CN104374675B - 一种磨煤机煤粉细度在线监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，根据事先建立的模型，运行中通过DCS***采集磨煤机动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流及煤哈氏可磨指数等参数对当前煤粉细度进行估测，为制粉***运行提供参考，用于煤粉炉制粉***中，可监测出口煤粉细度，相比没有监测细度的***，经济性更好；只利用现有运行数据中DCS数据及燃煤日志等相关记录，无需专门的采样和测量装置，简单实用，避免了现有煤粉细度的物理测量方法的采样和测量装置的磨损和堵塞问题。

Description

一种磨煤机煤粉细度在线监测方法
技术领域
本发明涉及一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，具体地说是一种根据磨煤机运行参数监测当前煤粉细度的方法，属于电力及动力工程技术领域；它根据事先建立的模型，通过DCS***的制粉***分离器转速、给煤量、磨煤机入口一次风量、磨煤机单耗、煤可磨性指数等参数对当前煤粉细度进行估测，为制粉***运行提供参考。
背景技术
在锅炉设备中，煤燃烧前通常需用磨煤机将煤碾磨成煤粉，以提高燃烧效率。煤粉越细，灰渣含碳量越低，燃烧效率越高，但同时制粉电耗越大。因此，存在一个最佳煤粉细度，此时机组的不完全燃烧热损失和制粉电耗总和达到最小。对于不同的煤质，其对应的最佳煤粉细度不同。但目前的工程应用中没有对煤粉细度进行在线测量，因此也无法进行实时调节，使得煤粉细度偏离最佳值，煤粉偏细，制粉电耗偏高，煤粉偏粗，燃烧效率低，二者都将导致锅炉运行经济性降低。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，以帮助运行人员或控制***对煤粉细度进行控制，保证制粉***运行在煤粉的经济细度下，提高制粉***和锅炉运行的经济性。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：煤粉细度在线监测***包括数据获取单元、数据预处理单元、煤粉细度计算单元；方法包括以下步骤：
1)在使用前，先进行磨煤机变动态分离器转速试验、变磨煤机入口一次风量试验、变磨煤机出力试验，试验时采集分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流及煤哈氏可磨指数数据，并对煤粉取样进行煤粉细度离线测量，然后采用最小二乘法确定模型参数k1,k2,k3,k4；其中k1,k2,k3,k4均为系数，具体取值由试验确定；
2)磨煤机正常运行时，通过数据获取单元从磨煤机运行数据中采集动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流和/或磨煤机功率，当前磨制煤种；
3)通过数据处理单元对数据获取单元获取的数据进行预处理，包括对动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流和/或磨煤机功率进行滤波，进行数据有效性检验，并计算磨煤机单耗，查取当前磨制煤种的煤哈氏可磨指数；
4)将预处理后的数据包括：动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流、磨煤机单耗、煤哈氏可磨指数，导入煤粉细度计算单元进行计算，得到煤粉细度。
所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：所述煤粉细度计算单元的计算公式为：
R 90 = E m - 2.857 ( ln ( 693 706 - HGI ) ) - 2.6 ( 1 + k 1 exp ( - B + k 2 ( 1 - exp ( - k 3 n Q ) ) k 4 ) ) 2.857 ;
其中：B—给煤机给煤量，单位t/h；n—分离器转速，单位r/min；Q—磨煤机入口一次风量，单位t/h；HGI—煤哈氏可磨指数；Em—磨煤机单耗，单位kWh/t；R90—煤粉细度，％。
所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：k1取值范围为4.5-5.5，k2取值范围为170-230，k3,k4取值范围因分离器及磨煤机型号而异，k1,k2,k3,k4具体取值由现场试验确定。
所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：所述磨煤机单耗Em＝P/B，P为磨煤机功率，B—给煤机给煤量，均可从磨煤机运行数据中获取，或通过获取的磨煤机电流及电压计算。
作为优选方案，所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：所述磨煤机为带动态分离器的中速磨煤机。
作为优选方案，所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：磨煤机运行数据包括：动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流、磨煤机功率，当前磨制煤种。
有益效果：本发明提供的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，用于煤粉炉制粉***中，可监测出口煤粉细度，相比没有监测细度的***，经济性更好；而本方法只利用现有运行数据中DCS数据及燃煤日志等相关记录，无需专门的采样和测量装置，简单实用，解决了现有的在长期运行中，煤粉细度的物理测量方法存在的采样和测量装置的磨损和堵塞问题。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，煤粉细度在线监测***包括数据获取单元2、数据预处理单元3、煤粉细度计算单元4；方法包括以下步骤：
