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一种基于DCS的给煤机闭环控制技术

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完成单位:国家能源集团山西电力有限公司霍州发电厂

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

肖劲涛,徐怀德,吴建设,张国杰,秦希贤,周旭,刘永波,刘雨江,郝钟巍

项目概况

研究背景: 制粉系统的给煤机作为火电厂的工艺流程的重要组成部分,其作用是为锅炉提供合格的煤粉,保证锅炉的燃烧,针对现有给煤机故障率高的问题,从闭环控制系统、信号传输、动力系统等各个方面进行DCS优化控制,从而提高给煤机运行的稳定性、可靠性,进而提高机组的掺烧经济性和运行安全性。 技术难点: 1、采用一种基于DCS的给煤机闭环控制技术,取消就地的CPU板卡,控制方式采用了闭环PID单回路控制方式,该方案灵活性强,和根据现场设备的情况和工况灵活的进行参数的调整。 2、取消就地控制柜复杂的继电器控制回路,将原给煤机的各种信号全部采用直连的方式送入DCS系统的I/O模件,减少信号故障点的同时增加了信号的稳定性,减少了故障排除的时间。 3、对给煤机的变频器进行改造,将原先2.5KW西门子440变频器更换为4.5KW的ABB变频器,降低给煤机的运行电流。 成果先进性: 1、解决了先给煤机故障频繁的问题,基于DCS控制系统的给煤机控制方案,取消了就地原先的CPU板卡,也消除了因CPU板卡故障引起的各种问题(如前文所述),提高了给煤机运行的稳定性。 2、解决了原有给煤机在低转速下无法稳定运行的难题,提升了机组掺烧的灵活性,改造后在低转速下电机温度降75℃,电流降低为3.3A,掺烧幅度由原先15t/h-85t/h,变化为5t/h-85t/h,提高掺烧灵活性带来巨额的经济效益。 3、设备的缺陷发生率下降41%,基于DCS控制的闭环控制系统,在简化闭环控制系统的同时将就地给煤机的各信号均直接传入DCS的I/O卡件中进行直接的显示,使缺陷发生率有较大的下降幅度。 经济社会效益: 1、通过设备改造可使给煤机的掺烧幅度变广,按改造两台给煤机全年可节约燃料成本292万元。 2、在社会效益上可减少污染物排放,精准控制燃烧效率,降低大气污染。降低碳排放,从而间接减少CO₂排放,助力“双碳”目标实现。 可推广性和推动行业进步 热控设备可靠性的研究是一项长期的和系统化的工作,将设备的控制原理进行基于DCS控制系统的改造将是未来火电厂热控设备的主流改造方向,该项技术革新可广泛的推广应用于600MW及以上机组的燃煤掺烧工况和给煤机的节能降耗的设备改造,逻辑的开源性强,适应机组能力强,在线参数修改方,稳定性好,借此技术也为火电行业实现国家的“双碳”目标与践行“绿水青山就是金山银山”的理念提供了具体的实践途径。