[发明专利]超临界机组中速磨煤机出口温度节能优化控制系统及方法

说明书

本发明公开了超临界机组中速磨煤机出口温度节能优化控制系统及方法，该系统包括一次风机、空预器、热一次风管、冷一次风管、烟气再循环旁路管道、磨煤机热风旁路管道、磨煤机热风调节挡板、磨煤机冷风调节挡板、烟气再循环旁路挡板、磨煤机热风旁路调节挡板、磨煤机、给煤机、粗粉分离器、一次风粉管道、燃烧器、锅炉、控制器、磨煤机出口温度探测器、磨煤机出口氧气浓度探测器和粉管温度探测器；本发明在中速磨直吹式制粉系统中增加了烟气再循环旁路管道，提高磨煤机出口温度，降低制粉单耗；在磨煤机外部增加磨煤机热风旁路管道，实现磨煤机出口温度与一次粉管内风粉温度解耦控制，提高煤粉着火和稳燃性能，提高火电机组参与深度调峰的适应性。

技术领域

本发明属于磨煤机自动控制与节能技术领域，具体涉及一种超临界机组中速磨煤机出口温度节能优化控制系统及方法。

背景技术

制粉系统是燃煤火电机组的重要组成部分，目前我国大型燃煤电厂大多配备了中速磨直吹式制粉系统。直吹式制粉系统具有占地少、布置紧凑、结构简单、灵活方便等优点，但与中储式制粉系统相比，直吹式制粉系统磨煤机出力需实时跟随锅炉负荷的需求，连续、均匀供给锅炉稳定燃烧所需的煤粉。火电机组为适应新形势新变化，参与电网深度调峰势在必行，如何保证深度调峰工况，火电锅炉低负荷稳燃成了当前的一个研究热点问题。磨煤机出口风粉混合物的温度是影响煤粉着火与稳燃的主要影响因素。磨煤机出口温度高，煤粉含有的水分少，煤粉着火所需的汽化潜热和着火热就低，煤粉更宜着火和稳燃。磨煤机出口温度提高，还有利于煤粉的干燥过程和提高磨煤机出力，降低制粉单耗。但是磨煤机出口温度不能过高，过高会导致煤粉中挥发分物质析出，增加磨煤机爆燃着火风险。同时，磨煤机出口温度高还会影响磨煤机润滑油系统的安全稳定运行。

典型中速磨直吹式制粉系统多采用正压冷一次风机制粉，主要由一次风机、空预器、给煤机、磨煤机、粗粉分离器和燃烧器等构成。一次风机置于空预器之前，从一次风机升压之后的一次风分为两路，一路经空预器加热后进入热一次风管，另一路直接进入冷一次风管，热一次风管的热风和冷一次风管的冷风在磨煤机之前混合后进入磨煤机，热风和冷风管均设置有调节挡板，分别为磨煤机热风调节挡板和磨煤机冷风调节挡板。磨煤机热风调节挡板控制一次风量，磨煤机冷风调节挡板控制磨煤机出口温度，两者配合完成煤粉的干燥和输送任务。原煤经给煤机送入磨煤机后进行碾磨形成一定细度的煤粉，煤粉被混合后的一次风干燥并吹离磨煤机进入粗粉分离器，合格的煤粉通过分离器后经煤粉管道直接送入炉膛燃烧器燃烧，不合格的煤粉返回磨煤机继续碾磨。

从以上中速磨煤机直吹式制粉系统的原理和运行特点不难看出，磨煤机干燥剂成分为空气，氧气浓度为正常氧气浓度，一般为21％左右。磨煤机通风量与粉管通风量相同，忽略散热情况下，磨煤机出口温度与煤粉吹离磨煤机后粉管温度基本相同。若能降低磨煤机内部氧气浓度，则可避免磨煤机内部爆燃风险，适当提高磨煤机出口温度并不会影响磨煤机的安全运行，同时可以提高磨煤机出力，降低制粉单耗。若在磨煤机之后粉管入口位置掺入热一次风，则可以进一步提高风粉混合物温度，减小煤粉的汽化潜热和着火热，提高煤粉着火和稳燃性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服当前中速磨煤机直吹式制粉系统风粉温度控制缺陷，提供一种超临界机组中速磨煤机出口温度节能优化控制系统及方法，在中速磨直吹式制粉系统中增加了烟气再循环旁路管道，在不影响火电机组中速磨煤机安全稳定运行的基础上，提高磨煤机出口温度，提升磨煤机出力，降低制粉单耗。在磨煤机外部增加磨煤机热风旁路管道，实现磨煤机出口温度与一次粉管内风粉温度解耦控制，提高风粉混合物温度，减小煤粉汽化潜热和着火热，提高煤粉着火和稳燃性能，提高火电机组参与深度调峰的适应性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：