節(jié)能減排與技術創(chuàng)新作為能源變革的兩大重要主題，作為能源消耗大戶的火力發(fā)電廠必須緊跟國家發(fā)展的腳步,積極投入到電力市場的競爭中去。為了在激烈的競爭市場中占有一席之地,必須提高自身的競爭力,降低企業(yè)的發(fā)電成本。制粉系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠的主要輔機系統(tǒng),制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟運行是發(fā)電廠實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要途徑。制粉系統(tǒng)的智能優(yōu)化，不僅可以降低了制粉電耗，還可以穩(wěn)定提高機組的安全性。南京格林蘭德節(jié)能科技有限公司董事長邵勇在中國能源研究會節(jié)能減排中心與華北電力大學國家大學科技園聯(lián)合舉辦“2018年智慧電廠論壇(第一期)”上發(fā)表演講時表示。北極星電力網(wǎng)全程對會議進行直播，如需了解更多的會議直播，請聯(lián)系微信號：13693626116

南京格林蘭德節(jié)能科技有限公司董事長邵勇主題演講《燃煤電廠制粉系統(tǒng)的整體優(yōu)化和智能控制技術》。

首先感謝各位領導，各位電力行業(yè)的朋友，今天我非常榮幸能夠在華北電力大學、在智慧電廠的論壇上代表我們南京格林蘭德節(jié)能科技有限公司給各位介紹我們的產(chǎn)品。

公司的技術主要是在做需求側響應，火電的節(jié)能以及火電的靈活性應用。

這個是我們智慧電廠的基礎架構，就我們公司針對智慧電廠做的一些工作做一些介紹。在前面包括我們劉院士和其他的院士都介紹到了，智慧電廠涵蓋的非常豐富，最終我們的落地，其實大家要著重在下面發(fā)展包括重點的就是我們的基礎設備層，做一些基礎設備層的包括特性、包括模型，公司針對這些方面，我們?nèi)济弘姀S比較重要的一個大的部分制粉系統(tǒng)進行介紹。

今天我介紹制粉系統(tǒng)分成三個方面：

第一，當前我們?nèi)济弘姀S制粉系統(tǒng)的困境。

第二，制粉系統(tǒng)技術改造目前我們常用的技術路線和問題。

第三，介紹一下公司針對目前國內(nèi)的制粉系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，應該怎么去做，應該怎么解決這些問題，我們所做的一些工作。

第一，我們?nèi)加碗姀S制粉系統(tǒng)的困境。我把這個主題分成了兩個部分，第一部分，目前我們?nèi)济弘姀S制粉系統(tǒng)運行的困境，就是目前的大環(huán)境，大環(huán)境我們?nèi)济弘姀S制粉系統(tǒng)運營中間存在一些問題，第一個我們機組寬負荷運行，甚至國家2016年開始主導深度調(diào)峰，因為我們整體棄風棄光的情況，加上國家“十三五”，包括我們國家簽訂了《巴黎協(xié)定》以后，對國家承諾的新能源發(fā)展目標，所以我們現(xiàn)在火電機組整體的客觀環(huán)境不是非常好。第一個就是說，我們機組寬負荷系統(tǒng)，對我們制粉系統(tǒng)帶來了很多問題。第二部分，每質(zhì)極其不穩(wěn)定。我們國內(nèi)煤炭市場是目前全球在建以及現(xiàn)在我們運行的燃煤機組應該說每質(zhì)最不穩(wěn)定的國家，我們本身也是中德制造研究院的常務理事單位，所以我們也經(jīng)常會去包括歐洲這些國家做技術交流，我們發(fā)現(xiàn)他們也有摻燒煤，但是摻燒比例像我們這么大不可控的可能就是我們中國。甚至我們現(xiàn)在各大發(fā)電集團為了針對目前煤炭市場的不穩(wěn)定，所以我們主動提出來，各大集團為了提高效益，提出了主動的混煤摻燒。所以這兩個大的外部環(huán)境，也導致了我們現(xiàn)在制粉系統(tǒng)運行中間存在著很多的問題。

