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(一)
(二)
(三)
制粉系统概述 1
中储式球磨机制粉系统构造及制粉流程 1
制粉系统掌握流程图 2
二、 掌握策略 2
(一)
(二)
给煤机的掌握 3
风门的掌握 4
三、 系统信号检测 5
(一)
(二)
(三)
(四)
(五)
温度检测 5
制粉系统风压的测量 6
球磨机电机电流的测量 6
球磨机内存煤量的测量 7
检测点分布 7
四、 掌握系统选择 8
五、 制粉系统主要设备 9
六、 设计总结 10
参考文献 11
附录 12
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一、 中储式制粉掌握工艺
(一) 制粉系统概述
制粉系统的任务是将原煤进展磨碎、枯燥，成为具有肯定细度和水份的煤样，并将锅炉燃烧所需要的煤粉送入炉膛进展燃烧。煤粉制备系统可分为直吹式和中间仓储式系统。直吹式制粉系统是指煤经过磨煤机磨成煤粉之后，直接吹入炉膛燃烧；而中间仓储式制粉系统是将煤磨制成煤粉先储存在煤粉仓中，由给粉机将煤粉仓中的煤粉送入炉膛。
(二) 中储式球磨机制粉系统构造及制粉流程
中储式制粉系统包括:给煤机、磨煤机、粗粉分别器、细粉分别器、排粉机、磨煤机入口热风门、磨煤机入口冷风门、排粉机入口风门等设
备。
给煤机把经过预处理煤从煤仓中给到磨煤机中；磨煤机一般承受钢
球磨煤机，钢球磨煤机靠磨煤机内的钢球与煤的撞击、挤压、研磨将煤块磨成煤粉；粗粉分别器把不符合粒度要求的颗粒再返回到磨煤机内再处理；细分别器是把煤粉与气体分开，输出合格煤粉；合格煤粉进入粉仓以备后用。整个过程一般承受排粉机作为动力源，磨煤机为主要掌握调整对象，所以中储式制粉系统一般承受负压运行方式，对磨煤机进展掌握调整。通风量太小，携带出的粉量很小，磨煤机出力小；通风量太大，粗粉分别器的回粉量增大，造成系统内循环量大，增大磨损，加大电耗。
(三) 制粉系统掌握流程图
可供
其它
煤粉
锅炉
制粉
初次煤粉分别器
二次煤粉分别器
燃烧的粉
系统的粉
H
原煤
细煤
煤粉斗
细煤
LC
LT
给煤机
输煤皮带
煤粉
大型球磨机
TG
热风
掌握阀门
送风机
掌握阀门
ASR
送至
锅炉喷枪
TC
TT
细煤
TT
去其它支路
图 制粉系统掌握流程图
二、 掌握策略
在掌握中，由于料位变化很活泼，所以通过实时的 PI 掌握算法对料位进展掌握，掌握效果和速度都能满足掌握系统对下层掌握的需要。对通风量和通风温度的掌握，需要调整各路风的风压，由于风压对锅炉燃烧的影响很大，所以不能频繁、大幅度调整，因此承受采样 PI 掌握算法进展掌握；通风温度对调整的响应很慢，一般滞后比较大，因此温度回路是一个大惯性环节，采样掌握用于大惯性过程的掌握很好，而且掌握算法简洁，简洁实现。
PID 掌握是最早进展起来的掌握策略之一，它在工业生产过程中的
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应用己有几十年的历史。PID 掌握的优点主要有:本质的鲁棒性、优化掌握特征和智能化。在现代的一些工业过程掌握中仍将 PID 掌握作为掌握的低层直接掌握执行设备。
采样 PI 掌握结合了 PI 掌握和采样掌握的优点。这种掌握算法对于有滞后的对象和要求掌握稳定的对象很适用。选择采样 PI 掌握的另外一个好处是针对制粉系统而言的，系统的稳定性对制粉系统的出力有较大的影响，其中主要就是差压信号，差压信号越稳定制粉效果就越好。
(一) 给煤机的掌握
要实现制粉系统的自动掌握，关键在于如何实现给煤量的自动调整。其传统方法是承受钢球磨煤机进出口差压信号来近似反映钢球磨煤机载煤量，由于该信号受到筒内通风量的影响，而且有延迟大的缺点，故不能正确、准时地反响实际负荷。而我们承受由磨煤机出口温度、磨煤机进出口差压两冲量构成的闭环掌握回路，以出口温度为掌握对象，通过进出口差压的变化来快速修正给煤指令输出来实现自动掌握。同时出口温度也受到热风门、再循环风门开度变化的影响，但在风门开度不变的状况下，出口温度的变化就能较有效地反映磨煤机的载煤量。
另外，配烧的各煤种的可磨性、含水量差异等因素都有可能导致系统消灭不稳定的状况，这是本掌握系统的主要缺陷。
