專利名稱：一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及電廠協調控制領域，具體地，涉及一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統及方法。
背景技術：
近年來，雙進雙出鋼球磨煤機因具有系統簡單，投入運行設備少，煤種適應較強， 運行可靠，效率高，鍋爐負荷響應速度快、風煤比低、出力穩定、煤粉細度高，燃燒充分等特點，逐漸成為火力發電廠直吹式鍋爐制粉系統的主要制粉設備。而較之以前的中速磨煤機， 在協調控制系統(CCS)設計及控制過程中有著自身的特點。在現有技術中，雙進雙出鋼球磨煤機制粉系統的工藝流程如下
原煤由原煤倉經給煤機進入混料箱，被旁路風預干燥后，經中空軸進入磨煤機研磨。一次冷、熱風混合后，經容量風擋板進入磨煤機，將煤粉吹出，并與旁路風混合后，由煤粉分離器進入爐膛燃燒。由于該系統沒有中間倉儲式制粉系統的粉倉，系統大為簡化。磨煤機的出力完全由通過磨煤機的容量風來決定，因而對負荷的響應迅速，可以達到快速升降負荷的能力，尤其是一次風對機組出力的影響十分明顯。磨煤機的桶體又具有一定的儲粉能力， 因此，該系統兼有直吹式和中儲式制粉系統的優點，調整十分靈活。在現有雙進雙出鋼球磨煤機制粉系統的調節回路及基本策略中，整個制粉系統主要有以下幾個調節回路
⑴磨煤機負荷控制
煤粉由容量風帶出磨煤機，在磨內粉位一定的情況下(即風/粉比一定)，控制容量風的流量，就可以控制磨的出力。考慮到大多容量風測點安裝的位置無足夠的直管段，測量裝置本身如果又存在某些問題，將導致風量測量不準，系統不易穩定，存在較大的內擾。故目前的設計方案為燃料主控的指令經f (X)并加負荷指令的動態前饋后形成容量風量的給定值，然后與容量風平均指令進行比例積分運算形成控制指令，而不與實際的容量風流量構成閉環。這樣，因風量測量引起的擾動就被克服了。但這種方案也存在一個缺點燃料主控指令不變時，容量風也應不變。如果容量風量波動，系統無法迅速克服這種內擾，而要等到汽壓變化后，再調整容量風量，這就造成機組運行工況的擾動，本廠的主汽壓偏差最大達IMPa之多，穩態時間達到600S。因此，這只是權宜之計，盡量還是要將容量風測點標好。⑵磨煤機總風量控制
磨煤機的總風量包括容量風和旁路風，容量風用于輸送煤粉，流量與磨的負荷成正比， 旁路風有兩個作用干燥原煤及保證最小總風量，防止煤粉在管道沉積。總風量的曲線f (X)保證了風量設定值大于最小總風量，但是未利用旁路風對磨出口汽溫的調節作用。⑶磨煤機粉位控制
雙進雙出磨的優點是對負荷變化的響應快，其原因是磨出力的改變是通過容量風流量的改變而改變的，而前提條件是，磨的料位必須保持恒定，即風/粉比恒定。
⑷磨煤機出口溫度控制
磨的出ロ溫度通過進入磨煤機的一次風溫控制。調節一次冷風、熱風擋板來配比一次風溫。兩個擋板均控制出口溫度，風量的擾動必然加大。另外也未考慮暖磨的過程，此時不控制磨的出口溫度，而控制磨的入口風溫，這時全開熱風門關閉冷風門，一般加熱到60°C 以上就可以啟動了，然后根據給煤量的大小和冷、熱風門開度大小來控制磨的出口溫度在正常范圍之內。目前，常用的控制策略有兩種
⑴磨煤機出力的控制方面，直接采用對容量風量進行控制，即機組在協調方式下直接控制磨煤機的容量風量，在這種情況下，當機組負荷發生變化而需要磨煤機改變出力吋，它是通過對容量風流量的判斷來改變磨煤機的出力，也就是說根據所需要的容量風流量來確定容量風門的開度。優點是可實現定量高精度控制，負荷與風量間可通過定量計算來找出關系曲線，缺點是對風量的測量準確度提出較高要求，而由于空間結構以及測量元件安裝等原因，容量風風量的準確、穩定測量一直就是這正是雙進雙出磨煤機的控制難點之一，給控制帶來很多干擾問題。⑵磨煤機出力的控制方面，直接對容量風門開度進行控制，即機組在協調方式下直接控制磨煤機的容量風量，在這種情況下，機組在協調方式下，當外界負荷變化吋，鍋爐主控輸出直接作用于磨煤機的容量風門，并且按照容量風門的閥門特性來快速提供機組負荷所需的容量風流量，優點是當機組負荷發生變化時能夠及時、快速的改變磨煤機的出力， 缺點是無法實現定量高精度控制。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在穩定性差、抗干擾能力弱與定量控制精度低等缺陷。

發明內容
本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，以實現穩定性好、抗干擾能力強與定量控制精度高的優點。本發明的另一目的在于，提出一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，包括燃料主控單元，依次與所述燃料主控單元配合連接的燃料量計算單元及磨容量風風量轉換燃料量單元，以及與所述磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接的磨熱風調節門單元。進ー步地，以上所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，還包括燃料指令控制單元，所述燃料指令控制單元與燃料主控單元配合連接。進ー步地，以上所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，還包括磨容量風旁路風單元，所述磨容量風旁路風單元與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接。進ー步地，以上所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，還包括給煤機輸送流量設定單元，所述給煤機輸送流量設定單元與燃料量計算單元配合連接。進ー步地，以上所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，還包括總風量測量單元，所述總風量測量單元與磨容量風風量轉換燃料量単元配合連接。具體地，上述燃料指令控制單元、燃料主控單元、燃料量計算單元、容量風風量轉換燃料量単元、磨煤機熱風調節單元、以及磨煤機容量風旁路風單元的工作原理如下
