基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法及系统与流程

1.本发明涉及动力工程学科及发电行业制粉系统数字化应用技术领域，具体涉及基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法及系统。


背景技术：

2.目前我国大中型燃煤电站(300mw以上)采用较多的是中速磨直吹式制粉系统，该系统具有造价低、占地面积小等诸多优点。但受煤种水分、一次风量、风温配比不均衡等问题困扰，该制粉系统磨煤机运行中容易出现堵煤而影响机组出力，严重时可造成锅炉断煤，甚至发电机组被迫停运。因此确保磨煤机稳定运行是保证制粉系统正常运行的关键，尽管磨煤机工作过程中运行人员采取了诸多避免磨煤机堵煤的预防措施，但效果不甚明显。为此本发明提出了一种基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法及装置解决上述问题。


技术实现要素：

3.为减少中速磨直吹式制粉系统磨煤机堵煤故障发生频率，本发明提供基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法及系统，可及时发现磨煤机堵煤的现象，并对磨煤机堵煤风险进行评估，降低磨煤机堵煤风险，提高系统的工作过程中的平稳性、可靠性。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的系统，包括至少两台磨煤机和磨煤机sis计算模块(13)，设包括a磨煤机和b磨煤机，以a磨煤机为研究对象，b磨煤机为与a磨煤机同型号同出力情况下正常工作状态的磨煤机；各磨煤机对应设置有入口一次风压传感器(9)和出口一次风压传感器(15)，和/或入口一次风量传感器(10)，和/或煤粉出口温度传感器(16)；
6.入口一次风压传感器(9)和入口一次风量传感器(10)分别用于采集对应磨煤机一次风口的入口一次风压和入口一次风量，出口一次风压传感器(15)用于采集对应磨煤机煤粉出口的出口一次风压，煤粉出口温度传感器(16)用于采集对应磨煤机煤粉出口温度；
7.磨煤机sis计算模块(13)根据a磨煤机和b磨煤机的入口一次风压和出口一次风压，和/或入口一次风量，和/或煤粉出口温度，判断a磨煤机的堵煤风险。
8.基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，基于所述的系统，包括：
9.采集a磨煤机的入口一次风压p
a1
、出口一次风压p
a2
，磨煤机sis计算模块(13)根据入口一次风压p
a1
、出口一次风压p
a2
计算a磨煤机进、出口差压δpa＝p
a2-p
a1
；采集b磨煤机的入口一次风压p
b1
、出口一次风压p
b2
，磨煤机sis计算模块(13)根据入口一次风压p
b1
、出口一次风压p
b2
计算b磨煤机进、出口差压δpb＝p
b2-p
b1
；
10.磨煤机sis计算模块(13)比较δpa和δpb，根据比较结果判断a磨煤机的堵煤风险。
11.优选的，当比较结果为δpa》δpb时，磨煤机sis计算模块(13)判断a磨煤机存在堵煤风险，且δpa与δpb的差值越大，堵煤风险越大。
12.基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，基于所述的系统，包括：
13.采集a磨煤机的煤粉出口温度ta，采集b磨煤机的煤粉出口温度tb，磨煤机sis计算模块(13)比较ta和tb，根据比较结果判断a磨煤机的堵煤风险。
14.优选的，当比较结果为ta《tb时，磨煤机sis计算模块(13)判断a磨煤机存在堵煤风险，且ta与tb的差值越大，堵煤风险越大。
15.基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，基于所述的系统，包括：
16.采集a磨煤机的入口一次风量qa，采集b磨煤机的入口一次风量qb，磨煤机sis计算模块(13)比较qa和qb，根据比较结果判断a磨煤机的堵煤风险。
17.优选的，当比较结果为qa《qb时，磨煤机sis计算模块(13)判断a磨煤机存在堵煤风险，且qa与qb的差值越大，堵煤风险越大。
18.基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，基于所述的系统，包括：
19.采集a磨煤机的入口一次风压p
a1
、出口一次风压p
a2
，磨煤机sis计算模块(13)根据入口一次风压p
a1
、出口一次风压p
a2
计算a磨煤机进、出口差压δpa＝p
a2-p
a1
；采集b磨煤机的入口一次风压p
b1
、出口一次风压p
b2
，磨煤机sis计算模块(13)根据入口一次风压p
b1
、出口一次风压p
b2
计算b磨煤机进、出口差压δpb＝p
b2-p
b1
；
20.采集a磨煤机的煤粉出口温度ta，采集b磨煤机的煤粉出口温度tb；采集a磨煤机的入口一次风量qa，采集b磨煤机的入口一次风量qb；
21.磨煤机sis计算模块(13)比较δpa和δpb、ta和tb、qa和qb，根据比较结果判断a磨煤机的堵煤风险。
