濕式球磨機系統漿液密度自動控制

　　在發電廠煙氣脫硫系統中，濕式球磨機系統的作用是將石灰石顆粒磨制成脫硫所需的石灰石漿液，因石灰石分布廣且價格便宜，所以濕式球磨機系統在電廠中被廣泛采用。

　　首先，簡要介紹一下石灰石進入電廠到磨制成漿液的流程，石灰石通過卡車拉至石灰石上料系統的振動篩，卡車將石灰石倒入振動篩內，振動篩通過振動篩選出合格的石灰石進入料斗，然后通過振動給料機將料斗的石灰石送入斗式提升機掉入石灰石倉，在石灰石倉底設置有變頻稱重皮帶給料機，將石灰石送入濕式球磨機，在濕式球磨機內用鋼球將石灰石與加入的水混合磨制成石灰石漿液，然后流入漿液循環箱，通過循環泵打入石灰石漿液旋流器分配，將合格的漿液分配至成品漿液箱，不合格的分配至磨機重新磨制。

　　在磨機循環泵出口的循環管路上設有一段旁路管路，在這段旁路管路上安裝有密度計，磨機系統就是通過這只密度計控制旋流器分配至成品漿液箱的漿液密度，循環管內的漿液密度與成品漿液密度有著對應關系，以廣東河源電廠濕式球磨機為例，正常情況下成品漿液的密度控制在1220kg/m3左右，此時需將漿液循環管漿液的密度控制在1450kg/m3左右，旋流器入口壓力為120kpa。密度左右偏差不宜超過30kg/m3，漿液循環管的密度過大，成品漿液的顆粒度就會變大，還會造成管道堵塞，漿液循環管漿液的密度過小，又會影響成品漿液的濃度，降低磨機出力，因此需要控制循環箱補水流量來控制漿液循環管漿液密度在一個合理范圍，保證成品漿液的品質。然而，因漿液密度不是在加入循環箱的水量變化后迅速反應出來，如果在PID參數設置上不符要求，那么此密度調節將無法按設定值正常調節，時而需要人為干預，增加了運行人員的工作量。

　　下面以廣東河源電廠2*600MW煙氣脫硫系統濕式球磨機為例介紹濕式球磨機漿液密度的PID調節及其參數設置。磨機系統自動調節控制示意框圖如下：

廣東河源電廠2*600MW煙氣脫硫系統濕式球磨機出力為10T/h，如果按照成品漿液濃度為30%計算，那么每臺磨機每小時用水量大概為33T，除去磨機頭部機封沖洗水及頭部補水約10T/h，那么另外需加23T/h水量，根據此值我們可確定上限流量大約為23T。另外磨機正常運行時，其出力都會大于40%以上，因此我們計算正常使用時下限總流量值在14T左右，減去機封水流量約10T，那么下限流量為4T/h，有了這兩個參數以后，我們可以對PID串級調節中主調節輸出范圍進行限制，即限制輸出為4—23，此輸出限制在參數設置中是比較關鍵的一步。

　　下面要講的是PID串級調節中其它參數的設置，主調節的PV值是密度，副調節的PV值是流量，因密度在調節過程中變化比較緩慢，因此參數設置時同時用到PID調節中的比例調節、積分調節和微分調節。

　　下面先簡單介紹一下ABBDCS分散控制系統PID控制器的控制原理。輸出=K[KP＋]偏差－K〔〕PV，從上式可以看出比例調節作用是按比例反應系統的偏差，系統一旦出現了偏差，比例調節立即產生調節作用以減少偏差，比例作用大，可以加快調節，減少誤差，但是過大的比例，使系統的穩定性下降，甚至造成系統的不穩定，每設定一次參數后，需經過較長時間的觀察和調整，直至調節效果滿足實際要求，經過多次的設定觀察調整，最終河源電廠磨機系統的比例調節參數設置為增益放大倍數K=0.01,比例增益KP=1。

　　從積分調節公式可以看出積分調節可使系統消除穩態誤差，提高無差度，因為有誤差，積分調節就進行，直至無差，積分調節停止，積分調節輸出一常值，積分作用的強弱取決于積分時間常數，積分時間常數越小，積分作用就越強，反之積分作用就弱，加入積分調節可使系統穩定性下降，動態響應變慢，經過幾次調整觀察，最終河源電廠積分時間常設置為Ki=10。

　　從微分調節公式可以看出微分作用反映系統偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調節作用消除。因此，可以改善系統的動態性能，在微分時間選擇合適的情況下，可以減少超調，減少調節時間。在河源電廠中，最終微分調節常數Kd=5。

　　副調節的作用對象為補水流量，因流量反應速度快，因此在流量調節中不需要加入微分調節，僅調節偏差，并且要求響應速度相應較快，其參數設置為增益放大倍數K=0.1，比例增益KP=1，積分時間常數為5。

　　另外就是正反作用的設置，正作用為控制器輸出增加引起過程變量減小，反作用為控制器輸出增加引起過程變量增大，因此主調節應設為正作用，副調節應設為反作用，這樣，密度增大或減小時，流量會相應的增大或減小，并最終把密度控制在設定值左右。

　　從河源電廠運行情況看，平時密度設定置為1450kg/m3，實際密度值均控制在1430kg/m3-1470kg/m3之間，中間過程不需要運行人員人為干擾，運行十分穩定。