第二技術方面，主要概括的有七點：

1，出力不夠，煤質(zhì)變化和設計煤種變化很大，很多電廠磨機處理不夠。

2，煤粉的均勻性指數(shù)低。很多的改造也很不成功。目前我們的磨機使用靜態(tài)分離器的，大概是目前制粉指數(shù)都在0.8、0.9水平，改造后的動態(tài)分離器，好的可以達到1.2，不好的在1、1.1的水平，對鍋爐的燃燒，尤其現(xiàn)在大爐型，給我們帶來很大的困擾。

3，制粉的分量偏差大。尤其寬負荷，燃燒測對供給側的影響非常大。

這三個指標是目前困擾我們機組制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟技術指標。

4，制粉細度無法動態(tài)實時調(diào)整?；旧衔覀冏鲂阅軠y試以后調(diào)整一個檔板，調(diào)整以后固定，很多廠商改了動態(tài)分離器，帶來很多問題，很多廠的動態(tài)分離器因為不能閉環(huán)的調(diào)整，都需要人工的去干預。比如現(xiàn)在的煤質(zhì)發(fā)生變化了，當前這種煤質(zhì)上多少，只能靠經(jīng)驗判斷，經(jīng)驗會帶來很多偏差，經(jīng)驗越多越好，但是不是科學的依據(jù)。

5，磨機的低出率，這個工況振動比較大。我們在很多做制粉系統(tǒng)調(diào)研的時候發(fā)現(xiàn)，有些機組在50%額定速率的時候就開始發(fā)生振動，好的40，有的廠到了40以后振動，到了現(xiàn)場看了都害怕。

6，制粉系統(tǒng)參數(shù)的在線測量問題，這是一個大問題，尤其對我們這種不穩(wěn)態(tài)的氣固燃燒是問題，測量的穩(wěn)定性、設備的磨損等等都會帶來困擾。

7，制粉系統(tǒng)的在線控制問題。基本上現(xiàn)在可以講，我們國內(nèi)的制粉系統(tǒng)基本上都沒有談到實時的在線控制，我講的在線控制和大家接觸的，比如說一開始我們磨機廠出廠的時候，里面會有煤量和滾壓的控制，這個曲線里面都有確定，但是這不是我這里面講的在線控制，我這里講的在線控制是指，第一，我的煤質(zhì)、我的煤量符合這些情況發(fā)生變化以后你的制粉系統(tǒng)能不能實時的根據(jù)我能夠非常好的做在線控制。

針對這么兩個大的問題我們應該怎么做?我們應該考慮，目前國內(nèi)的燃煤機組都做了很多的嘗試，也一些常用的技術路線，但是這些技術路線里面有很多的誤區(qū)。

目前常用的路線大概總結了一下，大概涵蓋這四個方面：

1，像磨煤機噴嘴環(huán)等一些局部改造，當然還有其他方面的，我講的這些都是局部改造。

2，提高磨機的轉速，因為現(xiàn)在很多廠處理達不到，權宜之計通過提高轉速來去提高我們的速率。

3，改造磨煤機的分離器，很多廠把靜態(tài)分離器改造成靜態(tài)分離起，但是不能為改造而改造。

4，改造磨煤機的結構。

這四個改造路線我們中間發(fā)現(xiàn)很多問題，其實主要存在四個方面：

第一個，很多改造是憑經(jīng)驗，沒有技術數(shù)據(jù)的支撐，比如說剛才像噴嘴環(huán)的改造，很多廠是沒有辦法，因為速率上不去，有的要提高風機的風速，這些都帶來很多的問題，所以我們首先能不能有一個科學的手段、科學的數(shù)據(jù)去支撐我們這個改造。