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磨煤机出口温度
TT
△
K ∫
磨煤机进出口差压
PT
LAG
△
K ∫
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∑
I I A I A T M/A 站
给煤机输出指令
图 给煤机掌握原理图
LAG-有滤波功能的延时器；M/A 手、自动切换功能。
当自动调整系统消灭明显大幅振荡时，说明该制粉系统当前设定参数已经与当前煤种特性不匹配了，这种状况下就要求运行人员退出自动模式，承受手动方式调整制粉系统至稳定状态或相对最正确状态运行，再依据当前运行参数进展投自动运行，然后通过小幅修改设定值来进展人工寻优。
(二) 风门的掌握
在中间储仓式制粉系统的实际掌握中，一般应首先保证入口负压， 然后是出口温度，最终才是磨煤机负荷。磨煤机入口负压的掌握方法通常是承受乏气再循环方法，而乏气量的变化对煤粉温度有较大影响，所以磨煤机出 rl 煤粉温度的掌握与磨煤机入口负压的掌握必需联系在一起。
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磨煤机出口温度
磨煤机入口压
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TT
H/
PT
△
K ∫
I I
A
磨煤机出
口温度高时产生 PLW
-K
LAG
△
K ∫
∑
I
A
T
K
热风挡板
M/A 站
∑
I
A
T
I
A
I
T
PLW
f〔 x〕
再循环挡
板M/A 站
0%
Y
f〔 x〕
再循环
挡板
热风挡
板
图 热风挡板的开度、再循环挡板开度掌握原理
PLW-切换功能开关量标志； -函数发生器
其掌握原理是通过转变进入磨煤机的热风风量，掌握磨煤机出口温度，通过掌握再循环挡板开度可以掌握再循环的风量，从而掌握磨煤机的入口负压。这两个掌握任务之间是相互影响的，另外，原有的磨煤机出口温度超过 80℃全开冷风门的挨次掌握规律与此功能无直接关系。热风挡板的开度、再循环挡板开度掌握原理见图 。
三、 系统信号检测
(一) 温度检测
制粉系统有关温度的信号有球磨机入口温度、球磨机出口温度、粉
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仓温度、球磨机的前后轴瓦温度，它们与制粉系统的正常运行悉悉相关。球磨机入口温度反映了锅炉负荷的多少、入口热风的风量大小；球磨机的出口温度反映了球磨机出口煤粉的温度、球磨机内制粉通风的温度； 粉仓温度反映了粉仓内煤粉的温度，假设温度过高则会在粉仓内发生煤粉自燃，甚至发生爆炸。
在以上与制粉系统相关的温度信号中，温度均在 0--400℃范围内。因此选用pt100 热电阻和与之配套的SBW0701P 温度变送器来测量制粉系统的温度信号。
(二) 制粉系统风压的测量
制粉系统有关风压的信号有:球磨机入口负压、球磨机出口负压、球磨机出入口差压、粗粉分别器出口负压、细粉分别器出口负压、一次风压等压力信号。这些风压反映了制粉系统不同部位的实际运行状况。
对风压的测量洲门选用西安仪表厂生产的 1151 型电容式风压变送器，24V 供电，二线制传输，4-20mA 输出，测量范围为 0-，测量精度 级，是一种本质安全型防爆仪表。
(三) 球磨机电机电流的测量
球磨机的电机电流值有以下的作用：推断球磨机的起停；空载时推断钢球的装载量是否适宜；可以关心推断球磨机内存煤量和存煤量的变化。
驱动球磨机的电动机为三相沟通异步电机，其额定电流随球磨机型号的不同而不同，经过电流互感器后一般为 0-5A 的电流。
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选用的电流变送器是香港产的 S3-AD-1-55A4B 型电流变送器。变送器是有源变送器，输入电源 220V AC；输入 0-5A AC, 50Hz:输出 4-20mA DC。
(四) 球磨机内存煤量的测量
