摘要：磨煤机广泛应用于火力发电厂，是锅炉岛的重要辅机，其运行状况好坏直接影响到火电机组的安全性､稳定性､经济性｡双进双出钢球磨煤机因负荷响应快､对煤种适应性强､不易受异物影响､煤粉细度稳定等优点，在业界得到广泛应用｡然而，双进双出磨煤机的数学模型复杂，建立准确的数学模型难度较大，具有典型的非线性、大惯性、强耦合等特征，配置该种磨煤机的超超临界发电机组的控制难度较大是业界公认的事实，致使许多该型机组制粉系统投不上自动或控制水平低下，无法真正满足电网自动发电控制(AGC)的要求｡加之，超超临界机组对控制系统调节品质要求更高，且电网对发电机组快速响应电网负荷变化的能力要求越来越高，研究优化该类机组控制系统的设计实际意义重大｡
关键字：双进双出磨煤机；磨煤机控制；软测量；磨煤机料位；PID
1 引言
1.1国内外研究现状
近年来国内外科研人员对超临界机组的控制策略和控制技术研究大多基于配置中速磨煤机的发电机组｡如Lee， K.Y.等研究了1000MW 火电机组控制器设计问题｡对于单进单出钢球磨煤机的理论研究比较全面。对于双进双出钢球磨煤机的控制研究则处于起步状态，实例研究的相对较少｡造成了目前配置双进双出磨的超超临界机组普遍控制水平不高的局面｡
1.3 本文研究的内容
本文的研究内容紧扣当前超(超)临界机组发展的控制需求，具有较强的新颖性和实用性，研究成果能够大幅提升超(超)临界双进双出磨煤机制粉系统的机组控制水平｡本文研究设计双进双出磨煤机制粉系统的控制方案｡为了提高控制系统的调节品质，采用多种解耦方法，简化了控制系统的参数整定工作｡并依据相对增益理论，开展变量配对与回路分离｡
2 双进双出磨煤机料位控制系统
2.1双进双出磨煤机料位控制系统设计
1) 双进双出磨煤机料位控制系统的组成
由于双进双出磨煤机筒内两端的料位基本在同一高度，且两端料位计测量值基本一致；因此，可将磨煤机的两端的料位纳入一个控制回路，及两端给煤机接收同一个控制系统的输出指令｡本文采用带前馈的PID控制策略，实现磨煤机料位控制｡两个差压的平均值作为回路的反馈，料位实际过程值与设定值进行差值运算，通过PID模块运算，生成给煤机控制指令，直接控制给煤机变频器，调节两台给煤机的皮带速度，实现调节给煤量的功能。
2) 本控制系统的优点
第一设计了给煤机偏置前馈回路，具有单独调节某台给煤机出力的功能｡第二根据不同工况，设计了变参数的PID，有效提高了料位控制系统的调节品质｡第三加入了由容量风指令折算而成的前馈指令，实现了料位与容量风两个控制回路的简单解耦｡
2.2双进双出磨煤机控制系统效果验证
该控制系统已应用于贺州电厂2*1000MW的双进双出磨煤机控制，经实际工程应用证明，磨煤机料位控制的稳定性､准确性均满足机组运行要求｡
图1 本文依托项目1000MW机组上层A\B\F磨煤机料位控制稳态过程趋势图
图2 本文依托项目1000MW机组A—F变负荷过程中磨煤机料位控制趋势图
在图1中，磨煤机料位呈现规律的等间隔波动的现象，原因是料位计定期吹扫导致的差压值波动，本控制系统设计中已考虑到该现象，当料位计吹扫时，控制系统中料值将自动跟踪吹扫前一刻的正常料位值，避免了系统在料位计吹扫时受到料位值波动的干扰｡从图2中可看出：在变负荷的过程中，6台运行的磨煤机实际料位值与设定值的曲线吻合度很好，实际料位与设定值偏差很小，表明本文提出控制系统在实际应用中取得了理想的控制效果。
3双进双出磨煤机负荷控制系统
3.1 双进双出磨煤机负荷控制的对象特点
本文以常见的BBD型双进双出磨煤机为例，研究磨煤机的料位控制。该型双进双出磨煤机容量风具有两侧独立的容量风测点，两侧测点无任何耦合关联，两侧各配有两台同等控制水平、独立可调的容量风门。从该型磨煤机的工艺特点来看，一台双进双出磨煤机相可以等效成两台单进单出磨煤机控制，分别采用两个独立的调节回路控制两侧的容量风。
3.2 双进双出磨煤机负荷控制系统的设计
1) 双进双出磨煤机负荷控制系统的组成
由于双进双出磨煤机的输出的入炉煤量主要受磨煤机料位及容量风的影响｡改变容量风量，即可迅速改变磨煤机输出的入炉煤量｡为提高磨煤机的负荷响应速度，提升机组升负荷能力，本文采取的控制策略为：采用调节容量风来控制磨煤机的负荷；采用调节给煤量来控制磨煤机料位；采用容量风指令的折算值作为料位控制系统的前馈指令，实现容量风控制与料位控制的解耦｡本文采用带前馈的PID调节回路来控制磨煤机负荷（图3）｡
图3磨煤机负荷控制SAMA图
2) 本控制系统的优点
采用燃料主控指令作为容量风的设定值，具有能准确表征机组当前工况所需容量风量优势｡从上文描述可知，通过调节容量风量可改变入炉煤量；即如需使入炉煤量达到某一目标值(燃料主控指令值)可通过调节容量风到达某一设定值来实现｡因此，采用燃料主控指令作为容量风的目标值设定值，能准确体现机组当前工况所需目标容量风量｡为单独调整各台容量风门的出力，在主控输出进入PID之前增加了偏置设定，最终形成容量风的设定值｡
3.3双进双出磨煤机负荷控制的效果验证
本设计已应用于贺州电厂2*1000MW双进双出磨煤机制粉系统，磨煤机负荷控制系统的调节品质良好，升负荷时入炉煤量响应快，机组升负荷响应能力及AGC调节性能优秀。为机组协调控制系统及锅炉燃烧控制系统长期稳定投入自动运行，奠定了坚实的基础（图4）。
图4本文依托项目1000MW机组变负荷过程中磨煤机容量风门调整过程趋势
4 结论
本文研究方向紧扣当前超超临界机组发展中的控制系统的需求，针对超超临界机组的双进双出磨煤机是变量多、耦合强系统，控制难度大的现状，展开相关研究｡本文的设计成果均成功应用于华润电力贺州电厂两台1000MW机组，该厂自2013年投产以来，机组磨煤机控制､协调控制､燃烧控制等相关系统的自动控制均能长期投运,自动投运率高，控制品质良好。实践证明，本文成果完全满足生产运行要求，可为同类机组提供参考｡
参考文献:
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作者简介:
林建华（1977- ），男，高级工程师，研究生，现任华润电力（贺州）有限公司技术支持部部长
论文作者:林建华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：磨煤机论文; 机组论文; 控制系统论文; 负荷论文; 容量论文; 贺州论文; 本文论文; 《电力设备》2019年第7期论文;