第二個，存在大量低質(zhì)量的改造，很多去改動態(tài)分離器，現(xiàn)在市面上介紹動態(tài)分離器的有很多廠家，我們碰到現(xiàn)場的，從五六十、四五十萬可以到100多萬的，那天我們有一個項目，我們銷售回來跟我講，我說算一算，從所有要求的儀器儀表的品牌，包括合金材料，加上運輸，再算上安裝費用，我說這個成本我們都核算不下來。所以中間很多改造完了以后會有很多問題，有些甚至分離器改造完以后不僅沒有達到所需要的改造指標，且影響了制粉系統(tǒng)的生產(chǎn)。另外，改造動態(tài)分離器以后，動態(tài)分離器怎么用?按理說動態(tài)分離器的目的，可以根據(jù)實時的變化能夠來調(diào)整細度，通過調(diào)整細度能夠改善燃燒效率，因為純粹靠人員的經(jīng)驗，這個煤質(zhì)發(fā)生變化了燃燒情況不太好，我認為的干預調(diào)整細度，這個純粹為了改造而改造，帶來一定的問題。

第三個，錯誤改造路線中間的提高我們磨機的轉速。我一直很批判這個，在很多場合我都講過，提高磨機的轉速是很有問題的，第一個帶來什么?因為我們?nèi)トA潤，摻燒，設計的時候實際上這個煤磨機選型就選好了，是北京電力總廠的，應該是133的，選型選的是123的，這個磨機上來帶來磨損增加、制粉單耗增加的問題，這個磨機轉速提高以后，按照離心力，如果轉速提上來以后，就會發(fā)生了很大的變化，停留時間縮短了，迅速的因為離心力向碾子四圍擴展，這個時候不能是轉速提高和速率是成正比的，這個改造路線是錯誤的。

第四個，像做磨煤機本體大的結構改造，像磨盤的直徑包括滾錠增加，這個改造以后第一費用非常高，第二牽扯的面非常大。

既然有這么多的問題，應該怎么做?所以南京格林蘭德針對制粉系統(tǒng)我們做了很多的工作，下面我介紹一下制粉系統(tǒng)的整體優(yōu)化和智能控制技術。

制粉系統(tǒng)目的是為了滿足鍋爐島的燃燒，為了鍋爐的燃燒，所以，不僅僅對它的改造不能只局限于制粉系統(tǒng)內(nèi)部、磨機內(nèi)部，還要考慮制粉系統(tǒng)本身和鍋爐整個系統(tǒng)之間的關系。所以針對問題，我們就提出來要在兩個層面上去解決問題，第一個，制粉系統(tǒng)與鍋爐島相關性的問題，第二個，制粉系統(tǒng)的本體特性，做不到這兩點你想把制粉系統(tǒng)改善我認為是不可能的。針對這兩個問題，技術手段是什么呢?我們提出了兩點，第一，制粉系統(tǒng)本體硬件的升級改造，第二，智能控制，因為他的燃燒有這么強的相關性，我要想把制粉系統(tǒng)的控制做好，要對燃燒服務，我必須要解決制粉系統(tǒng)的智能控制問題。

所以說我們GPreM的制粉系統(tǒng)架構分三部分。

第一，制粉系統(tǒng)流體數(shù)值模擬和大數(shù)據(jù)分析技術。

第二，我分析完以后我發(fā)現(xiàn)制粉系統(tǒng)本身的問題和制粉系統(tǒng)燃燒之間控制上的問題以后，我怎么樣去做改造，我有一套技術包，有一系列的技術包，這些模塊可以相互的有機組合，改造完以后怎么做，所以我們把整個制粉系統(tǒng)的治理和生產(chǎn)運行，最重要的就是數(shù)值模擬和大數(shù)據(jù)分析，就為制粉系統(tǒng)像前面的改造沒有依據(jù)靠經(jīng)驗，我們就完全否定了這種路線，就是我要有依據(jù)、有數(shù)據(jù)支持來去做針對性的改造。

