1. 背景
华润首阳山电厂600MW机组2号机组双进双出磨煤机C磨,于2009年初开始进行小钢球改造试验,由于进行小钢球改造后,差压料位测量系统完全无法对料位实施测量,无法投入给煤机-料位自动调节。
2010年1月20日开始,安装本料位遥测系统,并于1月20日开始接入DCS中,实现依据本系统所测料位信号对给煤机进行闭环自动控制。
2.遥测料位的接入及DCS控制逻辑
本料位遥测系统在磨煤机旁就地输出驱动侧和非驱动侧的料位,利用磨煤机原配的电耳系统的电缆(该原装的进口电耳料位系统已经废弃不用),将磨机料位信号从0米现场接入电子间DCS的I/O模块。
现场料位信号接入DCS系统的差压信号通道,取代DCS组态中的差压信号(原差压料位信号基本无法使用)。在本调试阶段,基本采用DCS系统中原有的差压控制给煤量的逻辑,实现遥测法所测量料位对给煤机的自动控制。
3. 测试曲线及分析
下面一组曲线是截取从1月22日早晨6点开始的曲线并进行分析。
曲线图例说明:
图中曲线1和曲线2为本遥测系统测量料位的驱动端和非驱动端的料位信号,直接替代了原来的差压信号通道,由于项目处于调试阶段,没有在DCS里对信号名称进行相应修改,在下列个图中的差压料位曲线实际上就是本系统所测遥测料位曲线(详细情况可以咨询华润首阳山电厂发电部杨工、技术部马工、李工)。
由于控制逻辑基本上直接采用原来的差压料位逻辑,故仍然采用两侧中的高料位值对双侧给煤机进行控制的逻辑。
图中曲线4和曲线5为两侧给煤机皮带秤的实测给煤量数值,该系统的给煤量皮带秤测量精度较高。
曲线6和曲线7分别为一次风压和机组实际负荷。磨内的料位值的波动实际上由进出磨机筒体的煤量差决定的,进入磨机筒体的煤量曲线3和曲线4可以反应出来,而出磨煤粉量无法直接测量。出磨煤粉量受机组的实际负荷以及一次风压影响很大,实际上,风压和磨内风速的变化对磨内料位的影响往往快于和强于给煤量的影响。所以分析料位信号的品质需要结合磨内风压和机组负荷进行综合分析。
要想精确了解料位测量系统对磨内真实料位的测量精度,需要在磨内通风保持不变的情况下,进行给煤量的增减扰动测试,以及在给煤量不变的情况下,进行风力增减的扰动测试,才能准确评价料位测量系统的精确程度,但在生产实际中,这些条件很难达到,因此,在进行测试评价时需要对料位、给煤和风压进行综合分析。
下面就具体的曲线图进行相应分析:
6:10分左右(放大可以看清时间),两侧给煤机同时断煤,两侧检测到的料位信号下降。1分钟左右给煤迅速回复,料位下降趋势得到缓解。随后断煤2次,料位继续下降。料位在给煤回复后缓慢上升。6:30到7点之间的几个接近正弦波的振荡过程中,料位和给煤曲线刚好反相,说明料位测量非常准确,如果料位测量不准,不可能形成这样一个振荡曲线。振荡曲线产生可以通过调整料位控制逻辑得以解决。
7:00~7:30由于负荷波动比较厉害,导致料位料位和给煤量的伴随波动,可见,本料位系统可适应负荷剧烈波动导致磨内料位剧烈的情况。7:30以后,在负荷平稳后,料位测量及给煤自动控制逐渐平稳。
机组从8:00~9:00期间,负荷逐渐提高,料位测量系统始终能正确检测到料位变化,并自动控制在设定料位范围内。
9:00~10:00期间,料位曲线和给煤曲线非常稳定平滑。
在11:00和11:40左右,分别有一个断煤和大的扰动,料位系统及时测量出料位变化,系统在很短但是时间内将料位和给煤自动调节平稳。随后时间里,料位和给煤都自动控制在平稳的状态。
1月23日停磨前的料位测量和料位自动控制运行曲线,在10:40左右,有个大的扰动,料位测量系统能够及时反应,并通过自动控制快速将料位控制平稳。
11:10左右停磨曲线,停磨曲线是判断料位测量系统线性和测量品质的重要依据,从该停磨曲线可以看出,本料位测量系统在高料位和低料位期间线性都非常好,而且即使在停磨期间分两次减煤的细微操作,在料位曲线上都可以反应出来。
4. 小结
由于本料位测量系统是直接测量磨内煤量与钢球量比例变化导致的振动特性的变化,进而分析出料位的变化,因此,不受外界噪音的干扰,更不受磨内风压的影响,能够及时灵敏的反应磨内料位的变化,无论对于运行人员直接了解磨内料位波动还是实现给煤控制都将带来巨大的帮助。
由于首阳山项目在基本采用差压-料位控制逻辑,经过一些参数调节后,实现了较好的自动控制。采用本遥测系统精确的料位测量信号后,还可以通过优化控制参数和控制逻辑,进一步实现更精确料位-给煤自动控制,优化空间巨大。如果进一步采用本公司的料位闭环控制系统,不但可以实现更加精细的自动控制,还可以通过设