华能伊敏#4机#3磨煤机控制设计正文.doc

1 引 言 磨煤机是火力发电站煤粉制备系统的主体设备，其安全、经济运行与整个电厂的安全、经济运行有着紧密的联系。磨煤机的作用是将一定尺寸的煤块磨制到规定的细度煤粉以供给锅炉燃烧，并在磨制过程中将煤干燥到规定的水平，使煤能够在锅炉中充分燃烧。磨煤机的形式主要有三大类：低速磨煤机（钢球磨煤机），中速磨煤机（E型磨煤机、碗式磨煤机、平盘磨煤机及MPS磨煤机等）及高速磨煤机（风扇磨煤机、锤击式磨煤机等）。其中，钢球磨煤机被我国大多数火电厂采用，据资料统计，在国内发电厂中钢球磨煤机占各类磨煤机总量的60%以上。 然而钢球磨煤机的缺点也是显而易见的，如运行复杂、电耗高、噪音大、耗钢多、磨损多等，特别是自动控制难以实现这个问题至今仍未得到有效地解决，绝大多数电厂现在仍以手动为主。不仅容易造成球磨机满煤、断煤、跑粉、超温事件的发生，系统也不能长期保持在最佳工况下运行。寻找到最优控制方案、选择合适的磨煤机、找出磨煤机自动投入率低的根本原因，势在必行。 本次课设以华能伊敏电厂的磨煤机控制为蓝本，采用高速磨风扇煤机。具有结构简单、制造方便，占地面积及金属耗量均较少的优点，因而初期投资低。此外还具有制粉系统简单，设备上得快等优点。除此之外，它还集干燥、破碎、输送三种功能于一身，控制方便灵活。 2 锅炉燃烧系统及其设备 2.1制粉系统介绍 制粉系统是指将原煤破碎、干燥成为具有移动细度和水分的煤粉，并且根据锅炉的运行情况对制粉出力和煤粉细度进行合理的调整，然后送入锅炉炉膛进行悬浮燃烧所需设备和相关连接管道的组合。可以分为直吹式和仓储式（及中间仓储式）两大类。中间仓储式制粉系统将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉运行负荷的需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛燃烧；而直吹式制粉系统将原煤经磨煤机制成煤粉后直接吹入炉膛进行燃烧。本次课程设计中用到的是直吹式的制粉系统，其优点：设备简单，投资少，系统的爆炸危险性小，将煤粉送往喷燃器所消耗的电能少。其缺点：制粉系统出故障时，锅炉必须降低负荷甚至停炉，可靠性差，每台锅炉需配置多台磨煤机。因此本次设计了8台磨煤机，6台正常运行，剩下的2台备用。 图2.1 直吹式制粉系统 （1—原煤斗 2—给煤机 3—磨煤机 4—粗粉分离器 5—煤粉分配器 6—一次风管 7—燃烧器 8—锅炉 9—送风机 10—一次风机 11—空气预热 12—热风管道 13—冷风管道15—二次风箱16—密封风机 17—混合风门 18—热风门 19—冷风门 20—二次风门 21—密封风门 22—隔绝门） 2.1.1磨煤机 磨煤机是制粉系统的主要设备，它的作用是将具有一定尺寸的煤块进行干燥、破碎并磨制成煤粉。磨煤机通常是按照转速分为三类：低速球磨机、中速磨煤机和高速磨煤机。本次设计采用高速磨煤机 目前国内常用的高速磨煤机是风扇式磨煤机（简称风扇磨），其工作转速为500~1500r/min。风扇磨的优点是结构简单，制造方便，尺寸小，占地少，初投资低，磨煤机均匀地送入磨煤机，适应负荷变化快；缺点是磨损严重，不宜磨硬煤和水分大的煤，煤粉均匀性差等。2.1.2给煤机 给煤机的作用是根据磨煤机或锅炉负荷的需要调节给煤量，并把原煤斗中原煤均匀地送入磨煤机。给煤机的型式很多，国内应用较多的给煤机有圆盘式给煤机、电磁振动式给煤机、刮板式给煤机和电动式皮带给煤机。 2.2燃烧系统简介 燃烧过程的实质是将燃料化学能转变为蒸汽热能的能量形式转换过程。燃烧过程控制的根本任务是及时响应主控系统的输出指令，使燃料所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，同时还要保证锅炉燃烧的安全性和经济性。燃烧的经济性主要是保证有合适的风/煤比，而安全性是保证锅炉处于过氧燃烧的状况及维持炉膛负压力为设定值。由于炉内煤的燃烧是否良好，对发电成本影响很大，因此，要求锅炉运行人员合理组织煤的燃烧过程，保证良好的燃烧条件，使煤粉迅速而完全地燃烧。 2.2.1炉跟机控制方式 如图2.2所示，炉跟机控制方式的特点是：汽轮机调负荷，锅炉调汽压。调节过程中，锅炉跟随汽轮机而动作，其控制优点是充分利用了锅炉的蓄热来迅速适应负荷的变化，对机组调峰调频有利；缺点是主汽压力变化较大，甚至超出允许范围，将对机组的安全经济运行不利。 图2.2 炉跟机控制方式示意图2.2.2机跟炉控制方式 如图2.3所示，机跟炉控制方式特点是：锅炉调负荷，汽轮机调汽压。调节过程中汽轮机跟随锅炉而动作，其控制优点是运行中主蒸汽压力相当稳定，有利于机组的安全经济运行；缺点是不能有效利于锅炉蓄热，适应负荷变化能力较差，不利于机组带变动负荷和参加电网调频。 图2.3 机跟炉控制方式示意图 2.3风机 为了使燃料在炉内的燃烧正常运行，必