22.优选的，磨煤机sis计算模块(13)比较δpa和δpb、ta和tb、qa和qb，根据比较结果判断a磨煤机的堵煤风险具体是：
23.根据δpa和δpb的比较结果进行第一种堵煤风险的打分：若δpa≤δpb则分值为0；若δpa》δpb，则分值大于0，且随着δpa和δpb差值的增大分值增大，得到第一种堵煤风险的分值；
24.根据ta和tb的比较结果进行第一种堵煤风险的打分：若ta≥tb则分值为0；若ta《tb，则分值大于0，且随着ta和tb差值的增大分值增大，得到第二种堵煤风险的分值；
25.根据qa和qb的比较结果进行第三种堵煤风险的打分：若qa≥qb则分值为0；若qa《qb，则分值大于0，且随着δpa和δpb差值的增大分值增大，得到第三种堵煤风险的分值；
26.将第一种堵煤风险的分值、第二种堵煤风险的分值和第三种堵煤风险的分值相加，得到总分值，根据总分值的大小判断a磨煤机的堵煤风险，总分值越大，堵煤风险越大。
27.进一步的，若磨煤机的数量大于两个，则将磨煤机两两组合分别计算出总分值，将各组合的总分值进行比较，根据比较结果判断磨煤机堵煤风险。
28.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
29.本发明基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的系统，各磨煤机对应设置有入口一次风压传感器和出口一次风压传感器，和/或入口一次风量传感器，和/或煤粉出口温度传感器，可以采集磨煤机的入口一次风压和出口一次风压，和/或入口一次风量，和/或煤粉出口温度，通过对比两个磨煤机的这些参数，能能及时发现磨煤机堵煤风险的出现，按照评估的磨煤机堵煤严重程度采取不同处理措施，降低磨煤机堵煤风险，提高系统的工作过程中的平稳性、可靠性。
30.本发明基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，通过对比a磨煤机进、出口差压δpa与b磨煤机进、出口差压δpb，能根据进、出口差压的情况，判断磨煤机堵煤风险，及时采取措施，提高工作过程中的平稳性、可靠性。
31.本发明基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，通过对比a磨煤机煤粉出口温度ta与b磨煤机煤粉出口温度tb，能根据煤粉出口温度的情况，判断磨煤机堵煤风险，及时采取措施，提高工作过程中的平稳性、可靠性。
32.本发明基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，通过对比a磨煤机入口一次风量qa与b磨煤机入口一次风量qb，能根据入口一次风量的情况，判断磨煤机堵煤风险，及时采取措施，提高工作过程中的平稳性、可靠性。
33.本发明基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法，通过对比a磨煤机进、出口差压δpa与b磨煤机进、出口差压δpb，对比a磨煤机煤粉出口温度ta与b磨煤机煤粉出口温度tb，对比a磨煤机入口一次风量qa与b磨煤机入口一次风量qb，根据三者的对比结果，综合判断磨煤机堵煤风险，能提高判断结果的准确性，避免误判，根据判断结果采取措施，提高工作过程中的平稳性、可靠性。
34.进一步的，本发明为了提高判断结果的准确性，将多个磨煤机分成多个不同的组合，通过组合之间的对比，综合判断磨煤机堵煤风险，能进一步提高判断结果的准确性。
附图说明
35.图1为一种基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的系统图；
36.图2为一种基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的方法逻辑控制图。
具体实施方式
37.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行描述，这些描述只是进一步解释本发明的特征和优点，并非用于限制本发明的权利要求。
38.如图1，本发明基于磨煤机基本运行参数判断磨煤机故障的系统，包括原煤仓1、给煤机电动调节阀2、给煤机3、磨煤机变频控制器4、辅助蒸汽管5、石子煤斗6、磨煤机7、密封风管8、入口一次风压传感器9、入口一次风量传感器10、冷一次风管11、热一次风管12、磨煤机sis计算模块13、煤粉分离器14、出口一次风压传感器15、煤粉出口温度传感器16、煤粉输送管17、燃烧器18、锅炉19。
39.原煤仓1经给煤机电动调节阀2与给煤机3入口连接，给煤机3出口与磨煤机7原煤入口连接，磨煤机7煤粉出口与经煤粉分离器14、煤粉输送管、燃烧器18与锅炉19连接。冷一次风管11、热一次风管12汇合后与磨煤机一次风口入口连接，密封风管8、辅助蒸汽管5、石子煤斗6均与给煤机7连接。磨煤机变频控制器4与磨煤机7电连接。
40.入口一次风压传感器9和入口一次风量传感器10分别用于采集磨煤机一次风口入口处的入口一次风压和入口一次风量，出口一次风压传感器15用于采集磨煤机7煤粉出口的出口一次风压，煤粉出口温度传感器16用于采集磨煤机7煤粉出口的温度。
