一种磨煤机煤粉细度调节方法与流程

本发明属于火电燃煤机组的优化燃烧控制技术领域，具体涉及一种磨煤机煤粉细度调节方法。

背景技术：

煤粉细度是火电厂锅炉运行中严格控制的一项指标，也是优化燃烧、提高锅炉运行经济性的重要参数。理论上，煤粉越细燃烧效率就越高，但也会增加磨煤机的耗电量和制粉系统的金属损耗，而且过细的煤粉还会使燃烧器出口着火点提前，容易烧坏燃烧器喷嘴。目前，各电厂会根据不同的煤种，设置不同的煤粉细度指标，即煤粉的经济细度指标。这个指标是综合了煤粉的燃烧效率和电耗等多种因素后而给出的。

为了使电站锅炉燃用合格的煤粉，获得较高的燃烧效率，使锅炉在安全、经济的状态下运行，在保证机组正常运行的前提下，将煤粉细度尽量调整至最佳值，是本领域技术人员一直在做的工作。

目前，发电厂的主力发电机组为600mw以上的机组，制粉系统大多采用动态分离器调节煤粉细度，动态分离器的转速能够随着磨煤机负荷、风煤比等多项指标的变化而变化，对煤粉细度进行调整。

受磨煤机制粉系统结构的限制，磨煤机出口的气流是不规则的紊流，因此，煤粉细度的测量只能在与磨煤机出口连接的送粉管道上进行，目前，大多是采用在磨煤机出口的送粉管道上进行取样化验的方法进行测量，即煤粉取样时，采用部分或在所有送粉管道上取样化验，然后对细度进行进行筛分化验，通过算术平均值给出磨煤机出口平均细度。由于各个送粉管道结构、长度、走向等因素不同，其内部阻尼也不同，受阻尼变化的影响，煤粉细度值也是不同的，各送粉管道间的平衡关系差异越大，不一致性就越明显，最大差异达到35％以上。目前采用的取样化验的方法，没有考虑送粉管道内因阻尼系数不同引起的细度分布偏差，从而造成煤粉细度测量值偏差较大、波动无规律，进而导致调节方法不够科学、准确，无法将煤粉细度细调到最佳值。

现有调节方式大多通过理论分析，给出磨煤机分离器转速与煤粉细度之间的简单调整函数关系，然而现场试验证明，磨煤机动态分离器转子转速与煤粉细度之间存在复杂的的函数关系，不仅与磨煤机出口各送粉管道内的煤粉细度值、煤粉同步流速和煤粉相对浓度有关，即使在机组正常运行的情况下，还会因给煤量的不同和转速区间的不同，其函数关系也会有差异。

技术实现要素：

为了有效解决现有技术没有考虑各送粉管道内因阻尼系数不同引起的细度分布偏差，从而造成煤粉细度测量值偏差较大，导致调节方法不够科学、准确，无法将煤粉细度细调到最佳值的技术问题，本发明提出了一种磨煤机煤粉细度调节方法，在机组正常运行的前提下，对磨煤机出口的煤粉细度进行细调。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种磨煤机煤粉细度调节方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤一：根据现场试验数据建立不同给煤量下动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系；

步骤二：测量磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度；

步骤三：通过公式(1)计算煤粉平均细度；

其中：v(t)—磨煤机出口各送粉管道内煤粉的同步流速；

s—磨煤机出口各送粉管道截面积；

c(t)—磨煤机出口各送粉管道内煤粉的相对浓度；

r(t)—磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度；

n—磨煤机出口送粉管道数量；

步骤四：根据步骤三所计算的煤粉平均细度，按照步骤一所建立的动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系，调整动态分离器转速，使煤粉平均细度达到设定值，实现对磨煤机出口煤粉细度的调整。

进一步地，本发明方法还包括步骤五：在线测量磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度，并使用通过公式(1)计算煤粉平均细度，若调整后的煤粉细度值达到要求，则此过程结束；若调整后的煤粉细度值未达到要求则进入步骤四，直至煤粉细度值达到设定值。

进一步地，为了建立更准确的函数关系，步骤一所述建立动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系，是在其它工况因素相对稳定的情况下，调整动态分离器转速，每间隔5秒进行一次磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度的测量，采集12小时的实时数据，并通过公式(1)计算出煤粉平均细度，并制作出煤粉细度变化与动态分离器转速变化曲线。

