1. 背景
華潤首陽山電廠600MW機組2號機組雙進雙出磨煤機C磨,于2009年初開始進行小鋼球改造試驗,由于進行小鋼球改造后,差壓料位測量系統完全無法對料位實施測量,無法投入給煤機-料位自動調節。
2010年1月20日開始,安裝本料位遙測系統,并于1月20日開始接入DCS中,實現依據本系統所測料位信號對給煤機進行閉環自動控制。
2.遙測料位的接入及DCS控制邏輯
本料位遙測系統在磨煤機旁就地輸出驅動側和非驅動側的料位,利用磨煤機原配的電耳系統的電纜(該原裝的進口電耳料位系統已經廢棄不用),將磨機料位信號從0米現場接入電子間DCS的I/O模塊。
現場料位信號接入DCS系統的差壓信號通道,取代DCS組態中的差壓信號(原差壓料位信號基本無法使用)。在本調試階段,基本采用DCS系統中原有的差壓控制給煤量的邏輯,實現遙測法所測量料位對給煤機的自動控制。
3. 測試曲線及分析
下面一組曲線是截取從1月22日早晨6點開始的曲線并進行分析。
曲線圖例說明:
圖中曲線1和曲線2為本遙測系統測量料位的驅動端和非驅動端的料位信號,直接替代了原來的差壓信號通道,由于項目處于調試階段,沒有在DCS里對信號名稱進行相應修改,在下列個圖中的差壓料位曲線實際上就是本系統所測遙測料位曲線(詳細情況可以咨詢華潤首陽山電廠發電部楊工、技術部馬工、李工)。
由于控制邏輯基本上直接采用原來的差壓料位邏輯,故仍然采用兩側中的高料位值對雙側給煤機進行控制的邏輯。
圖中曲線4和曲線5為兩側給煤機皮帶秤的實測給煤量數值,該系統的給煤量皮帶秤測量精度較高。
曲線6和曲線7分別為一次風壓和機組實際負荷。磨內的料位值的波動實際上由進出磨機筒體的煤量差決定的,進入磨機筒體的煤量曲線3和曲線4可以反應出來,而出磨煤粉量無法直接測量。出磨煤粉量受機組的實際負荷以及一次風壓影響很大,實際上,風壓和磨內風速的變化對磨內料位的影響往往快于和強于給煤量的影響。所以分析料位信號的品質需要結合磨內風壓和機組負荷進行綜合分析。
要想精確了解料位測量系統對磨內真實料位的測量精度,需要在磨內通風保持不變的情況下,進行給煤量的增減擾動測試,以及在給煤量不變的情況下,進行風力增減的擾動測試,才能準確評價料位測量系統的精確程度,但在生產實際中,這些條件很難達到,因此,在進行測試評價時需要對料位、給煤和風壓進行綜合分析。
下面就具體的曲線圖進行相應分析:
6:10分左右(放大可以看清時間),兩側給煤機同時斷煤,兩側檢測到的料位信號下降。1分鐘左右給煤迅速回復,料位下降趨勢得到緩解。隨后斷煤2次,料位繼續下降。料位在給煤回復后緩慢上升。6:30到7點之間的幾個接近正弦波的振蕩過程中,料位和給煤曲線剛好反相,說明料位測量非常準確,如果料位測量不準,不可能形成這樣一個振蕩曲線。振蕩曲線產生可以通過調整料位控制邏輯得以解決。
7:00~7:30由于負荷波動比較厲害,導致料位料位和給煤量的伴隨波動,可見,本料位系統可適應負荷劇烈波動導致磨內料位劇烈的情況。7:30以后,在負荷平穩后,料位測量及給煤自動控制逐漸平穩。
機組從8:00~9:00期間,負荷逐漸提高,料位測量系統始終能正確檢測到料位變化,并自動控制在設定料位范圍內。
9:00~10:00期間,料位曲線和給煤曲線非常穩定平滑。
在11:00和11:40左右,分別有一個斷煤和大的擾動,料位系統及時測量出料位變化,系統在很短但是時間內將料位和給煤自動調節平穩。隨后時間里,料位和給煤都自動控制在平穩的狀態。
1月23日停磨前的料位測量和料位自動控制運行曲線,在10:40左右,有個大的擾動,料位測量系統能夠及時反應,并通過自動控制快速將料位控制平穩。
11:10左右停磨曲線,停磨曲線是判斷料位測量系統線性和測量品質的重要依據,從該停磨曲線可以看出,本料位測量系統在高料位和低料位期間線性都非常好,而且即使在停磨期間分兩次減煤的細微操作,在料位曲線上都可以反應出來。
4. 小結
由于本料位測量系統是直接測量磨內煤量與鋼球量比例變化導致的振動特性的變化,進而分析出料位的變化,因此,不受外界噪音的干擾,更不受磨內風壓的影響,能夠及時靈敏的反應磨內料位的變化,無論對于運行人員直接了解磨內料位波動還是實現給煤控制都將帶來巨大的幫助。
由于首陽山項目在基本采用差壓-料位控制邏輯,經過一些參數調節后,實現了較好的自動控制。采用本遙測系統精確的料位測量信號后,還可以通過優化控制參數和控制邏輯,進一步實現更精確料位-給煤自動控制,優化空間巨大。如果進一步采用本公司的料位閉環控制系統,不但可以實現更加精細的自動控制,還可以通過設