大家看一下，下面講的包括我們的數(shù)值模擬還有大數(shù)據(jù)分析，都是我們實際在做的工程，我通過這些工程的例子給大家看一下。

大家看一下這個例子，這臺磨發(fā)生了問題，在這個磨機進入分離器下部這個區(qū)域的時候發(fā)生了粗顆粒的懸浮，這部分粗顆粒裹脅一部分再回到磨端，按理說合格的顆粒應該第一時間被選走，粗的顆粒應該通過我的導向錐再回到磨盤上碾磨，這才是合理的。但是帶來一個問題，這個懸浮到一定程度的時候，風托不住的時候，振動增加，現(xiàn)場這個情況非常相似。以前像這種情況，因為磨機廠改了幾次這個，也改不好，為什么?只能靠經(jīng)驗，不能準確找到問題在哪里。

這個例子，左側是改之前的，右側是改之后的，他出現(xiàn)了什么問題?在回粉錐那個部分有一部分卷吸到這里，當時他磨機廠請去了以后，磨機廠加了兩次擾流，后來直觀的讓大家能看得到，通過模擬，模擬不能說百分之百的反映我所有的物料目前百分之百的準確狀態(tài)，但是基本上能還原大部分物料在里面的情況。

這一部分我就用我們在做的一個項目給大家來分析一下，來分享我們制粉系統(tǒng)和燃燒，我們挖掘制粉系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析的這么一個工程。這個項目我們大概像Excel表格的數(shù)據(jù)取了大概20幾個數(shù)據(jù)，有很多表，我們分析下來的數(shù)據(jù)表格大概幾千幅，我們只是把其中的這幾個問題給大家介紹一下。這個表，發(fā)電機功率，這臺機組我們模擬以后，發(fā)現(xiàn)這臺機組還是不錯的，藍色的C001發(fā)電機的功率，2、3、4、5、6在運行的五臺磨的給煤量，用給煤機的煤量反饋來做計算，就是給煤量核發(fā)電機功率之間的相關性來做分析。

這個就是發(fā)電機的功率和磨機出口的混合物，這個是我們選擇的參數(shù)和運行的五臺磨之間的相關性，這是曲線。

這個就是發(fā)電機功率和磨煤機旋轉分離器的轉子速度，轉子速度就代表煤粉細度，這就是發(fā)電機功率和運行的五臺磨之間煤粉細度的相關性是否一致，最后我們發(fā)現(xiàn)這個磨機B磨有嚴重問題，這個就是他的五臺磨的制粉細度，這個是之間的相關性。

剛才我講到了這是我們利用它現(xiàn)在數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)目前即有的制粉系統(tǒng)和燃燒和鍋爐島主要參數(shù)之間的相關性，有很多表格，下面這幾幅圖我是告訴大家，我們通過他數(shù)據(jù)挖掘以后，既然我制粉系統(tǒng)要做智能控制，我怎么來控制?控制的策略數(shù)據(jù)來自于哪里?通過剛才的數(shù)據(jù)分析以后，我通過下面這些，就是通過我們基于神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應控制數(shù)學模型，基于神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)學模型，我來彌合。比如我們的C436，藍色的就是實際測出來的氧量曲線參數(shù)。下面三個是我們做的不同的神經(jīng)網(wǎng)絡的模型，我來彌合它，為什么彌合?因為所有的數(shù)據(jù)都在測，第一個測量有延時性，再回到控制，我控制上也沒法用，比如制粉系統(tǒng)現(xiàn)在加負荷，水先上來，水一定比煤的反應要快，因為我們從給煤機一直到進入燃燒器，這個時間一定是比水要慢的，這種情況怎么做?要想做控制，我制粉系統(tǒng)一定是滯后的，我們現(xiàn)在怎么做?比如像剛才氧量這個問題，我就預測氧量，我通過實際的C436測量數(shù)據(jù)，不同的網(wǎng)絡模型彌合它，當然實際上我可能做的模型數(shù)量比它還要多，我要找擬合度非常高，我來預測氧量，這些參數(shù)包括氧量包括CO，一旦控制以后帶來很大的方便性，我就知道在這種負荷情況下應該怎么做。

