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1、SVEDALA磨煤机差压料 位控制系统研究与分析国电菏泽发电有限公司 2012.11摘 要国电菏泽公司通过对料位控制系统分析，找出其不足之处，进行 差压料位测量系统改造，以准确测量出实际料位值 ，当机组负荷调整时，消除料位和给煤量的滞后， 提高信号的稳定性，以及锅炉响应机组负荷的速度 ，适应“两个细则”对AGC快速变负荷要求。概 况国电菏泽公司原料位测量使用电耳，其原理为通过测量噪声水 平，产生音频信号，通过控制器产生（420） mA DC，进入DCS显示和控制；由于内部噪音与 煤的硬度、钢球的大小、一次风速、一次风量等 外部环境有关，与内部煤粉量的多少并不成线性 关系。1 存在问题 v系统现
2、状国电菏泽公司料位信号不稳定，随负荷变化慢，当超出电耳测量范 围时，线性度变差，无法反映实际料位。 料位差压测量不准确，致使磨煤机不能工作在最佳料 位，影响机组负荷调整。 针对料位信号缺陷调查数据进行统计分析。改进目标v通过改进，建立差压料位信号，自动控制系 统正常投入，磨煤机起运后，系统料位建立， 正常值在(18002500)Pa。国电菏泽公司1.1 原因分析根据现场检修调试经验和运行观察情况，发现造成料 位测量信号波动大、精度差的原因有以下6个方面。国电菏泽公司v1.2.1 针对煤质不稳定，采用煤质修正系数方案， 燃烧过程自动控制新技术荣获2011年全国火电 300MW级机组能效对标及竞赛
3、第四十届年会三等奖 。1.2 主要原因国电菏泽公司v1.2.2 热一次风压波动较大，采用吹灰新措施，防 止空预器堵塞，减小因热力系统影响产生的一次风 压波动现象，单元机组协调控制新技术荣获全 国发电厂热工自动化专业会议三等奖 。1.2 主要原因v1.2.3 无DCS手自动吹扫功能，由于只有就地定期吹扫逻辑，运 行人员发现差压料位信号不正常时，无吹扫手段。国电菏泽公司v1.2.4 现场检查发现，耐磨管磨穿，耐磨管为取样管路的保护套 管，属于水冷壁材质，由于一次风携带的煤粉颗粒冲刷剧烈，导致 耐磨管材料损坏，如图1，取样管路失去保护作用而被磨穿 。图11.2 主要原因v1.2.5 取样管路磨损，取
4、样管为差压料位测 量管路，取样管磨损后，如图2，无法测量 煤粉建立的差压。国电菏泽公司图2v1.2.6 B、C磨煤机无差压料 位，电耳料位测量范围小，不 能正常显示时，致使料位无控 制手段。2 采取措施制定措施 表1序号主要原因对策目标措施 1A磨取样管路磨损 改变敷设路径避开冲刷剧烈 区域改变负压侧 管路进入磨煤 机位置 2外加防磨涂料保护耐磨管、耐磨 板不被磨穿防磨涂料选型、施工3A磨管路堵塞增加DCS手动和 自动吹扫功能管路畅通MP2704A、B、C组态4B、C磨无差压 料位测量信号电缆 整理接线接线准确无误查找备用通道、电子间控 制柜、电耳控制柜接线5管路敷设压力流量满足要求采用202
5、不锈钢 管6控制柜安装便于管路连接和电 缆接线安装于磨煤机驱动 端7DCS组态逻辑 功能完善比较、编译 8系统调试调节 品质负 荷 规程要求整定参数国电菏泽公司3 现场实施措施3.1：改变敷设路径 v取样管路测量尺寸及其制作差压料位测量系统内部取样管路及其耐磨管制作安装，按照尺 寸切割制作，制作过程中，注意取样管路整根弯制，耐磨管结 合面处理要求，如图3。国电菏泽公司图33 现场实施v制作支架并进行焊接，用于支撑取样管路，后改为耐磨管 对半劈开制作。国电菏泽公司v隔板焊在煤粉侧，防止煤下落时冲刷焊点，取样管朝煤粉 侧倾斜，以免受落煤管影响，如图4，现场检查，针对5处进 行改进 。3 现场实施v
6、签订防磨涂料协议，并进行施工，如图5。实施3.2：外加防磨涂料 图5 防磨涂料选型、施工 (a)正压侧取样管；(b)非驱动端；(c)驱动端(a) (b) (c)国电菏泽公司3 现场实施实施3.3：增加DCS手/自动吹扫功能 3.3.1 DCS手动吹扫功能如图6，吹扫信号如图7。图6图7国电菏泽公司3 现场实施v3.3.2 DCS自动吹扫功能，如图8。v编译完毕后，进行比较通过。图8 自动吹扫功能 (a)自动吹扫脉冲；(b)吹扫DO输出(a)(b)国电菏泽公司3 现场实施实施3.4：电缆整理接线 利用附近的密封风门8芯电缆，进行对接，沿电缆桥架敷设至控 制柜；在B、C电耳控制柜内各并联一开关，找
7、到21.5电缆20m ，引1路220V AC电源至控制柜。3.1电缆对接 3.2 PNL接线。 3.3电耳控制柜接线 国电菏泽公司3 现场实施v 现场检查，电缆接线准确，如表2。原编号新编号对接电缆ZSO7510B+8C_B_8_TB1PDT2704B1+1 ZSO7510B-8C_B_8_TB2PDT2704B1- ZSC7510B+8C_B_8_TB3PDT2704B2+2 ZSC7510B-8C_B_8_TB4PDT2704B2- CVF7510B+8C_B_8_TB5BS2704B+ CVF7510B-8C_B_8_TB6BS2704B- 备用MP2704B+ 备用MP2704B- Z
