范廷举，殷 鹏,邵 毅，褚云山，毕德忠

(1.国能(绥中)发电有限公司，辽宁 葫芦岛 125222；2.西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710054；3.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

随着我国提出碳达峰、碳中和的目标，以及构建以新能源为主体的新型电力系统要求,太阳能、风能等新能源发电机组的装机容量逐年增加，火电机组需要承担更多调峰、调频的职能，频繁调峰运行增加了制粉系统启停操作，对机组重要运行参数影响较大。经过多年发展,火电机组的自动化程度有所提高，但一些工作环境差、设备状态变化大的控制系统还无法完成自动控制，随着智能化电厂概念的提出，发电企业对自动化、智能化的需求逐年提升,因此制粉系统一键启停控制研究具有较大的现实意义。本文结合运行人员操作习惯和各层制粉系统设备运行状态，设计适合机组的制粉系统一键启停控制策略[1-5]。

1 制粉系统顺序控制存在的问题

火电机组在建设调试阶段均会对制粉系统进行顺序控制设计，以减少运行人员在启停制粉系统时的操作量，提高机组自动化水平，但在长期实践中运行人员很少使用顺序控制启停制粉系统[6-9]。主要存在以下问题。

a.由于设备运行状态不同，各设备差异导致常规控制策略无法满足制粉系统的启停要求。

b.随着机组运行时间延长，设备状态发生变化，制粉系统启停控制性能降低。

c.常规制粉系统顺序控制大多为开关量控制，模拟量控制较少。

d.制粉系统控制在DCS中实现，运行人员无法进行必要设置。

e.制粉系统控制设计较简单，对控制对象容错性不强，造成程序运行很难顺利完成。

制粉系统在启动过程中需要完成对润滑油系统，给煤机上、下关断门，磨煤机出口关断门、冷热一次风关断门、密封风关断门、液压加载力等多个对象的控制。制粉系统启停过程中的模拟量控制较少，这是制粉系统一键启停的控制难点，如何安全快速完成制粉系统启停控制，需要对模拟量控制策略进行精细的设计和调试。

2 制粉系统一键启停控制策略

制粉系统中涉及一键启停控制的设备可分为开关量控制、模拟量开环控制、模拟量闭环控制3种控制状态。对于给煤机上、下关断门，磨煤机出口关断门、密封风关断门，给煤机、磨煤机等为开关量控制，对于液压加载力控制、冷一次风调节门、热一次风调节门等为模拟控制，在暖磨阶段可将液压加载力、冷一次风调节门、热一次风调节门设计为开环控制，根据待控制设备状态设定暖磨曲线，减少暖磨阶段参数波动，加快启磨进程。

a.制粉系统一键启动步序

制粉系统一键启动步序见表1。一键启动初期建立液压加载力系统油压提升磨辊，采用开环控制，提升磨辊曲线取自本层制粉系统长期运行经验值；液压系统压力建立后，开启给煤机上、下关断门，设定最小给煤量为10 t/h；开启冷一次风关断门，冷一次风调节门采用开环控制，按照运行曲线在1 min内冷一次风调节门以设定速率开到100%;开启热一次风关断门，热一次风调节设计独立暖磨自动回路，启动阶段热一次风设定值在启磨前由运行人员提前设定,暖磨冷、热一次风自动回路调整风量大于80 t/h，出口温度大于55 ℃且参数稳定后，启动磨煤机、给煤机，反作用力设置0%，作用力设置25%，稳定后作用力与反作用力投自动，冷一次风与热一次风调节投自动，设定出口温度为65 ℃，启磨过程结束。

表1 制粉系统一键启动步序

b.制粉系统一键停止步序

制粉系统一键停止步序见表2。一键停止初期开启磨煤机冷一次风关断门至全开状态，同时逐渐降低磨煤机一次风量；降低磨煤机给煤量至20 t/h，开启磨煤机消防蒸汽关断门，关闭给煤机上关断门，停运给煤机；给煤机停运后，依据液压系统停磨曲线提升磨辊，检查作用力指令为0%，反作用力指令高于40%，延时30 s，停运磨煤机；关闭热一次风关断门，关闭消防蒸汽关断门，磨煤机出口温度低于60 ℃时关闭磨煤机冷一次风调节门和冷一次风关断门；液压系统反作用力降至0%，当反作用力压力小于1.5 MPa时，停运液压油泵，磨煤机停运后30 min，关闭磨煤机密封风关断门，停磨结束。

表2 制粉系统一键停止步序

3 制粉系统一键启停调试

在运行和调试过程中，根据不同层制粉系统差异设置不同的启、停参数。如布煤时间，冷、热一次风门开环控制阀门动作速率，冷、热一次风门闭环调节设定值变化速率，液压系统正/反作用阀门开环阀位控制值，最小给煤量等参数。需要根据机组运行情况和设备状态相关的参数将设置权限向运行人员开放，避免制粉系统在长期运行过程中由于设备状态变化造成启停控制无法满足运行条件。制粉系统启停调试曲线如图1、图2所示。

图1 制粉系统一键启动曲线

图2 制粉系统一键停止曲线

4 结语

制粉系统一键启停控制成功应用的关键在于开关量控制与模拟量控制的协调配合，以及控制策略设计对设备运行状态变化的适应性。本文结合超临界机组长期运行经验和历史数据，设计了制粉系统一键启停控制,经过调试能够达到制粉系统启停的自动控制要求，降低了运行人员的操作量，减少了制粉系统频繁启停对机组重要参数的扰动，保证机组安全、稳定运行。