雙進雙出鋼球磨煤機的控制

1、2003 年 4 月 吉 林 電 力 A p r. 2003雙進雙出鋼球磨煤機的控制Co n t ro l o f D o u b le Inp u t an d D o u b le O u tp u t S tee l B a ll Co a l M ill李秀杰1 , 馮 巖2(1 東北電力設(shè)計院, 吉林 長春 130021; 2 哈爾濱電站工程有限公司, 黑龍江 哈爾濱 150046)摘 要: 針對四角切圓燃燒鍋爐很少配備雙進雙出鋼球磨煤機為基礎(chǔ)的直吹式制粉系統(tǒng)的情況, 結(jié)合美國 Svedala 公司生產(chǎn)的雙進雙出鋼球磨煤機及其系統(tǒng), 介紹了磨煤機模擬量控制, 并重點闡述了磨煤機順序啟

2、?？刂七壿? 最 后總結(jié)了磨煤機調(diào)試過程中存在的問題及解決措施。 關(guān)鍵詞: 四角切圓燃燒; 直吹式燃煤制粉系統(tǒng); 磨煤機; 順序控制A bstrac t: A im ed a t th e sta tu s th a t co rne r tangen t ia l f ir ing bo ile r is se ldom equ ipp ed w ith d irec t f ired c ircu la t ingsy stem ba sed o n do ub le inp u t and do ub le o u tp u t stee l ba ll co a l m ill, su

3、ch sy stem m ade by A m e r ican Sveda laCom p any is in t ro duced. T h e sequence co n t ro l lo g ic o f sta r t stop app lied to th e m ill is p re sen ted ba sed o n. It is gene ra lized th e p ro b lem s o f m ill in comm issio n ing p ro ce ss and in t ro duc ing th e co n t ro l o f ana lo g

4、 quan t ityit s se t t lem en t.Key words: co rne r tangen t ia l f ir ing; d irec t f ired c ircu la t ing sy stem ; co a l m ill; sequence co n t ro l中圖分類號: T K 223 25; T K 323 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號: 1009 5306 (2003) 02 0015 04在國內(nèi)以雙進雙出鋼球磨煤機 ( 以下簡稱鋼球 磨) 為基礎(chǔ)的直吹式制粉系統(tǒng)大多數(shù)是為W 型火焰 及雙 U 型火焰燃燒方式的鍋爐配備的, 例如用于華 能岳陽電廠

5、 (英國 鄒縣B ab co ck 公司生產(chǎn))、電廠 (美 國 Fo r ste r W h ee le r 公司生產(chǎn)) 等的鋼球磨。合肥第 二發(fā)電廠 ( 2 ×350 M W 機組) 引進的美國 Sveda la 公司生產(chǎn)的鋼球磨是與四角切圓燃燒方式的鍋爐配 套的。這種磨煤機的運行方式較多, 使得機組的運行 調(diào) 整 較 為 靈 活, 不 需 備 用 磨 煤 機, 相 對 減 少 建 設(shè) 投資。時, 3 臺磨煤機均投入運行, 無備用磨煤機。 磨煤機設(shè)計為兩端進風(fēng)、兩端進煤、兩端出粉、平衡通風(fēng)。鋼 球磨的兩端分別取名為驅(qū)動端和非驅(qū)動端, 2 個入 口端各對應(yīng) 1 臺給煤機, 2 個出口

6、端各對應(yīng)鍋爐的 1 層煤粉燃燒器。 每臺給煤機的給煤量可滿足 1 臺鋼 球磨滿負(fù)荷運行的要求, 每臺鋼球磨的每一端對應(yīng) 鍋爐的 1 層煤粉燃燒器。制粉系統(tǒng)布置如圖 1 所示。2 鋼球磨的模擬量控制和順序控制2. 1 模擬量控制1 設(shè)備概述合肥第二發(fā)電廠鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的與 350 M W 汽輪發(fā)電機配套的 H G 1156 17. 4 YM 1 型亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)鍋爐, 采用 平衡通風(fēng)及四角切圓燃燒方式, 鍋爐主燃料為次煙 煤, 暖爐及輔助燃料為 0 號輕柴油。鍋爐的制粉系統(tǒng)采用鋼球磨正壓直吹式系統(tǒng), 配 3 臺美國 Sveda la 公司生產(chǎn)的鋼球磨和 6 臺沈陽 華

