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实例分析球磨机运行工况参数

在大中型煤、电厂中,球磨机是该类厂家必不可少的制粉系统设备,但是球磨机的高能耗一直是厂家头疼的问题,如何保证在安全生产条件下, 球磨机系统优化运行,是企业生产节能降耗的重要内容。要 优化运行,就必须对球磨机运行状态进行有效的监控和评估,使系统能够稳定运行在节能、高效的工况范围内。

由于球磨机系统运行环境复杂,扰动因素多,工况随负荷变化大,使得系统运行状态具有非线性和时变的特征。目前现场操作人员大多是根据进出口压差,凭经验来监测球磨机运行状态,但是由于压差干扰因素较多,通风量、煤种等都对压差有影响;此外,压差信号对状态变化的反应具有一定延迟和滞后,特别是在接近堵煤工况时更是如此,极易造成系统堵煤,严重时还需要停机检修,极大地影响了工作效率和安全生产。

球磨机

因此,如何充分利用和挖掘现有球磨机工况参数信息,实时、有效地监控系统的运行状态,以直观的形式给操作人员提供指导,对于 球磨机系统的安全、优化运行有着重要的理论意义和应用价值,对故障预警、设备维护与检修等方面也具有重要作用。

1、球磨机运行工况参数选择

球磨机运行状态与制粉出力、料位、钢球装载量、钢球直径及配比、系统通风量及粗粉分离器挡板开度等诸多因素相关。这些影响因素归纳起来可以分为两类,即设备参数和运行参数。设备参数主要是指钢球装载量、钢球直径配比、粗粉分离器挡板开度等设备相关参数,这些参数在运行时基本不会发生改变,或者是随时间变化缓慢;运行参数主要是指进出口压差、磨电流及出口温度等实时参数,这些参数直接反映了球磨机的运行状态。考虑到大多数电厂的硬件配置,我们选择与球磨机运行状态密切相关的进出口压差、入口负压、出口温度、给煤量和磨电流作为监测过程参数。

观察发现磨机电流随着给煤量的增大呈上升趋势,在给煤量达到某个较高值附近时,有下降的趋势。随着给煤量的增加,进出口压差呈上升趋势,出口温度呈缓慢下降的趋势。

球磨机

2、实例分析

理论和实践均已证明,当球磨机系统的出力接近较大,制粉单耗较小,此时所对应的工况就是上佳工况。因此,要降低制粉电耗,必须要提高给煤机转速,增加给煤量,增大球磨机出力,但是当给煤量过大时又容易造成系统堵煤,影响安全生产。对某电厂350/600型单进单出球磨机堵煤故障进行分析,以此验证我们所提模型的有效性。

为降低制粉单耗,电厂将球磨机的较大给煤量由45t/h提高到50t/h,系统运行在高出力工况下,出口温度、入口负压和进出口压差都处于正常范围之内,没有发现有明显增大的变化趋势,仅从过程参数难以判断系统是否有堵煤。

基于以上分析的状态监测与评估方法,取球磨机高出力工况的最开始的100组数据作为正常工况数据,并建立高斯混合模型,将之后连续记录的过程参数按照一定的采样步长作为当前数据集,并建立相应的高斯混合模型,计算状态指标。

在球磨机运行初始阶段,设备的状态指标说明状态无显著变化;当运行到900s左右时,状态指标有上升趋势,说明此时系统状态与正常状态相比已经有了变化(有轻微堵煤的现象);当运行到1100s时,操作人员通过粗粉分离器的压差发现球磨机有堵煤状况,迅速手动调节降低给煤量,此时,状态指标上升很明显,表明堵煤故障已经出现,而进出口压差还处于正常范围之内(小于3kPa),其峰值出现时刻滞后显著。因此,通过对比可以看出,我们所提的状态指标能够监测到系统的早期变化趋势,为系统优化运行调节提供指导和依据。

球磨机

经过充分考虑球磨机运行的多工况、强时变的特性,利用历史数据,通过提取不同状态特征参数,建立多状态特征融合的状态监测模型,并引入概率相似度距离作为球磨机运行状态 指标,通过对某电厂135MW机组制粉系统球磨机堵煤故障的数据分析,验证了我们所提方法的有效性和适用性,更多关于球磨机运行工况参数方面的信息,请咨询红星机器,咨询电话:0371-67772626。

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