摘要：通过介绍锅炉磨煤机组集中加压式密封风机系统的原理及设计基本思路，分析大唐洛阳首阳山发电有限责任公司#3锅炉集中式密封风机的控制策略，及控制系统的存在问题，提出解决方法。
关键词：密封风机；控制系统；联锁；风压；DCS
1 引言
大唐洛阳首阳山发电有限责任公司#3机组所使用的锅炉系东方锅炉（集团）股份有限公司生产制造的1025t/h亚临界参数一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢架、全悬吊结构的燃煤锅炉。设计煤种为85%义马混煤+15%新安煤，采用热一次风正压直吹式MPS中速磨系统，四角布置直流煤粉燃烧器，四角气流的轴线在炉内切于两个直径为Ф700nm和Ф1000mm的假想园，#1、3角切于小园，#2、4角切于大园。制粉系统由5台8224型电子称重力式皮带给煤机组成。
2 磨组系统的组成及控制方式
图1 制粉系统组成
如图1所示，磨组采用的是M P S一200型中速磨煤机，每台机组配有5台磨煤机，每台磨煤机配一台密封风机，磨煤机和密封风机为一一对应的单元制。密封风机为离心式，单台额定风量为1.103 m3/s，额定风压为16670 Pa，额定转速为2950 rpm，额定功率：37 kW（4A磨45 kW）。
密封风的作用：密封风机作用有3个，一是将密封风引入磨煤机下架体动、静密封处，防止一次风粉外漏，污染环境；二是将密封风引入磨辊支架，用以密封辊轴中间的动、静骨架油封部位，防止风粉进入磨辊轴承中，损坏磨辊轴承；三是将密封风用于拉杆密封。密封风的风压要求至少大于一次风风压2 kPa。
3 系统存在的问题
由于密封风是单元制，故单台密封风机出现故障，就会造成该磨煤机不能运行，使磨煤机的可靠性降低；单台密封风机功率为37KW，5台密封风机功率和为185 KW，按照密封风机每年运行10个月计算，其耗电量约为133.2×104Kwh。
4 改造的原因
如果把密封风机单元制改为母管制，安装两台大容量密封风机，采用一运一备的形式，可大大提高了磨煤机所需密封风的可靠性，减少备品备件费用，降低检修劳动强度。
大容量密封风机功率按照110KW，年运行10个月计算，其耗电量约为79.2×104Kwh，改造后年节约厂用电量约为54×104Kwh，按照上网电价0.42元计算，单台炉年节约费用约22.7万元。
5 密封风机单元制改母管制
公司从磨组所需密封风量、风压以及密封风机功率等方面做了大量计算、调研工作，发现原密封风机在小流量区运行，不宜于风机长期运行。而且由于原密封风机润滑方面的设计不能保证设计运行的10万h寿命，使设备早期损坏并产生尖锐高频噪音。经过调研，公司选用新的密封风供给方式即母管制替代单元制的密封风机具有空气动力性能好、高效区宽广滤器阻损小、构造合理、噪音低等特点。
在冷一次风母管取一路风源，经密封风机增压后进入磨煤机密封风母管，然后从密封风母管取5路支管进入各台磨煤机。改进后的密封风系统如下图所示。
6 密封风机母管制控制系统的改造设计
原密封风机在控制系统中只有启停功能、无任何调节、联锁等功能，改为母管制后，密封风机设备一用一备，而且为五台磨煤机提供密封风，就需要在DCS中设计该系统的控制方案；密封风机的联锁、密封风压的控制等，已达到保证为锅炉5台磨煤机提供足够的风量的目的。
6.1 DCS控制系统控制策略设计
6.1.1 密封风机启动允许条件
密封风机是在一次风压基础上的增压风机，当任一台一次风机运行时，才允许启动密封风机。
（1）任一台一次风机运行；
（2）A（或B）密封风机不在事故跳闸状态。
6.1.2 密封风机停止允许条件
密封风机一旦全停，将会导致五台磨煤机“密封风与一次风差压低”保护动作而跳磨，最终导致锅炉MFT.所以只有在2台一次风机全停时，才可允许2台密封风机停运。否则，在操作员站上是不能停止运行密封风机的。
机组运行期间，密封风机进行定期切换时，必须先启动备用风机，然后停前一台密封风机。因此逻辑中设计：任一次风机运行时，2台密封风机运行情况下，才允许停一台密封风机。密封风机停止运行条件为以下任意一种情况：
（1）2台密封风机运行；
（2）2台一次风机全停。
6.1.3 密封风机的联锁保护
当连锁开关投入时，出现下列任意一种情况联锁启动另一台密封风机。
（1）单台密封风机运行中停止或跳闸；
（2）单台密封风机运行密封风母管压力低。
6.1.6 密封风机入口电动门
密封风机运行后，联锁开相应入口电动门，允许通过OIS站手动开相应入口电动门。
密封风停止后，允许通过OIS站手动关相应入口电动门，如果没有进行手动操作，则电动门维持开状态。
6.1.7 磨组密封风入口电动门
磨组密封风门直接控制进入每台磨的密封风，为防止磨组运行时该电动门关闭导致磨组跳闸，在磨组运行期间，操作员站禁止关闭密封风入口电动门，操作员站的关门操作无效，当磨组停运后，允许从OIS站手动关闭相应磨组的密封风入口电动门。
6.1.8 密封风压控制
密封风压控制用2个密封风母管压力信号选小值与2个一次风母管压力值取大值相减的结果作为被调节量，与该差压的设定值比较，经过PID运算后，控制运行密封风机的入口调节挡板，从而控制差压在设定范围内。
在密封风机的入口挡板投入自动后，控制站上可以进行密封风与一次风差压值的控制设定，但设定范围已限制在4kpa到10kpa之间，设定值的给定超过此范围无效操作。当密封风机出现跳闸情况时，备用风机联启后，该密封风机的入口挡板的开度将直接打开至跳闸密封风机跳闸前的挡板指令。
为保证入口调节挡板手动切为自动或自动时的无扰切换，组态中设计：
（1）2台入口调节挡板均在手动状态，差压跟踪实际差压值；
（2）任意一台密封风机停运后，将该密封风调节挡板置为全关状态。
6.2 改造后实现的功能
（1）提高密封风机运行可靠性，保障了机组安全稳定运行。
（2）提高密封风机运行效率，减少密封风量，从而降低机组厂用电率，使机组经济性得到提升。
（3）减少密封风量，使磨煤机磨损减轻，炉膛燃烧更加充分。
7 结束语
磨密封风机改为母管后，控制系统经过调试并投运，能够很好地控制磨组所需要的风机。并在运行中出现一台密封风机故障时正确联启备用风机，而且实现无扰切换。改造后，不仅是磨煤机的运行工况大为改善，公司厂用电率明显下降，更重要的保障了机组的正常发供电，增加了企业在市场中的竞争力，并且将该技术推广到#4机组上使用，收到良好的效果。
参考文献：
[1]《MPS-200磨煤机运行维护手册》
[2]张磊，周磊，叶宝军.密封风机单元制改母管制控制逻辑应用.宁夏电力，2009年增刊
论文作者:张丽蓉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/20
标签：风机论文; 风压论文; 磨煤机论文; 挡板论文; 入口论文; 联锁论文; 一台论文; 《电力设备》2017年第24期论文;