燃料指令控制單元，用于接受鍋爐主控制器指令與總風量到燃料控制的最大燃料量限制(確保風煤比在允許范圍，避免煤量過大，不能充分燃燒)經小選控制器得到燃料主控指令；
燃料主控單元，用于以燃料主控指令及修正后的燃料量進行PID運算，形成燃料量指
令；
燃料量計算單元，用于以多臺磨煤機(如三臺磨煤機)校正后的燃料量與燃油流量之和作為總燃料量；
容量風風量轉換燃料量単元，用于通過兩個容量風開度反饋信號對瞬時給煤機給煤量進行修正，得到磨煤機動態瞬時煤量修正值；
磨煤機熱風調節單元，用于通過磨煤機熱風調節擋板來控制磨煤機一次風母管壓力， 保證母管壓カ保持穩定；
磨煤機容量風旁路風單元，用于通過磨煤機容量風門來控制磨煤機總風量；同時，旁路風門控制通過高選功能塊實現在風量偏低時調整分離器出ロ壓力，避免堵煤；風量較高時接受總風量指令，保證風煤比正常配比。同時，本發明采用的另ー技術方案是一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，包括
在磨煤機出力的控制方面，采用磨熱風調節門單元進行熱風調門，控制磨母管壓カ。進ー步地，以上所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，還包括
采用磨容量風風量轉換燃料量単元，通過修正曲線將磨煤容量風開度轉化為燃料量，
直接用于磨煤機出力控制；
同時，采用磨容量風旁路風單元，通過高選功能塊實現在風量偏低時調整分離器出口壓力，避免堵煤；風量較高時接受總風量指令，保證風煤比正常配比。進ー步地，以上所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，還包括
采用總風量測量単元，在機組負荷發生變化時磨煤機的出力能夠及時、快速的改變。本發明各實施例的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統及方法，由于該系統包括燃料主控單元，依次與燃料主控單元配合連接的燃料量計算單元及磨容量風風量轉換燃料量單元，以及與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接的磨熱風調節門單元；在機組負荷發生變化時，可以使磨煤機的出力能夠及時、快速的改變；從而可以克服現有技術中穩定性差、抗干擾能力弱與定量控制精度低的缺陷，以實現穩定性好、抗干擾能力強與定量控制精度高的優點。本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進ー步的詳細描述。


附圖用來提供對本發明的進ー步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中圖I為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的工作原理示意圖2為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的燃料指令控制單元的組態示意圖3為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的燃料主控單元的組態示意圖4為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的燃料量計算單元的組態不意圖5為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的磨容量風風量轉換燃料量單元的組態示意圖6為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的磨容量風旁路風單元的組態示意圖7為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的給煤機輸送流量設定單元的組態示意圖8為根據本發明雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的磨熱風調節門單元的組態示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。系統實施例
根據本發明實施例，如圖I-圖8所示，提供了一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統。如圖I所示，本實施例包括燃料主控單元，依次與燃料主控單元配合連接的燃料量計算單元及磨容量風風量轉換燃料量單元，以及與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接的磨熱風調節門單元；還包括燃料指令控制單元，燃料指令控制單元與燃料主控單元配合連接；還包括磨容量風旁路風單元，磨容量風旁路風單元與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接；還包括給煤機輸送流量設定單元，給煤機輸送流量設定單元與燃料量計算單元配合連接；還包括總風量測量單元，總風量測量單元與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接。其中，上述燃料指令控制單元、燃料主控單元、燃料量計算單元、容量風風量轉換燃料量單元、磨煤機熱風調節單元、以及磨煤機容量風旁路風單元的工作原理如下
燃料指令控制單元，用于接受鍋爐主控制器指令與總風量到燃料控制的最大燃料量限制(確保風煤比在允許范圍，避免煤量過大，不能充分燃燒)經小選控制器得到燃料主控指令；
燃料主控單元，用于以燃料主控指令及修正后的燃料量進行PID運算，形成燃料量指
令；
燃料量計算單元，用于以多臺磨煤機(如三臺磨煤機)校正后的燃料量與燃油流量之和作為總燃料量；
容量風風量轉換燃料量單元，用于通過兩個容量風開度反饋信號對瞬時給煤機給煤量進行修正，得到磨煤機動態瞬時煤量修正值；
磨煤機熱風調節單元，用于通過磨煤機熱風調節擋板來控制磨煤機一次風母管壓力， 保證母管壓カ保持穩定；