剛剛沒有交待一個前提，當時我們搜集這個機組的數(shù)據(jù)，20幾個G是搜集了40%—60%，80%的額定工況下，總共搜集了五個工況下的數(shù)據(jù)，所以說通過這個數(shù)據(jù)就為我們下面的制粉系統(tǒng)提供了依據(jù)，這個是碳CO的。通過這兩個技術以后，通過模擬、通過我的大數(shù)據(jù)分析，我們就有數(shù)據(jù)支撐我來對支付系統(tǒng)來做改造，包括智能控制模型。

我的技術包主要分成六個部分，其中包括改造完以后上面有保健醫(yī)生，總共是七個部分，1，磨煤機的內(nèi)部結構優(yōu)化。2，分離器的優(yōu)化。3，煤粉管道的節(jié)能技術。4，液壓。這個液壓改造不是純粹為了大家說的更粗的粉，這個改造為了解決磨機低速率振動的問題。5，制粉系統(tǒng)智能控制。6，保健醫(yī)生。

磨機的改造方案，比如說像導向錐、調(diào)速環(huán)這些裝置。導向錐右側的就是我們所有中樞磨犯的文化，這個一定是離心力作用下直接去沖刷，帶來兩個問題，第一個，像這種流體沖刷過，顆粒產(chǎn)生的影響，第二個對流體的不穩(wěn)定帶來更大的問題。我們改造動態(tài)分離器的第一級風改效率在哪里，中是重力和拽力，這個時候可以快速的增加提高我的效率。

第二個，磨煤機分離器的改造。現(xiàn)在目前在市面上的分離器改造五花八門，上次我在國投的一個電廠，他們通過一個設計院做初可研，那個設計院找到我們，他說我們參觀了旁邊一個廠，他們也做了動態(tài)分離器，很便宜。我后來看了一下，很多廠家到我們現(xiàn)場推銷，我?guī)мD子動態(tài)分離器，實際上我們的動態(tài)分離器發(fā)展到今天，經(jīng)過四代、五代技術的發(fā)展，現(xiàn)在魚龍混雜，很多技術實際上停留在非常規(guī)的水平，我們改動態(tài)分離器的應該帶來三個作用、三個目的，第一個，就是能夠實時的調(diào)整煤粉細度，第二個，能夠改善我們的煤粉均勻性，第三個，改善粉量偏差。因為到了不同的煤管，一旦風進入煤管之間再調(diào)整難度比較大，先天就要控制的好一些。

我們現(xiàn)在帶做技術主要是第四代的、第五代，我們2017年開始推我們的第五代，我們發(fā)現(xiàn)改造動態(tài)分離器以后有很多的問題，比如說因為動態(tài)分離器帶來了他的必須在出口旋轉流，就帶來很多問題，這個左側就是沒有加真流罩的，動態(tài)分離器，左側像溫度計一樣的是速度表，大家看越紅的速度越快，在原來沒有做改造之前，動態(tài)分離器帶來什么問題?磨損比較大，有的出口風管上加了耐磨陶瓷，我們后來經(jīng)過設計在我們四代分離器基礎上在出口處加了一個真流罩，通過這個整流，第一個，所有的風速比較均勻的在綠色這部分，另外一個充滿度要好很多，最大問題解決了，包括磨損的問題。我們的分離器跟市面上很多分離器區(qū)別比較大，包括我們對材質(zhì)的控制，我們基本上做任何一個分離器的改造，每個機組都詘要做模擬、都要去做分析，然后再做定制，我們型號非常多，但是找相應型號，這是我們改造跟別人不太一樣的。

這是不同分離器的選粉效率，我們現(xiàn)在能做到98%，前兩天化工的找我們，讓我們單獨做特殊的設計，因為作為化工精益部分的前面做過濾用，我們選粉范圍非常大，可以到0.5%的范圍，甚至到更細。