1)实验确定模型参数1：在使用前，先进行磨煤机变动态分离器转速试验、变磨煤机入口一次风量试验、变磨煤机出力试验，试验时采集分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流及煤哈氏可磨指数数据，并对煤粉取样进行煤粉细度离线测量，然后采用最小二乘法或其他参数优化方法确定模型参数k1,k2,k3,k4；其中k1,k2,k3,k4均为系数，具体取值由试验确定；k1取值范围为4.5-5.5，k2取值范围为170-230，k3,k4取值范围因分离器及磨煤机型号而异。
例如：实施例一，磨煤机型号为HP1203/Dyn，k1＝4.9，k2＝198，k3＝0.18，k4＝120。
2)磨煤机正常运行时，通过数据获取单元2从磨煤机运行数据中DCS***和燃煤日志采集动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流和/或磨煤机功率，当前磨制煤种；
3)通过数据处理单元3对数据获取单元获取的数据进行预处理，包括对动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流和/或磨煤机功率进行滤波，进行数据有效性检验，并计算磨煤机单耗，查取当前磨制煤种的煤哈氏可磨指数；
所述磨煤机单耗Em＝P/B，P为磨煤机功率，B—给煤机给煤量，均可从磨煤机运行数据中获取，其中的磨煤机功率也可通过获取的磨煤机电流及电压计算。
4)将预处理后的数据包括：动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流、磨煤机单耗、煤哈氏可磨指数，导入煤粉细度计算单元4进行计算，得到煤粉细度。
所述煤粉细度计算单元的计算公式为：
R 90 = E m - 2.857 ( ln ( 693 706 - HGI ) ) - 2.6 ( 1 + k 1 exp ( - B + k 2 ( 1 - exp ( - k 3 n Q ) ) k 4 ) ) 2.857 ;
其中：B—给煤机给煤量，单位t/h；n—分离器转速，单位r/min；Q—磨煤机入口一次风量，单位t/h；HGI—煤哈氏可磨指数；Em—磨煤机单耗，单位kWh/t；R90—煤粉细度，％。
所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：所述磨煤机为带动态分离器的中速磨煤机。
所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：磨煤机运行数据包括：动态分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流、磨煤机功率，当前磨制煤种。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：煤粉细度在线监测***包括数据获取单元、数据预处理单元、煤粉细度计算单元；方法包括以下步骤：
1)在使用前，先进行磨煤机变动态分离器转速试验、变磨煤机入口一次风量试验、变磨煤机出力试验，试验时采集分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流及煤哈氏可磨指数数据，并对煤粉取样进行煤粉细度离线测量，然后采用最小二乘法确定模型参数k1,k2,k3,k4；其中k1,k2,k3,k4均为系数，具体取值由试验确定；
2)磨煤机正常运行时，通过数据获取单元从磨煤机运行数据中采集、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流和/或磨煤机功率，当前磨制煤种；
3)通过数据预处理单元对数据获取单元获取的数据进行预处理，包括对分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流和/或磨煤机功率进行滤波，进行数据有效性检验，并计算磨煤机单耗，查取当前磨制煤种的煤哈氏可磨指数；
4)将预处理后的数据包括：分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流、磨煤机单耗、煤哈氏可磨指数，导入煤粉细度计算单元进行计算，得到煤粉细度；所述煤粉细度计算单元的计算公式为：
R 90 = E m - 2.857 ( l n ( 693 706 - H G I ) ) - 2.6 ( 1 + k 1 exp ( - B + k 2 ( 1 - exp ( - k 3 n Q ) ) k 4 ) ) 2.857 ;
其中：B—给煤机给煤量，单位t/h；n—分离器转速，单位r/min；Q—磨煤机入口一次风量，单位t/h；HGI—煤哈氏可磨指数；Em—磨煤机单耗，单位kWh/t；R90—煤粉细度，％。
2.根据权利要求1所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：k1取值范围为4.5-5.5，k2取值范围为170-230，k3,k4取值范围因分离器及磨煤机型号而异。
3.根据权利要求1所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：所述磨煤机单耗Em＝P/B，P为磨煤机功率，B—给煤机给煤量，均可从磨煤机运行数据中获取。
4.根据权利要求1所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：所述磨煤机为带动态分离器的中速磨煤机。
5.根据权利要求1所述的一种磨煤机煤粉细度在线监测方法，其特征在于：磨煤机运行数据包括：分离器转速、磨煤机入口一次风量、给煤机给煤量、磨煤机电流、磨煤机功率，当前磨制煤种。
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