41.如图2，磨煤机至少包括两台同型号同出力情况的磨煤机，假设包括a磨煤机和b磨煤机，以a磨煤机为研究对象，b磨煤机为同型号同出力情况下正常工作状态磨煤机(对照组)。a、b磨煤机工作流程为原煤仓(1)中的原煤经给煤机电动调节阀2后到达给煤机3，随后
通过输煤皮带将原煤输送至磨煤机7研磨，研磨过程中通入一定比例的热一次风、冷一次风、密封风，磨煤机将煤粉研磨至满足锅炉运行规程要求的煤粉细度后经煤粉分离器14、煤粉输送管17输送至锅炉燃烧器18燃烧。
42.入口一次风压传感器9和入口一次风量传感器10分别采集磨煤机一次风口入口处的入口一次风压和入口一次风量，出口一次风压传感器15采集磨煤机7煤粉出口的出口一次风压，煤粉出口温度传感器16采集磨煤机7煤粉出口温度，传送给磨煤机sis计算模块13实时计算比较，判断磨煤机7内部堵煤程度。
43.设a磨煤机的入口一次风压p
a1
，出口一次风压p
a2
，磨煤机sis计算模块13根据入口一次风压p
a1
、出口一次风压p
a2
计算a磨煤机进、出口差压δpa＝p
a2-p
a1
，同时按上述方法计算出同型号同等出力工况下b磨煤机(正常运行时)进、出口差压δpb＝p
b2-p
b1
(p
b1
为b磨煤机的入口一次风压，p
b2
为b磨煤机的出口一次风压，δpb为b磨煤机正常运行差压)，磨煤机sis计算模块13实时比较a、b磨煤机的差压变化。由伯努利方程及磨煤机运行经验可知，同型号同等出力情况下，若磨煤机进、出口差压增大越多时，其堵煤可能性越大。
44.即δpa》δpb时，磨煤机sis计算模块13判断a磨煤机可能存在第一种堵煤风险，按如下规则对a磨煤机堵煤风险进行赋分：
45.(1)δpb＜δpa≤1.1δpb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋1分；
46.(2)1.1δpb＜δpa≤1.2δpb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋2分；
47.(3)1.2δpb＜δpa≤1.3δpb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋3分；
48.(4)1.3δpb＜δpa，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋4分；
49.(5)δpa≤δpb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋0分；
50.煤粉分离器14出口处的煤粉出口温度传感器16采集煤粉出口温度ta，同时采集同型号同负荷下b磨煤机(正常运行时)煤粉出口温度tb，磨煤机sis计算模块13实时比较ta、tb。由伯努利方程及磨煤机运行经验可知，同型号同等出力情况下，若磨煤机煤粉出口温度减小越多，其磨煤机堵煤可能性越大。
51.即ta《tb时，磨煤机sis计算模块13判断a磨煤机可能存在第二种堵煤风险，按如下规则对a磨煤机堵煤风险进行赋分：
52.(1)0.9tb≤ta＜tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋1分；
53.(2)0.8tb≤ta＜0.9tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋2分；
54.(3)ta＜0.8tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋3分；
55.(4)ta≥tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋0分；
56.入口一次风量传感器10采集磨煤机一次风口入口处的入口一次风量，设a磨煤机入口一次风量为qa，同时采集得到同型号同负荷下b磨煤机(正常运行时)的入口一次风量为qb，磨煤机sis计算模块13实时比较qa、qb。由伯努利方程及磨煤机运行经验可知，同型号同等出力情况下，若磨煤机进口风量减小越多，其磨煤机堵煤可能性越大。
57.即qa《qb时，磨煤机sis计算模块判断a磨煤机可能存在第三种堵煤风险，按如下规则对a磨煤机堵煤风险进行赋分：
58.(1)0.9qb≤qa＜qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋1分；
59.(2)0.8qb≤qa＜0.9qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋2分；
60.(3)qa＜0.8qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋3分；
3分；按如下规则对a磨煤机堵煤风险进行赋分：
79.(1)0.9tb≤ta＜tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋1分；
80.(2)0.8tb≤ta＜0.9tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋2分；