8、SO7510C+8C_C_8_TB1PDT2704C1+红 ZSO7510C-8C_C_8_TB2PDT2704C1-绿 ZSC7510C+8C_C_8_TB3PDT2704C2+兰 ZSC7510C-8C_C_8_TB4PDT2704C2-黑 CVF7510C+8C_C_8_TB5BS2704C+ CVF7510C-8C_C_8_TB6BS2704C- 备用MP2704C+ 备用MP2704C- MP2704A+ MP2704A-国电菏泽公司3 现场实施 实施3.5：管路敷设 进行驱动端和非驱动端开孔，支架焊接、管路敷设。国电菏泽公司v实施3.6：控制柜安装 3 现场实施3.6.1控制器 3
9、.6.2吹扫按钮、指示灯 3.6.3 吹扫阀 国电菏泽公司v现场检查，柜内管路连接及其端子接线如图9。3 现场实施图9国电菏泽公司v实施3.7：DCS组态 3 现场实施控制组态、编译和比较， 1/48/4、 1/48/6、1/48/8分别放置A 、 B、C差压料位控制组态 ，页逻辑如附图1附图3。附图1附图2国电菏泽公司v 附图33 现场实施国电菏泽公司3 现场实施v原设计机组新增DCS通道如表3。名称标签 名通道信号性质供电性质B磨煤机料位差压1PDT2704B18B_F_4_TB4_56AIDCS供电 B磨煤机料位差压2PDT2704B28B_F_5_TB4_56AIDCS供电 C磨煤机料
10、位差压1PDT2704C18B_F_7_TB4_56AIDCS供电 C磨煤机料位差压2PDT2704C28B_F_8_TB4_56AIDCS供电B磨煤机料位吹扫信号BS2704B8C_B_8_TB1_56DIC磨煤机料位吹扫信号BS2704C8C_C_8_TB1_56DI A磨煤机料位远方吹扫信号MP2704A8C_F_8_TB8_12DO B磨煤机料位远方吹扫信号MP2704B8C_F_8_TB8_34DO C磨煤机料位远方吹扫信号MP2704C8C_F_8_TB8_56DO表3国电菏泽公司v经过检查实际通道组态，端子排查找，修改如表4。 v修改标签，赋块地址。名称标签 名通道信号性质备注B
11、磨煤机料位差压1PDT2704B18B_F_1_TB2_78AIDCS供电B磨煤机料位差压2PDT2704B28B_F_5_TB4_56AIDCS供电C磨煤机料位差压1PDT2704C18C_F_7_TB4_12AIDCS供电 C磨煤机料位差压2PDT2704C28C_F_8_TB4_56AIDCS供电B磨煤机料位吹扫信号BA2704B8C_B_8_TB1_56DIC磨煤机料位吹扫信号BA2704C8C_C_8_TB1_56DIA磨煤机料位远方吹扫信号MP2704A8C_F_8_TB8_13DONOB磨煤机料位远方吹扫信号MP2704B8C_F_8_TB8_46DONOC磨煤机料位远方吹扫信号
12、MP2704C8C_F_8_TB8_79DONO表43 现场实施国电菏泽公司3 现场实施v实施3.8：系统调试 在历史数据站，组态差压料位、机组负荷、一次风压等参数曲线，根据曲线变化趋势 ，整定PID参数，如表5，不断调整控制输出限制值，直至正常投入为止。NAMES11(K)S12(Kp)S13(Ki)S14(Kd) BP37010.040.350.70 BP3801 BP39010.06710.50 BP4001 BP41010.0670.60.50 BP4201表5国电菏泽公司4 改进效果 改进效果 v4.1建立了差压料位信号 v4.1.1 料位信号曲线，如图10。 v4.1.2 取样管路
13、无磨损，如图11。 图10图11国电菏泽公司技经分析4.2 技术指标v 料位测量的稳定性得到提高，进一步提高料位，不但可以降低磨煤机单耗，磨煤机电流同比降低约10A，功率降低92kW，而且由于磨煤机料位的稳定和磨煤机储粉能力的提高，进一步提高AGC品质，机组调节速率K1、调节精度K2、响应时间K3、综合指标KP在全省50多台投入AGC机组中，综合指标名列前茅 ，#4机组综合指标荣获第1名，AGC奖励显著。国电菏泽公司技经分析 4.3 本次活动取得的经济效益 v，料位差压测量、控制系统稳定，降低检修维护费 用，每套磨煤机电耳测量系统维护费用3.5万元，每 年更换2套，节省维护费用3.52=7万元
14、/年。 v料位维持在合理范围内，钢球与衬板之间、钢球与 钢球之间都有被研磨的煤作为撞击和磨擦介质，有效 减少钢球与衬板之间直接撞击和钢球与钢球之间直接 磨擦，降低钢球和衬板的损耗，锅炉燃烧稳定，快速 响应AGC变负荷要求，节能效果明显，当年可产生效 益近400万元，包括基于两个细则的AGC奖励 3012=360万元，磨煤机节电17.6万元，节约钢球费 用19.2万元，共增效407万元。国电菏泽公司v4.4 社会效益v差压料位控制系统改造成功，开创了在两端为隔板布 置、非中空筒布置磨煤机增加差压料位测量的先例， 探索出取样管路敷设方法、防堵吹扫逻辑和自动控制 方案，通过技术查新，该项技术处于领先水平，极具 推广应用价值。 v该项目实现节煤，减排粉尘、二氧化碳和二氧化硫， 取得良好的社会效益。技经分析国电菏泽公司5 成果推广v5.1 利用机组检修机会，将其成功经验推广应用。 v5.2 磨煤机差压料位改造内容进行技术讲课。 控制器接线原理管路敷设与量程修改国电菏泽公司欢迎交流指导