這是我們跟一些常規(guī)的分離器之間結構上的區(qū)別。

第三個，煤粉管道的優(yōu)化。因為我們目前的電廠，這個不是我們實際做的工廠，這是動畫，左側我們這個管道都是彎頭，然后我們進行了設計。

第四個，磨煤機液壓系統(tǒng)的優(yōu)化。這個就是解決磨機低速率振動的問題，我們現(xiàn)在磨機廠的系統(tǒng)都是無桿測量的，導我們這個加氣囊，而且我們跟其他廠家有點不一樣，我們在有桿腔和無桿腔之間可以做交換。

第五個，彈簧加載改造為液壓加載。

第六個，我們說的保健醫(yī)生，我們就是改造完了以后，比如說我們實時在線的飛灰含碳測量，因為我們目前電廠早期的灼燒、微波法都不是很好，我們做了優(yōu)化，針對這個做了開發(fā)，當中為了做燃燒優(yōu)化作為我們過濾效率其中一個參考。我們在現(xiàn)場用的非常好，原型機在現(xiàn)場已經(jīng)3年多了。

第七個，針對剛才我們發(fā)現(xiàn)的這些問題我們做了制粉系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)。剛才講了其中最大一個問題，一個是測量問題，其實我們現(xiàn)在的磨機跟它相關的參數(shù)有70幾個參數(shù)，但實際上我們能夠控制有效利用就是20幾個參數(shù)，這20幾個參數(shù)我們怎么樣去利用，首先解決的就是測量的問題，先解決眼睛的問題，其次再解決大腦的問題。眼睛的問題我們針對這個，我們跟德國的合作伙伴做了很多的工作，這是一個在國內(nèi)目前我們在用的也是剛開始在用的一個很特殊的聲學傳感器，改變了過去的，我通過安裝這個聲學傳感器，可以判斷我現(xiàn)在煤粉，因為剛才講過，通過我的改造盡量的提高我的煤粉均勻性和控制我的粉量偏差，但是一旦進入了煤粉管道以后，想再去改變有可能，但是相對比較困難，已經(jīng)發(fā)生了怎么辦，將錯就錯，我安全我們特殊的聲學傳感器，通過分析他的聲波頻率來判斷進入我每個煤粉管道的煤粉之間的偏差，通過它在我們制粉系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)里面來調(diào)整配粉。

這是我們大概的智能控制系統(tǒng)的邏輯控制圖，包括我們的數(shù)學模擬、包括我們的大數(shù)據(jù)分析，建立我們自適應的控制系統(tǒng)以后，把相關的一些參數(shù)加上我們特殊的傳感器測到的粉量偏差，包括飛灰含碳數(shù)據(jù)，一并作為我們的反饋，包括我們的輸入?yún)?shù)，我們可以，第一，實時的動態(tài)調(diào)整我們分離器轉速，第二，實時根據(jù)我判斷測出的我們的粉量偏差來調(diào)整我們的配峰，這是目前我們制粉系統(tǒng)非常困擾的問題，這是我們現(xiàn)在在做的工作，在現(xiàn)場我們已經(jīng)開始投運了，效果非常好。

通過這一步以后，通過我們GPreM系統(tǒng)改造過以后，我們總體能達到指標，我們現(xiàn)在希望都是，第一個，煤粉的均勻性指數(shù)提高到1.2，粉量偏差控制在正負7%，再通過我們智能控制系統(tǒng)進一步燃燒上來去調(diào)整、來去解決它。所以說這些，包括我們現(xiàn)在針對靈活性，深度調(diào)峰，包括制粉系統(tǒng)在低速率振動，包括我們?nèi)_磨，能不能兩臺磨、單臺磨，現(xiàn)在通過改造都可以實現(xiàn)。

這是我對我們制粉系統(tǒng)今天所做的工作與大家分享，如果大家有興趣可以跟我們聯(lián)系。謝謝大家!

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