[发明专利]一种抗干扰节能型的火电机组制粉控制系统

说明书

技术领域

本发明属于火电机组自动控制技术领域，涉及一种火电机组制粉控制系统抗干扰能力、机组稳定性及节能方面的研究，具体涉及一种抗干扰节能型的火电机组制粉控制系统。

背景技术

大型火电机组为了满足电网AGC深度调峰的需要，机组负荷在50％Pe～100％Pe范围内反复变动，直吹式制粉控制系统的磨煤机运行状态将跟随机组负荷有规律地变化，为了保证机组AGC调节品质，必须设计一套合理的制粉控制系统，包括：燃料控制系统和一次风压控制系统。

常规的燃料控制系统是维持机组总燃料量供需平衡，并将总燃料指令分配给单台给煤机，使之与给煤机煤量传感器测量值相等；常规的一次风压控制系统是根据锅炉燃料指令对应的一次风压特性曲线，通过风压调整单元维持一次风母管压力的稳定。上述常规的制粉控制系统在磨煤机启停过程中暴露出多方面的技术问题，影响到机组的安全性能、稳定性能和节能指标。

磨煤机启动过程中当制粉通道打开时，出现下述三种情况。

(1)新启动的磨煤机磨碗中储存的煤粉被迅速吹入炉膛，该部分燃料量不具备监测手段，燃料控制系统无法控制机组总燃料量，导致炉膛的有效燃料量大幅增加。

(2)新启动的磨煤机为了保证最小通风量，导致一次风母管压力迅速下降，一次风压控制系统将自动增大一次风机的出力，进入炉膛的一次风总流量将大幅增加。

(3)在炉膛有效燃料量和一次风总流量同步增加双重作用下，必然加剧锅炉燃烧率，导致主汽压力及主汽温度等主要参数快速上升。

磨煤机停运过程中当制粉通道切断时，出现下述四种情况。

(1)新停运的磨煤机燃料量由最小煤量突变到0，燃料控制系统新增的燃料量具有一定的延时特性不能及时填补燃料的缺口，导致炉膛的有效燃料量急剧减少。

(2)运行磨煤机的平均出力增大，磨煤机入口一次风量的需求量增大。

(3)一次风母管压力急剧上升，一次风压控制系统将自动减小一次风机的出力，进入炉膛的一次风总流量将大幅降低，运行磨煤机入口一次风量供给量不足导致制粉控制系统堵塞。

(4)在炉膛有效燃料量和一次风总流量同步减小双重作用下，必然大幅削弱锅炉燃烧率，引起主汽压力及主汽温度等主要参数快速下降。

综上所述，现有的制粉控制系统存在两方面的缺陷：其一，磨煤机启停过程中不能维持炉膛燃料量和一次风总流量的稳定，引发机组主要参数大幅波动，无法满足电网AGC调峰的需要；其二，一次风母管压力特性曲线不合理，不能保持磨煤机平均出力与一次风压的动态匹配关系，容易造成制粉控制系统堵塞和机组能量损失。

目前，有专利文献提到一次风压自适应智能控制，该文献只是涉及到制粉控制系统扰动产生后的调整手段，系统响应及时性不足；也有专利文献提到一次风压自动寻优系统，该文献提到根据磨煤机入口风门的开度及磨煤机所需要的总风量来自动调整一次风母管压力，由于风门开度线性度的不确定，在实施过程中存在诸多不确定因素。

对于大型火力发电机组而言，研究出一种新型的制粉控制系统，能够有效解决因制粉系统内部扰动而引发机组主要参数大幅波动的问题，提高机组稳定性能，预防制粉控制系统堵塞，降低一次风机电耗，提高机组节能指标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种抗干扰节能型的火电机组制粉控制系统，能够有效解决磨煤机启停过程中机组主要参数大幅波动的问题，同时提高机组安全稳定性能和机组节能指标。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该抗干扰节能型的火电机组制粉控制系统的特点在于：包括：

多台给煤机，用于调节机组总燃料量；

多台磨煤机，用于为炉膛输送合格的煤粉；

两台一次风机，用于调整制粉控制系统携带煤粉的能力；

燃料调整单元，用于维持磨煤机启动和停运工况炉膛燃料量的稳定；

风压调整单元，用于保持磨煤机平均出力与一次风母管压力的动态匹配关系。

作为优选，本发明所述燃料调整单元包括：

计数模块，用于储存磨煤机运行数量；

判断模块，用于根据计数模块输出结果，实时监测磨煤机运行状态，并判断“启磨”或“停磨”工况；

运算模块，用于根据判断模块输出结果，计算出“启磨”和“停磨”工况燃料调整量；

燃料测量模块，用于测量多台给煤机煤量并计算燃料总量，作为燃料校正模块的校正因子之一；