钢球磨煤机中贮式制粉系统运行优化控制

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1、钢球磨煤机中贮式制粉系统运行优化控制1中贮式制粉系统运行特性分析钢球磨煤机内运动机理可用'钟表”描述。图1球磨机运行机理球磨机按照最佳转速设计，钢球的最佳分离角为54.44,因此钢球是在10点到10点半抛出，抛落点在4点到5点半。显然，钢球没有抛落在煤上，而是直接打到了村板上。钢球抛落动能是球磨机最主要的能量，占总能量的70%左右，因为直接打到村板上，能量基本上是无效的，这即为常规球磨机运行方式。图2画出球磨机的电动机功率（曲线1、前轴振动量信号（曲线3）、料位信号（曲线4）、进出口差压（曲线5）、出口温度（曲线6）、磨

2、出力（曲线2）与磨简内存煤量间的关系曲线，图中横轴反映存煤量。球磨机的运行范围可划分为3个区间，如图中I,II,III所示。可以看出，运行在I区（即常规运行区），钢球的能量有50%左右是无效的，球磨机的出力很低，非常不经济；见区内球磨机易发生满灌堵煤事故，是非稳态运行区，因此也应避免对区显然是最佳运行区域。它的前大半段是稳态运行区，且应使球磨机的工作点向稳态与非稳态运行区的边界点血靠拢，才能使球磨机的岀力最大，M点的附近区域就是优化运行区。在手动方式下球磨机的工作点只能在最大出力点的左侧，实际上由于料位没有灵敏而可靠的检

3、测方法，运行点远达不到最大出力点。通过以上分析可以得到以下结论：（1）从曲线2可以看出，球磨机的出力并不随其内存煤量的增加而简单增大。实际上，球磨机的最大出力点在图2中的M点，这也即是需要寻找的最佳工们消点。当存煤量太大时，工作点过了M点，就会出现满煤漏粉，这样球磨机的出力降到最低。（2）从曲线里可以看出，球磨机的功率也不随其内存煤量的增加而简单增大，而是有一个极值点，并且它在球磨机最佳工作点M的左边。过程快速、超调小，为优化控制提供可靠的基础。MAfi存煤量/t图2球磨机特性曲线(3)在球磨机的运行中，当其内存煤量较少

4、时，因钢球相互碰撞，球磨机轴上的振动信号较强；随着其内存煤量的不断增加，振动信号逐渐减弱。当球磨机出力达到最大时，钢球门填满了煤，振动信号也就基本不变了，这吋曲线3变得非常平坦。(4)虽然球磨机的出力曲线存在着极值特性，但是由于出力很难测量,所以不能直接利用；而振动曲线在到达最大出力点后变化率很小，单独利用振动信号或它的变化率来寻找最佳料位值，也难以找到最佳的运行点。因此，只能利用稳态与非稳态运行边界其他参数作为约束，才能在闭环控制下将料位调控到最大出力点。影响球磨机出力的因素很多，不但与系统配套设备、运行管理有关，还与

5、煤种、煤质有关，相互之间的关系复杂。2实现钢球磨煤机优化运行控制的原理与要求(1)各控制器采用模糊PID参数自调整控制，不但可以使系统对来自各方而的扰动快速响应且超调量小，得到极佳的动态品质，而且静态又有较大的稳定裕度，使系统具有较好的鲁棒性。因此无论是制粉系统控制特性发生变化，还是异常推理子系统发来的大幅度急剧变化控制指令和自寻优推理子系统发来的缓变控制指令，备控制器都能很好地完成调控任务，使控制过程快速、超调小，为优化控制提供可靠的基础。(2)采用异常工况模糊推理子系统，会在工作点滑入非稳态运行区前的那一刻，将适当的

6、设定值及控制参数传送给有关控制历路，迅速调整给煤机、热风(3)实现球磨机自寻化控制必须首先寻找一个好的控制量，才能把寻化控制转化成一个寻找PID控制器最优设定值的控制，通过PID接制器把它控制在最优值上而实现系统优化控制；其次最优控制器必须对煤质、钢球量等的干扰因素具有鲁律性。通过最大限度地提高料位，可使制粉效率最高，而最大料位值必须限定在稳态运行区与非稳态运行区的交界处。但是，煤质、钢球量等发生变化时,稳态运行区与非稳态运行区的交界处会随之移动，最佳的运行点亦移动。因此，寻化过程可转化成在非稳态边界运行参数的约束下，最

7、大限度提高料位的控制。(4)当工作点滑入非稳态的运行区，负压、温度、差压等参数中的一个或几个不受控制，而所控制的参数仍然偏离设定值，球磨机进料与出料的平衡关系就受到破坏。对此，可利用各回路滑入非稳态运行区的特点找到进入运行区的边界参数，将料位控制在该边界上。但是，不同煤质、钢球量，负压、温度、差压等参数跟随料位变化的速度不同，无法用确定的数理方法描述它们间的变化关系，对此采用模糊表达方式來反映。(1)为了解决复杂系统的优化控制问题，开发了模糊自调整寻化步长的算法，即根据运行点与稳态运行边界的距离，调整寻化的步长和寻化指令

8、的数值；距离越远步长越短，指令越大。随着运行点逼近稳态运行边界，步长加长、指令减小得优过程做到快速启动、迅速增加、缓慢逼近、及时停止，这样投入自寻优控制后运行点就可以快速地调控到最优运行区。3制粉系统优化控制与常规运行曲线对比分析图4是手动运行的曲线。可以看到人工控制时，各参数控制不稳定；给煤量时高时低，下煤极不均匀