减小。因此,在钢球装载量和系统通风量稳定的情况下,压差信号可以反映球磨机内料位的变化。在维持恒定通风量的情况下,球磨机压差小,说明负荷太低,应该增加给煤量,提高出力;压差过大,说明负荷过高,应适当减小给煤量,防止堵煤。但是,进出口压差并不是负荷的单值函数,煤的含水量、煤质及钢球装载量的变化,均对压差有影响,尤其是当系统的通风量发生变化时,压差的变化十分明显,在有许多种扰动同时存在的情况下,压差信号就很难真实地反映料位了。实际运行也表明,进出口压差不是固定不变的,而是经常在一个范围内变化。同时,由于压差对料位变化的反应具有一定的滞后性,特别是在接近最佳状态时更是如此,这对于安全生产是不利的。因此这种单纯以压差信号来监控料位的方法无法有效地适应球磨机系统工况的变化,使得控制系统难以长时间投入运行、自动化投入程度不高。此外,目前已有一些基于球磨机轴承振动信号或是筒体噪声信号的料位检测方法,在此基础上的球磨机负荷控制算法也见于一些文献。但是,需要指出的是,上述控制算法只是利用了球磨机运行中的某一类信息来监控料位,造成了负荷单冲量自动控制系统响应慢、无自适应能力,难以有效地应用。

球磨机控制算法的提出:

在手动操作时,出口温度的调节一般是通过调节冷、热风门开关,从而通过改变球磨机入口干燥剂温度的方法来实现的。但是,当无法单独依靠磨入口温度的调整来改变出口温度,又需要保持通风量不变时,就会采用给煤量来调节出口温度。例如:若发现球磨机料位偏低(球磨机进出口压差较低),而同时出口温度又过高时,说明磨煤出力小于干燥出力,就可以采用增加给煤量的方法降低出口温度,使之恢复到规定值,同时又使得制粉电耗降低。在通风量基本确定的情况下,进出口压差的主要调节手段是给煤量,调节压差时需要与出口温度的调节相协调。此外,根据球磨机工作机理可知,料位与给煤量、进出口压差和出口温度密切相关。因此,在实际运行中,在基于振动信号表征料位的基础上,如果再融合压差和出口温度等工艺量信息,一方面能够比较全面、真实地反映筒内料位;另一方面也充分考虑到了这三个工艺参数对于给煤调节的影响。

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