进一步地，步骤一所述建立动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系是多段非线性复杂函数。

进一步地，所述动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系具体是：

1)给煤量在20吨以下时，转子的转速对煤粉细度的影响予以忽略；

2)给煤量在20～30吨之间，转速每分钟提升10转，煤粉细度值变化在1％～2％之间；

3)给煤量在30～40吨之间，转速每分钟提升10转，细度值变化在3％～5％之间；

4)给煤量在40吨以上的，转速每分钟提升10转，细度值变化5％～8％左右。

进一步地，步骤二、步骤五所述测量磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度，是采用在磨煤机出口各送粉管道内分别安装交流电荷感应式煤粉细度在线测量装置的方法，测量磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度值、煤粉同步流速和煤粉相对浓度。

附图说明：

图1为本发明磨煤机出口煤粉细度调节方法工作流程图；

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

机组其它因素(如给煤量、风量)对煤粉细度的影响属于粗调，动态分离器的转速变化属于细调。本实施例就是在保证机组正常运行的前提下，将煤粉细度尽量细调至最佳值。

该实施例采用某电厂的b磨煤机进行说明，其中b磨煤机最大出粉量为75吨，调整前的动态分离器转子转速在60转/分钟以上，(如果转子转速过低时，对煤粉细度的影响会明显降低，下面对应关系同样会发生变化。目前，电厂动态分离器转子转速基本在60～90之间变化)，正在使用的煤粉经济细度是22～24，磨煤机出口送粉管道截面积为0.19m²。

参照图1，该实施例的步骤如下：

步骤一：根据现场试验数据建立不同给煤量下动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系。

在其它工况因素相对稳定的情况下，调整动态分离器转速，每间隔5秒进行一次磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度的测量，采集12小时的实时数据，并通过公式(1)计算出煤粉平均细度，并制作出煤粉细度变化与动态分离器转速变化曲线。

根据测量数据，在不同的给煤量下，得出如下分段函数关系：

1)给煤量在20吨以下时(磨煤机风量与给煤量有相对稳定的比例关系)，转子的转速对煤粉细度的影响基本可以忽略；

2)给煤量在20～30吨之间，转速每分钟提升10转，煤粉细度值变化在1％～2％之间；

3)给煤量在30～40吨之间，转速每分钟提升10转，细度值变化在3％～5％之间；

4)给煤量在40吨以上的，转速每分钟提升10转，细度值变化5％～8％左右。

步骤二：测量磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度；

通过一套测量设备(即上下游传感器探头)捕捉有效感应信号，利用相关性算法得到磨煤机出口送粉管道的煤粉同步流速，然后通过感应信号的波动量与煤粉质量间的函数关系，经过流速修正后得到煤粉浓度值。最后，利用煤粉细度大小与煤粉颗粒的质量间的相关函数关系，通过采集的煤粉颗粒动量数据库(mv)，经过标定结果，采用快速谱运算和电子筛分技术获得磨煤机出口送粉管道真实煤粉细度值，由于该数据需要煤粉同步流速修正和煤粉相对浓度数据作为参考，因此必需先计算出煤粉同步流速和煤粉相对浓度。

步骤三：通过公式(1)计算煤粉平均细度；

其中：v(t)—磨煤机出口各送粉管道内煤粉的同步流速；

s—磨煤机出口各送粉管道截面积；

c(t)—磨煤机出口各送粉管道内煤粉的相对浓度；

r(t)—磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度；

n—磨煤机出口送粉管道数量；

步骤四：根据步骤三所计算的煤粉平均细度，按照步骤一所建立的动态分离器转速调整与煤粉细度变化的函数关系，调整动态分离器转速，使煤粉平均细度达到设定值，实现对磨煤机出口煤粉细度的调整。

步骤五：在线测量磨煤机出口各送粉管道内煤粉细度、煤粉同步流速和煤粉相对浓度，并使用通过公式(1)计算煤粉平均细度，若调整后的煤粉细度值达到要求，则此过程结束；若调整后的煤粉细度值未达到要求则进入步骤四，直至煤粉细度值达到设定值。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围。