81.(3)ta＜0.8tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋3分；
82.(4)ta≥tb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋0分；
83.入口一次风量传感器10采集入口一次风量qa，同时采集同型号同负荷下b磨煤机(正常运行时)入口一次风量qb，磨煤机sis计算模块13实时比较qa、qb。由伯努利方程及磨煤机运行经验可知，同型号同等出力情况下，若磨煤机进口风量减小越多，其磨煤机堵煤可能性越大。
84.即qa《qb时，磨煤机sis计算模块判断磨煤机可能存在第三种堵煤风险，风险赋分0-3分；按如下规则对a磨煤机堵煤风险进行赋分：
85.(1)0.9qb≤qa＜qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋1分；
86.(2)0.8qb≤qa＜0.9qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋2分；
87.(3)qa＜0.8qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋3分；
88.(4)qa≥qb，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
赋0分；
89.磨煤机sis计算模块13将本组合内全部磨煤机可能存在的堵煤风险分值相加，得到如下磨煤机堵煤风险等级，并采取不同的措施处理。
90.(1)如表1所示，若a磨煤机堵煤风险得分在0-3分时，sis系统判定a磨煤机为一级堵煤风险，可采取减小给煤机给煤量、增大热一次风量、加强巡检等措施处理；
91.表1 a磨煤机一级堵煤风险得分表
92.磨煤机三种堵煤风险分值组合方式总得分风险等级3+0+03一级堵煤风险2+1+03一级堵煤风险2+0+13一级堵煤风险1+2+03一级堵煤风险1+0+23一级堵煤风险0+2+13一级堵煤风险0+1+23一级堵煤风险2+0+02一级堵煤风险1+1+02一级堵煤风险1+0+12一级堵煤风险0+1+12一级堵煤风险1+0+01一级堵煤风险0+1+01一级堵煤风险0+0+11一级堵煤风险0+0+00一级堵煤风险
93.(2)如表2所示，若a磨煤机堵煤风险得分在4-6分时，sis系统判定a磨煤机为二级堵煤风险，可采取减小给煤量、调整系统通风量、减小冷一次风量、增大热一次风量等措施处理；
94.表2磨煤机二级堵煤风险得分表
95.磨煤机三种堵煤风险分值组合方式总得分风险等级4+2+06二级堵煤风险4+0+26二级堵煤风险3+3+06二级堵煤风险3+0+36二级堵煤风险2+3+16二级堵煤风险2+3+36二级堵煤风险1+3+26二级堵煤风险1+2+36二级堵煤风险4+1+05二级堵煤风险4+0+15二级堵煤风险3+2+05二级堵煤风险3+0+25二级堵煤风险2+2+15二级堵煤风险2+1+25二级堵煤风险2+3+05二级堵煤风险2+0+35二级堵煤风险1+2+25二级堵煤风险1+3+15二级堵煤风险1+1+35二级堵煤风险0+2+35二级堵煤风险0+3+25二级堵煤风险4+0+04二级堵煤风险3+1+04二级堵煤风险3+0+14二级堵煤风险2+2+04二级堵煤风险2+0+24二级堵煤风险1+3+04二级堵煤风险1+0+34二级堵煤风险0+2+24二级堵煤风险
96.(3)如表3所示，若a磨煤机堵煤风险得分在7-8分时，sis系统判定a磨煤机为三级堵煤风险，可采取停止运行给煤机、调整系统通风量、减小冷一次风量、增大热一次风量等措施处理；
97.表3磨煤机三级堵煤风险得分表
98.磨煤机三种堵煤风险分值组合方式总得分风险等级4+3+38三级堵煤风险4+3+28三级堵煤风险4+2+38三级堵煤风险
3+3+38三级堵煤风险3+2+38三级堵煤风险2+3+38三级堵煤风险4+3+07三级堵煤风险4+0+37三级堵煤风险3+3+17三级堵煤风险3+3+37三级堵煤风险2+3+27三级堵煤风险2+2+37三级堵煤风险1+3+37三级堵煤风险
99.(4)如表4所示，若a磨煤机堵煤风险得分在9-10分时，sis系统判定a磨煤机为四级堵煤风险，此时将立即将停止运行a磨煤机制粉系统，打开人孔门紧急检修。
100.表4磨煤机四级堵煤风险得分表
101.磨煤机三种堵煤风险分值组合方式总得分风险等级4+3+310四级堵煤风险4+3+29四级堵煤风险4+2+39四级堵煤风险3+3+39四级堵煤风险
102.优选的，为避免单系统测量可能造成的数据误判，采取以下方式提升本发明计算有效性：
103.(1)若a、b组合分值明显异常时，可将a磨煤机与将c、d组合、e、f组合中任一磨煤机组合进行数据复核，降低系统误判概率。
104.(2)将c、d组合、e、f组合计算出的磨煤机堵煤风险分值与a、b组合磨煤机堵煤风险分值进行实时对比，当a、b组合堵煤风险分大于三分，而c、d组合、e、f组合均小于等于三分时，磨煤机sis计算模块执行磨煤机堵煤风险判断，确定相应风险等级后采取对应措施处理。