球磨机控制系统的总结与展望

钢球球磨机作为主要的制粉设备之一，具有可磨煤种多、可靠性高、使用时间长、维护量小等优点，已广泛应用于国内外的火力发电厂中。但是球磨机制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统，各控制量和被控量之间存在着相当严重的耦合，这些因素使得基于经典PID方法设计的控制方案多年来几乎没有一套能正常投入运行。即使投入部分自动，也难以保证磨煤机处在 工况，即难以同时保证球磨机的出力大且制粉电耗低的要求。所以长期以来，球磨机制粉系统一直采用人工手动控制。因此如何有效地 这一设备的自动控制和优化运行具有重要的理论意义和现实意义。

本文 研究了以下几个球磨机方面的问题

1、本文介绍了模糊控制的理论基础、模糊控制器的结构和原理及模糊控制器的设计过程。简要介绍了球磨机制粉系统的工作原理，介绍了国内目前制粉系统控制的现状，简要介绍了模糊控制的历史和现状，以及模糊控制在电厂热工生产过程控制中的应用。

2、本文研究了球磨机制粉系统的对象特性及相关的动态数学模型。研究了制粉系统由磨煤机热风门、冷风门、给煤量对磨煤机入品负压、出口温度和磨煤机负荷的阶跃响应特性，对制粉系统的多变量、强耦合的特性作了详细的分析。

3、根据制粉系统的具体特点，本文将它划分为几个相对独立的子系统。由于热风量和冷风量对球磨机的入品负压和出口温度有显著的影响，因此，可以把这一过程视为一个2*2的多变量对象，二个输入量分别为热风调门开度和冷风调门开度，二个输出变量分别为磨煤机入口负压、出口温度。针对这一多变量对象，设计了一个多变量模糊控制系统。整个模糊控制系统分为二级， 级是由两个模糊控制器组成，第二级则为模糊解耦算法， 了多变量对象之间的耦合作用，得到最终的热风门、冷风门的开度指令。用同样的方法还 了排粉机入口负压和入口温度的控制问题。

4、由于球磨机的负荷是一个相对独立的系统，而该系统的 问题是被调量无法精确测量，闭环控制系统无法正常工作。针对这一特点，本章提出了一个基于制粉系统电耗最小的优化开环控制方法，从而不仅避开了对球磨机负荷的测量，从而确保了制粉系统工作在一个较节能的状态。

5、对于排粉机出口压力（锅炉一次风压力）的控制，应该说它是一个典型的单回路控制系统，但由于排粉机出口手动门的开关及倒风过程对排粉机出口压力的影响很大，而实际运行又要求排粉机出口压力要平稳，以避免锅炉燃烧不稳。常规的PID控制系统难于满足实际的控制要求，据此，本文提出了模糊-PID复合型控制系统，有效地提高了控制系统的抗干扰能力，可确保排粉机出口压力在规定的范围内。

6、本文以山西热电厂#5机组制粉系统为例讨论了制粉系统的全程控启停的设计，山西热电厂球磨机制粉系统自程控启停功能投入以来，运行5个班组全部采用程控启停功能来启动或停止制粉系统的运行。大大减少了运行人员的劳动强度，提高了制粉系统运行的安全性和可靠性。