7、電公司生產(chǎn)的耐壓電子稱重式給煤機。 正常運行鋼球磨的模擬量控制包括: 負(fù)荷 ( 一次風(fēng)流量) 控制、旁路風(fēng)流量控制、鋼球磨出口溫度控制、煤位 控制等。2. 1. 1 負(fù)荷控制、旁路風(fēng)流量控制 通過磨煤機的煤流量決定于通過磨煤機的一次 風(fēng)流量。磨煤機內(nèi)煤粉質(zhì)量濃度一定, 一次風(fēng)流量的 改變, 煤粉的流量也相應(yīng)改變即改變磨煤機的負(fù)荷。 鋼球磨的負(fù)荷控制是指通過鍋爐燃燒控制中燃料量 的控制回路接受協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的負(fù)荷指令, 來控制 通過鋼球磨的一次風(fēng)流量; 同時控制旁路風(fēng)流量, 以收稿日期: 2002 12 20作者簡介: 李秀杰 (1969 ) , 女, 工程師, 現(xiàn)在東北電力設(shè)計院熱工處工作。&#

8、169; 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.·15·2003 年 4 月 吉 林 電 力 A p r. 2003圖 1 以鋼球磨為基礎(chǔ)的制粉系統(tǒng)布置保證在鋼球磨啟停及由單雙端切換過程中, 煤粉管 道內(nèi)煤粉有足夠的流速。 本工程采用機翼測風(fēng)裝置 測量一次風(fēng)流量, 在 D C S 內(nèi)經(jīng)溫度及壓力補償, 折 算出實際通過鋼球磨的一次風(fēng)流量。一次風(fēng)流量、旁 路風(fēng)流量與原煤量的函數(shù)關(guān)系曲線見圖 2。 鋼球磨 的一次風(fēng)流量控制通過控制磨入口一次風(fēng)熱風(fēng)道上 的熱風(fēng)控制擋板來實現(xiàn),

9、旁路風(fēng)流量則通過控制旁 路熱風(fēng)控制擋板來實現(xiàn)。2. 1. 2 鋼球磨出口溫度控制 鋼球磨出口溫度控2. 1. 3 鋼球磨煤位控制 本工程鋼球磨采用電耳作為煤位測量元件, 通過調(diào)節(jié)給煤機的轉(zhuǎn)速改變給煤量, 來保證鋼球磨內(nèi)煤位恒定, 以保證鋼球磨處于最佳的研磨狀態(tài)。 2. 2 啟停順序控制2. 2. 1 鋼球磨的啟停方式 根據(jù)鍋爐啟動及燃燒制是通過控制鋼球磨入口一 次風(fēng)溫風(fēng)控制擋板來實現(xiàn)的。 正常運行中按鋼球磨 出口溫度高側(cè)調(diào)節(jié); 半磨運行時按運行側(cè)溫度調(diào)節(jié); 啟動時只調(diào)節(jié)鋼球磨入口溫度。 另外鋼球磨出口溫 度為分離器出口溫度, 鋼球磨出口至分離器一次風(fēng) 粉管處設(shè)有溫度測點, 用于監(jiān)視。鋼球磨出口

10、溫度控 制的相關(guān)邏輯條件在順序控制中敘述。 ·16·的要求, 一次投一層煤粉燃燒器運行, 鋼球磨啟動方式分為如下 6 種:a. 驅(qū)動端及非驅(qū)動端給煤機 驅(qū)動端出口分 離器 (雙進單出) ;b. 驅(qū)動端及非驅(qū)動端給煤機 非驅(qū)動端出口 分離器 (雙進單出) ;c. 驅(qū)動端給煤機 非驅(qū)動端出口分離器 ( 交叉 單進單出) ;d. 非驅(qū)動給煤機 驅(qū)動端出口分離器 (交叉單 進單出) ;© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2003 年 4 月 吉 林 電 力 A p

11、 r. 2003圖 2 一次風(fēng)流量與旁路風(fēng)流量的函數(shù)關(guān)系曲線e. 驅(qū)動端給煤機 驅(qū)動端出口分離器 ( 同側(cè)單 進單出) ;f. 非驅(qū)動端給煤機 非驅(qū)動端出口分離器 ( 同 側(cè)單進單出)。鋼球磨的雙端運行方式有以下 3 種:a. 驅(qū)動端給煤機 非驅(qū)動端及驅(qū)動端出口分 離器 (單進雙出) ;鍋爐具備投煤條件, 例如 2 臺一次風(fēng)機運行b. 非驅(qū)動端給煤機 非驅(qū)動端及驅(qū)動端出或 口 分離器 (單進雙出) ;c. 非驅(qū)動端及驅(qū)動端給煤機 非驅(qū)動端及1 臺一次風(fēng)機投運且一次風(fēng)壓合適, 具備煤點火能量; 鋼球磨本體滿足啟動條件; 上述鍋爐側(cè)及與煤粉 驅(qū) 動端出口分離器 (雙進雙出)。以上 6 種啟動方式中