磨煤機容量風旁路風單元，用于通過磨煤機容量風門來控制磨煤機總風量；同時，旁路風門控制通過高選功能塊實現在風量偏低時調整分離器出ロ壓力，避免堵煤；風量較高時接受總風量指令，保證風煤比正常配比。具體實施時，在上述實施例的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統中，燃料指令控制單元的組態圖參見圖2，燃料主控單元的組態圖參見圖3，燃料量計算單元的組態圖參見圖4,磨容量風風量轉換燃料量單元的組態圖參見圖5,容量風旁路風單元的組態圖參見圖6，給煤機輸送流量設定單元的組態圖參見圖7，磨熱風調節門單元的組態圖參見圖 8。采用上述實施例的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，在磨煤機出力的控制方面，可以將原通過熱風調門控制磨總風量的控制方式，現改變為通過磨煤機一次風母管壓カ的控制方式，保證母管壓カ保持穩定(參見圖8)。另外，通過修正曲線將磨煤容量風開度轉化為燃料量(參見圖4)，直接用于磨煤機出力控制；同時，旁路風門控制通過高選功能塊實現在風量偏低時調整分離器出ロ壓力，避免堵煤；風量較高時接受總風量指令，保證風煤比正常配比(參見圖6和圖7)。從而在機組負荷發生變化時磨煤機的出力能夠及時、快速的改變，同時利用總風量測量代替容量風風量參與控制，回避了由于空間結構以及測量元件安裝等原因給控制帶來很多干擾問題。方法實施例
根據本發明實施例，提供了一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，包括
在磨煤機出力的控制方面，采用磨熱風調節門單元進行熱風調門，控制磨母管壓カ；以
及，
采用磨容量風風量轉換燃料量単元，通過修正曲線將磨煤容量風開度轉化為燃料量， 直接用于磨煤機出力控制；
同時，采用磨容量風旁路風單元，通過高選功能塊實現在風量偏低時調整分離器出口壓力，避免堵煤；風量較高時接受總風量指令，保證風煤比正常配比；以及，
采用總風量測量単元，在機組負荷發生變化時磨煤機的出力能夠及時、快速的改變。上述實施例的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，具體實現時可基于上述系統實施例的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統；關于雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統的相關說明，參見關于圖I-圖8的相關說明，在此不再贅述。最后應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明， 盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，其特征在于，包括燃料主控單元，依次與所述燃料主控單元配合連接的燃料量計算單元及磨容量風風量轉換燃料量單元，以及與所述磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接的磨熱風調節門單元。
2.根據權利要求I所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，其特征在于，還包括燃料指令控制單元，所述燃料指令控制單元與燃料主控單元配合連接。
3.根據權利要求I或2所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，其特征在于， 還包括磨容量風旁路風單元，所述磨容量風旁路風單元與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接。
4.根據權利要求3所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，其特征在于，還包括給煤機輸送流量設定單元，所述給煤機輸送流量設定單元與燃料量計算單元配合連接。
5.根據權利要求4所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統，其特征在于，還包括總風量測量單元，所述總風量測量單元與磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接。
6.一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，其特征在于，包括在磨煤機出力的控制方面，采用磨熱風調節門單元進行熱風調門，控制磨母管壓力。
7.根據權利要求6所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，其特征在于，還包括采用磨容量風風量轉換燃料量單元，通過修正曲線將磨煤容量風開度轉化為燃料量， 直接用于磨煤機出力控制；同時，采用磨容量風旁路風單元，通過高選功能塊實現在風量偏低時調整分離器出口壓力，避免堵煤；風量較高時接受總風量指令，保證風煤比正常配比。
8.根據權利要求7所述的雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制方法，其特征在于，還包括采用總風量測量單元，在機組負荷發生變化時磨煤機的出力能夠及時、快速的改變。
全文摘要
本發明公開了一種雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統及方法，其中，該系統包括燃料主控單元，依次與所述燃料主控單元配合連接的燃料量計算單元及磨容量風風量轉換燃料量單元，以及與所述磨容量風風量轉換燃料量單元配合連接的磨熱風調節門單元。本發明所述雙進雙出磨煤機制粉系統的協調控制系統及方法，可以克服現有技術中穩定性差、抗干擾能力弱與定量控制精度低等缺陷，以實現穩定性好、抗干擾能力強與定量控制精度高的優點。
文檔編號B02C25/00GK102600959SQ20121009728
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月5日 優先權日2012年4月5日
發明者夏明 , 張世才, 張小敏, 牛海明, 秦睿, 郭濤, 錢康, 靳丹, 馬呈霞 申請人:北京國電智深控制技術有限公司, 甘肅電力科學研究院