球磨机内的存煤量无法直接测量，只能通过其它的过程来间接反映。以往通常把球磨机的出入口差压作为反映球磨机内存煤量的依据，由于球磨机内的存煤量变大时，出入口差压就会变大；当球磨机内内的存煤量变小时，出入口差压就会变小。但是这种方法有一个很大的缺点就是， 出入口差压不仅受球磨机内存煤量多少的影响，而且受球磨机内通风量及风压的影响较大。球磨机在运行的过程中，为了维持制粉系统的风压和球磨机的出口温度，需要常常调整各个风门的开度，因此，出入口差压的值并不能很好的反映球磨机内存煤量的多少。
现在各种球磨机内部的载料量是通过测量球磨机的噪音来获得的。火电厂球磨机内填充有钢球，当球磨机内的存煤量很少时，钢球撞击钢球、钢球撞击衬板的时机较大，球磨机的噪音就相对较大；增大给煤量， 球磨机内的存煤量变大，这样在钢球与钢球之间和钢球与衬板之间就不断的参加介质煤，钢球撞击钢球、钢球撞击衬板的时机就会渐渐地变少， 球磨机的噪音就会随之不断的变小。噪音传感器可以放置在球磨机的筒体傍，安装维护都很便利。变送器对传感器采集的信号进展滤波、求确定值、积分、反向等处理，输出 4-20mA 的标准信号〔料位信号〕。唯一缺乏的是需要依据现场状况定期的对传感器进展灰尘清理。
(五) 检测点分布
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H
二次煤粉分别器
出口负压
初次煤粉分别器
出口负压
给煤机掌握信号
煤粉
原煤
初次煤粉分别器
二次煤粉分别器
可供
锅炉燃烧的粉
其它
制粉系统的粉
煤粉高度
煤粉斗
细煤
给煤机
输煤皮带
出口温度
出口负压
细煤
煤粉
风门掌握信号
入口负压
热风
送至
锅炉
喷枪
掌握阀门
送风机
大型球磨机
入口温度
细煤
电机电流
图 检测点分布图
四、 掌握系统选择
为了满足掌握系统的要求我们使用华的 TiSNet-XDC800 集散掌握系统，TiSNet-XDC800 华数码掌握系统，是完善的表达第四代 DCS 特征的分散掌握系统。承受华 80 系列 I/O 模件，以 32 位 CPU 组成的华掌握器 XCU 为核心，配置华集团公司开发的 OnXDC 可视化图形组态软件，构成各种规模过程掌握系统的技术平台。可以依据不同工业现场环境要求敏捷配置华掌握器、80 系列 I/O 模件、通讯网络、以太网交换机、人机接口 HMI 站，构成环型网络构造或星型网络构造的 DCS 系统。TiSNet-XDC800 系统总体构造表达了分组、分层、分块的平台建设思想， 将平台分为构件化的技术支持平台与面对对象的应用平台、分布式实时
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数据库在网络上共享，不需要配置效劳器，不会产生效劳器配制方式的DCS 系统所存在的通讯过程中的瓶颈问题。 TiSNet-XDC800 不但是一个以掌握功能为主的掌握系统，而且也是一个具有信息治理功能的综合平台。
TiSNet-XDC800 系统将以太网通讯网络、现场总线通讯网络集成， 融合为过程掌握系统的信息网络。 TiSNet-XDC800 能适应用户的真正掌握需求，包含了过程掌握、规律掌握和批处理掌握，实现了综合掌握。TiSNet-XDC800 可以集成中小型 PLC 作为底层掌握单元或现场远程 I/O， 还能实现 FCS 功能，使系统进一步分散。TiSNet-XDC800 敏捷的可视化图形组态功能和功能模块的自定义功能，能为不同的特定的应用构成一个独特的专业化解决方案。
五、 制粉系统主要设备
埋刮板给煤机： 型号 RMSD80、电动机型号 Y132M—4、调速电机型号 YCT200—4B、调速范 1250～125r／min、减速机型号 ZSY224—1
磨煤机：型号 MTZ3570、装球量 69t、筒体有效容积
送风机： 型号 M5 — 2911NO20D、 介质温度 70 ℃ 、 、电机型号 YKK4503—4
粗粉分别器：直径 4700mm、高度 10700mm、进口设计流速 18~20m/s、进出口管径 1620mm
细粉分别器：型式 HL—XG、直径 3250mm、高度 18754mm
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