12、, a、。 燃燒器對應(yīng)的鋼球磨側(cè)所有的條件都滿足后, 則該 b 為最佳的啟動方式。 采用這 2 種方式啟動后, 根據(jù)鍋爐負(fù)荷的要求繼續(xù) 層煤粉燃燒器投運允許信號建立, 鋼球磨啟動備好在滿足鋼球磨啟動允許條件下, 雙進單出啟動順序 增加鋼球磨負(fù)荷, 使鋼球磨由單端運行切換至雙(順序手動或自動啟動) : 端a. 開一次風(fēng)溫風(fēng)關(guān)斷擋板及旁路風(fēng)溫風(fēng)關(guān)方式運行。當(dāng) 1 臺給煤機故障時, 建議采用 c、d 運斷 擋板關(guān)旁路風(fēng)熱風(fēng)控制擋板關(guān)一次風(fēng)溫風(fēng)行 方式啟動鋼球磨, 然后隨負(fù)荷上升, 切至單進雙控制 擋板及旁路風(fēng)溫風(fēng)控制擋板關(guān)燃燒器隔離。 因 e、出運 行方式f 運行方式可能引起非運行側(cè)閥關(guān) 加球斗隔離

13、閥置鋼球磨煤位控制為手動的出口 分離器超溫及鋼球磨筒體兩側(cè)金屬溫度置給煤 機轉(zhuǎn)速控制為手動; 不平衡, 對 鋼球磨內(nèi)襯的壽命產(chǎn)生影響, 所以不b. 啟動相鄰層油槍 ( 若未啟動) , 保證進推薦將這兩種 方式作為啟動方式。當(dāng)給煤機故障恢入爐 膛的煤粉能夠及時燃燒, 防止?fàn)t膛內(nèi)積粉、引復(fù)時, 運行人員 應(yīng)將鋼球磨切換至雙進雙出方式起爐膛 爆炸; 運行, 保證鋼球磨 運行在最佳工況。 本機組所有的 6 層煤粉燃燒器所對應(yīng)的全磨(雙進單出) 或半磨 (單進單出) 以及與鋼球磨相關(guān)的 輔助設(shè)備的投運條件基本相同。 鋼球磨的啟動。 方式 在 CR T 上進行選擇c. 啟動一次風(fēng)粉管 (PC ) 吹掃;d

14、. 啟動密封風(fēng)風(fēng)機以防止一次風(fēng)進入磨限于篇幅, 僅以鋼球磨的雙進單出方式為例介 紹鋼球磨啟動及停止順序。關(guān)于鋼球磨啟動順序, 涉 及到鋼球磨的所有相關(guān)子系統(tǒng), 比如潤滑油系統(tǒng)、一 次風(fēng)流量及風(fēng)溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)、旁路風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、鋼球磨 煤位的檢測及控制系統(tǒng)、密封風(fēng)系統(tǒng)等, 較為復(fù)雜, 故在此加以詳細(xì)介紹。停止順序控制僅作簡單介紹。2. 2. 2 鋼球磨的啟動順序腔 后, 正壓制粉系統(tǒng)使煤粉進入鋼球磨密封部位使之磨損, 保證了鋼球磨的動靜摩擦部件的使用壽命;·17·© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. Al

15、l rights reserved.2003 年 4 月 吉 林 電 力 A p r. 2003按圖 2 投旁路風(fēng)熱風(fēng)控制擋板, 至自動;f. 開驅(qū)動端給煤機出口擋板, 為保證機組負(fù) 荷控制的穩(wěn)定平滑, 將對角依次開啟驅(qū)動端4 只燃 燒器隔離閥;g. 開一次風(fēng)溫風(fēng)關(guān)斷擋板, 等待 60 s, 置一開 旁 路 風(fēng) 溫 風(fēng) 控 制 擋 板 至 X % , 然 后 e. (非驅(qū)動) 端半磨”位; ·18·次 風(fēng)溫風(fēng)控制擋板為手動, 并開至 20% ;啟 動 鋼 球 磨 主 電 機, 等 待 60 s, 吹 h.掃 鋼 球磨;. 啟動報警蜂鳴器, 提示就地人員鋼球磨i即 將啟動,

