球磨机出现异常工况的控制策略

导读:球磨机的运行情况和控制方案球磨机的运行情况和控制方案某电厂#1炉为哈尔滨锅炉有限公司生产的超高压自然循环、中间再热，固态排渣煤粉炉，型号为HG-420/型单汽包，配两套钢球磨中间储仓式制粉系统。

球磨机出现异常工况的控制策略 之前我们在站里给大家研究了球磨机系统正常工况下的控制策略，但是对一个完整的控制系统来说，还需要考虑异常工况下的调节方法。

下面主要针对球磨机运行中常见的空磨和堵煤两种异常工况的控制策略进行研究。

1、空磨控制策略 当筒体振动有效值、进出口压差和运行电流小于某个阀值，并维持一段时间，可判断球磨机处于空磨工况。

此时仅仅依靠冷、热风门开度是无法同时将入口负压和出口温度都调节到平稳状态，应跳出正常控制，按照一定的速率增大给煤机转速，由于此时入口负压过高，应开大热风门；出口温度过高，应关小热风门，这将产生矛盾，但考虑到入口负压短时间内处于较大值不会对系统造成较大危害，并且入口负压可以在短时间内快速反应，而超温对于球磨机系统来说却是非常危险的，出口温度必须保证低于85℃，所以暂时放弃对入口负压的限制，以保证出口温度不超过上限值，因此这时将强关热风门、开冷风门，增加给煤量。

2、堵磨控制策略 当进出口压差大于某个阀值、筒体振动有效值随给煤量变化斜率小于某个阀值时，并维持一定的时间，可以判断球磨机处于堵磨工况，此时应逐渐减小给煤量，同时应关小风门。

采用如下调节方法：从正常工况的控制回路中跳出，按一定的速度降低给煤机转速，同时开大风门，增大系统的通风量，还应考虑入口负压不可过低，由于此时存煤量比较多，出口温度比较低，而出口温度短时间处于较低水平，干燥出力会比较低，但不会对系统造成比较大的危害，因此暂时可以放弃对出口温度的控制，主要保证入口负压不出现正压的情况。

当球磨机负荷进入正常范围内时，则转到正常控制策略。

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球磨机的运行情况和控制方案

球磨机的运行情况和控制方案 某电厂#1炉为哈尔滨锅炉有限公司生产的超高压自然循环、中间再热，固态排渣煤粉炉，型号为HG-420/https://www.flowerba.com/型单汽包，配两套钢球磨中间储仓式制粉系统。

钢球磨煤机为MG350/600型。

中储式球磨机制粉系统流程图如下图： 电厂目前使用的球磨机控制系统是以单回路PID控制为基础，通过调节热风门，维持入口负压；通过调节冷风门，维持出口温度；以进出口压差表征料位来调节给煤量。

球磨机系统投自动的情况并不理想，目前主要是以人工调节为主，自动控制系统基本处于闲置状态。

根据现场调研和理论分析，球磨机控制系统长期未能投入自动运行的主要原因有以下几点： 1、由于制粉系统采用负压系统，冷风主要是来自大气，以调节出口温度。

由于冷风量的不足，以及冷风温度与球磨机出口温度温差范围的限制，造成了冷风量变化对出口温度调节能力有限； 2、现有的控制方案没有考虑入口负压和出口温度两回路之间的相互耦合，两回路之间缺乏有效的解耦控制环节，造成2个单回路控制系统之间的交叉影响； 3、以进出口压差信号表征料位存在很多问题，会造成安全隐患，因此，一般情况下操作人员不敢投入自动。

在手动调节下，为了避免堵煤的发生，给煤量一般都处于保守值，这样就造成了不能根据球磨机实际运行情况，及时调整给煤量，使出力达到最佳，使得球磨机系统长期运行在非优化区，难以工作在优化状态，制粉电耗较高。

通过现场试验和分析可知，在球磨机运行过程中，出口温度与入口负压动态特性差异大，入口负压动态响应快、惯性小；出口温度惯性大、变化慢；同时入口负压变化范围大，正常运行时调节范围很宽，调节余量比较大，而出口温度需要严格控制在某个范围之内，变化范围比较小，而且球磨机的动态特性分析我们知道，热风量对于出口温度和入口负压的影响都比冷风量要大，因此，结合瞬态响应模型和耦合回路配对分析的结论，将原有控制策略进行修正。

在正常运行时，以冷风量为主调节入口负压、以热风量为主调节出口温度，以加快响应速度，提高控制品质。

针对现有球磨机控制系统存在的缺点，提出以下改进策略和方法： 1、调整现有的系统控制策略，确定以热风门为主调节出口温度、冷风门为主调节入口负压； 2、在原有单回路控制系统基础上设计解耦环节，以消除球磨机入口负压和出口温度之间的相互作用，实现对耦合回路的解耦控制； 3、在融合料位信息的基础上，研究球磨机负荷的优化控制策略和实现方法。

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球磨机系统控制的总体思路

球磨机系统控制的总体思路 球磨机系统是一个具有多变量、强调耦合和时变特性的被控对象，而以往的控制系统是三套独立的常规PID调节系统，很难综合考虑系统的具体特点，无法消除回路之间的相互干扰及克服对象的大时滞和时变性。

另外，由于球磨机进出口压差的影响因素很多，难于精确反映球磨机内的料位，因而使得球磨机负荷的控制非常困难，难以投入自动。

在手动调节下，为了保证安全运行，避免出现堵煤、超温等异常工况的发生，操作人员常常将球磨机调整在远离最佳工作点的位置上，从而造成了大量的电能浪费。

由于球磨机系统的输入和输出变量较多，且控制变量之间的耦合很严重，如果把整个系统作为一个整体进行多变量控制系统的设计，则整个设计过程和控制算法会十分复杂。

因此，针对球磨机系统的特点，可以将其划分为几个相对独立的子系统。

首先，通过实现对筒内料位的检测，进而使得料位信息能单值地反映负荷的变化，这样负荷控制就能独立出来设计成一个单独的控制回路，针对这一问题，我们研究基于料位信息的球磨机负荷控制问题。

其次，热风量和冷风量对球磨机入口负压和出口温度有显著的影响。

因此，可以把这一过程视为一个两输入、两输出的多变量对象，输入量分别为热风门开度和冷风门开度，输出量分别为入口负压和出口温度。

针对这一多变量耦合对象，我们将重点研究球磨机解耦控制。

根据球磨机系统的运行特性和控制要求，首先要保证系统的安全运行，其次是优化运行。

因此系统控制的基本思路是：控制系统首先根据相关运行参数判断出系统的运行工况，若判断出系统运行工况正常，则采用正常工况控制策略；若判断出球磨机处于空磨，则切换到相应的空磨控制策略；若判断出系统即将出现堵煤状态，则切换到相应的堵煤控制策略。

在正常运行中，通过我们所提出的优化控制策略，使得整个系统运行在优化工况附近，从而提高系统运行的经济性。

以上我们给大家介绍了一下球磨机电控系统的研究方法，希望对大家有帮助，我们是一家专业生产球磨机、破碎机、砂石料生产线的厂家，如有需要的用户可随时与我们取得联系。

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