16、等待 25 s, 離合器嚙合, 啟動計時器;. 開一次風(fēng)熱風(fēng)關(guān)斷擋板投旁路風(fēng)熱風(fēng)控 j制擋板自動投一次風(fēng)熱風(fēng)控制擋板自動當(dāng)旁路風(fēng)溫度達到 50 , 投旁路風(fēng)溫風(fēng)控制擋板自動;k. 置一次風(fēng)溫風(fēng)控制擋板為自動方式, 控制 磨入口溫度, 一旦磨分離器出口溫度達到某一值, 便 可認(rèn)為暖磨結(jié)束;. 開給煤機入口門, 在增加給煤之前, l磨兩 端差壓應(yīng)不低于 1. 5 k P a, 并將磨出口溫度設(shè)置在75 , 并將一次風(fēng)溫風(fēng) 熱風(fēng)擋板的控制投自動;m. 啟動驅(qū)動端給煤機;n. 跟蹤鋼球磨煤位, 當(dāng)鋼球磨煤位達到80%并穩(wěn)定后, 將磨位投入自動, 磨位設(shè)定點為 80% 。上述操作完成且相應(yīng)的設(shè)備都達到操

17、作指令要求的狀態(tài)后, 相應(yīng)的“煤層點火許可”信號繼續(xù)保持,至此該半磨啟動 (一層煤粉燃燒器投入) 的操作全部 完成。待燃燒穩(wěn)定后, 運行人員可根據(jù)鍋爐負(fù)荷的要 求, 將磨的另一側(cè)分離器投入運行, 可實現(xiàn)雙給煤機 雙分離器和單給煤機 雙分離器的運行方式。 具體 步驟如下:a. 調(diào)整鋼球磨負(fù)荷大于 40% ;b. 啟動相鄰層油槍 (若需要) ;c. 將旁路風(fēng)控制擋板投自動;3 號角燃燒器隔離門, 等待一段d. 開啟 1、時 間, 開啟 2、4 號角燃燒器隔離門。到此, 整磨投入運行的操作全部完成, 以上鋼球 磨半磨啟動至整個鋼球磨投入運行, 均在鋼球磨的 順序控制功能組實現(xiàn)。2. 2. 3 鋼球磨

18、的停止順序 下面以“全磨方式”為例說明正常切除鋼球磨的邏輯程序?！叭ァ蔽? a. 將磨運行方式選擇切至若要切 除“驅(qū)動 (非驅(qū)動) 端半磨”, 則可將磨運行切至“驅(qū)動b. 在該層煤粉燃燒器切除之前, 將暖爐時相 應(yīng)層油槍的控制投自動且在“層方式”, 這樣當(dāng)層煤 粉燃燒器自動切除且無主燃料切斷 (M F T ) 時, 暖爐 時相應(yīng)層油槍將自動投入運行;c. 降低鋼球磨負(fù)荷至最小雙端運行工況, 相控 制 切 到 手 動, 關(guān) 熱 風(fēng) 門、調(diào) 溫 風(fēng) 門 和 一 次 風(fēng) 關(guān) 斷門;k. 關(guān)給煤機出口門, 關(guān)燃燒器隔離閥;. 啟動驅(qū)動端 PC 管吹掃; lm. 停密封風(fēng)機;n. 啟動潤滑油系統(tǒng)高壓油

19、泵; o. 停鋼球磨主電機;p. 潤滑油系統(tǒng)維持運轉(zhuǎn) 72 h , 或直到軸承應(yīng)的旁路風(fēng)控制擋板投入自動控制;d. 關(guān)閉非驅(qū)動端所有的燃燒器隔離閥, 同時 旁路風(fēng)控制擋板相應(yīng)動作滿足風(fēng)煤比的要求, 一次 風(fēng)流量由最小雙端風(fēng)量下降到最大單端運行的風(fēng) 量, 使之與單端運行相適應(yīng);e. 啟動驅(qū)動 ( 非驅(qū)動) 端 PC 管吹掃, 待燃燒 穩(wěn)定后可將鋼球磨的另一側(cè)切除, 停鋼球磨及其輔 助設(shè)備;f. 建立點火能量, 將磨位減至 50% , 將磨溫 度達到環(huán)境溫度為止。3 鋼球磨的保護3. 1 防爆保護a. 緊急停磨后的蒸汽惰化;b. 最低一次風(fēng)流量保護 ( 保證一次風(fēng)管內(nèi)分 離器出口溫度降至 75;g

20、. 待磨位減至 50% 后, 關(guān)給煤機入口門,將2 臺給煤機轉(zhuǎn)速置最小;h. 停給煤機, 將驅(qū)動端旁路風(fēng)控制擋板切到 手動, 關(guān)驅(qū)動旁路風(fēng)擋板;. 轉(zhuǎn) 磨 10 m in , 排 空 鋼 球 磨 后, 磨 離 合 i器 脫開;. 關(guān)一次風(fēng)熱風(fēng)擋板和熱風(fēng)門, 將熱風(fēng)擋板 j風(fēng) 速) ;c. 煤粉管道的吹掃;d. 鋼球磨出口溫度的監(jiān)視與控制 ( 鋼球磨出 口溫度高于 120 , 判斷為著火) ;。 e. 鋼球磨出口 CO 質(zhì)量濃度超標(biāo)3. 2 跳閘保護a. 手動跳閘;© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All righ

21、ts reserved.2003 年 4 月 吉 林 電 力 A p r. 2003鋼 球 磨 入 口 一 次 風(fēng) 流 量 小 于 最 小 運 行 b. 風(fēng)量;c. 任意一側(cè)密封風(fēng)與一次風(fēng)壓差小于3 k P a; d. 潤滑油系統(tǒng)故障; e. 離合器氣源壓力低;。 f. 鋼球磨軸承溫度高4 鋼球磨調(diào)試過程中的問題及解決措施4. 1 鋼球磨的堵煤問題 在調(diào)試期間發(fā)生了堵煤現(xiàn)象, 主要由原煤水分高、顆粒細(xì)小、蒙脫石含量較高等原因造成。 含有蒙 脫石的原煤, 在顆粒細(xì)小情況下, 具有極強的親水 性, 導(dǎo)致原煤黏結(jié)。 電廠加強了煤場的管理, 在雨季 為降低原煤的水分, 直接從火車上煤, 建了干煤棚,

22、從根本上解決了堵磨的發(fā)生。4. 2 鋼球磨內(nèi)著火、爆炸問題 鋼球磨在調(diào)試過程中粉造成的。另外著火幾乎均發(fā)生在堵煤之后, 經(jīng)分析認(rèn)為堵煤導(dǎo)致濕煤黏在鋼球磨筒體內(nèi), 清理不徹底。 黏結(jié)的煤自燃導(dǎo)致著火或 CO 質(zhì)量濃度增高。針對以上原因, 從控制邏輯上對鋼球磨出口溫 度設(shè)定值做了修改, 同時也對旁路風(fēng)道做了相應(yīng)的 改造, 消除了積粉點。 爆炸的發(fā)生主要由于著火后, 消防系統(tǒng)沒有自動投入, 延誤了手動投入消防系統(tǒng) 的時機。事故發(fā)生后, 加強了鋼球磨啟動運行的操作 票制度, 杜絕了這類事故的發(fā)生。合肥第二發(fā)電廠 1、2 號機采用的 Sveda la 公司 的鋼球磨已于 2001 年 8 月投入商業(yè)運行

23、。鋼球磨的 出力、煤粉細(xì)度、鋼球磨的出口溫度等參數(shù)均達到了 設(shè)計要求。一次風(fēng)的調(diào)負(fù)荷能力滿足了運行的要求。 鋼球磨的煤種適應(yīng)性強, 結(jié)構(gòu)簡單緊湊, 給安裝、設(shè) 計、調(diào)試、運行、檢修減少了大量的工作。密封風(fēng)系統(tǒng) 工作正常, 正壓系統(tǒng)無漏粉現(xiàn)象, 自動化程度高 ( 鋼 球磨能作到全程自動啟停) , 運行可靠, 為以后的同 類型機組積累了可靠的設(shè)計、運行經(jīng)驗。(責(zé)任編輯 馬曉琴)鋼球磨內(nèi)發(fā)生了多次著火現(xiàn)象、一次爆炸現(xiàn)象。主要原因是鋼球磨出口溫度控 制過高 ( 達 90 ) 及旁路風(fēng)道與一次風(fēng)道接口處積(上接第 14 頁)的除塵器, 對于靜電除塵器無法脫除的 10 m 級粉 塵顆粒也具有很好的除塵效果;b. 該技術(shù)可達到 70% 的脫硫效率, 雖然與投 資