一种磨煤机工况寻优方法和装置与流程

1.本技术实施例涉及磨煤机磨粉技术，尤指一种磨煤机工况寻优方法和装置。


背景技术：

2.中储式钢球磨制粉系统广泛用于火电厂中制备合格煤粉，磨煤机的制粉电耗约占厂用电的25％左右，是电厂的耗电大户。磨煤机如何在保证系统安全性的基础上最大化的经济运行，是很多电厂优化运行的方向。目前控制方案中，磨煤机的给煤量往往以磨煤机前后压差来判断磨煤机负荷量，操作人员设定磨煤机前后压差目标来控制磨煤机给煤量，这种控制方案能够达到自动控制的目的。但是钢球量的变化、煤质的变化(软硬、干湿)、热风的变化(压力、温度)等因素都会导致最优工况的磨煤机压差目标发生变化，操作人员无法得知，进而磨煤机无法长时间在高经济性情况下运行。另外磨煤机给煤量压差控制方案，极端情况下还会导致满磨的风险，导致停磨、清磨等后续工作。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种磨煤机工况寻优方法和装置，能够自动对制粉工况进行优化，实现节能制粉，提高工况的经济性。
4.本技术实施例提供了一种磨煤机工况寻优方法，所述方法可以包括：
5.在给煤机和磨煤机运行过程中，判断磨煤机电流的变化趋势；
6.根据所述磨煤机电流的变化趋势判断所述磨煤机的初始工况；
7.根据判断出的所述初始工况调整所述给煤机的转速；
8.循环执行以下步骤，直至所述磨煤机电流呈下降趋势：在所述给煤机的转速稳定后再次判断所述磨煤机的工况，并根据再次判断出的所述磨煤机的工况再次调整所述给煤机的转速；
9.根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况确定优选工况，或者根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况和所述磨煤机电流的下降趋势的快慢确定所述优选工况。
10.在本技术的示例性实施例中，所述电流的变化趋势可以包括：第一变化趋势和第二变化趋势；
11.所述第一变化趋势可以包括：持续增加；
12.所述第二变化趋势可以包括：先增加后减小，或者，持续减小。
13.在本技术的示例性实施例中，所述判断磨煤机电流的变化趋势，可以包括：
14.计算所述给煤机的均值电流在第一预设时长内的速率，记作长期速率r1；
15.当所述长期速率r1大于或等于0时，判定所述电流的变化趋势为所述第一变化趋势；
16.当所述长期速率r1小于0时，判定所述电流的变化趋势为所述第二变化趋势。
17.在本技术的示例性实施例中，所述根据所述磨煤机电流的变化趋势判断所述磨煤
机的初始工况，可以包括：
18.当所述磨煤机电流的变化趋势为所述第一变化趋势时，判定所述初始工况为第一工况；所述第一工况下所述磨煤机内的煤量未达到预设的煤量阈值；
19.当所述磨煤机电流的变化趋势为所述第二变化趋势时，判定所述初始工况为第二工况；所述第二工况下所述磨煤机内的煤量达到预设的煤量阈值。
20.在本技术的示例性实施例中，所述根据判断出的所述初始工况调整所述给煤机的转速，可以包括：
21.当所述初始工况为所述第一工况时，增加所述给煤机的转速；
22.当所述初始工况为所述第二工况时，减少所述给煤机的转速。
23.在本技术的示例性实施例中，判断所述给煤机的转速是否稳定，可以包括：
24.计算所述给煤机的均值电流在第二预设时长内的速率，记作短期速率；所述第二预设时长小于所述第一预设时长；
25.判断第三预设时长内所述短期速率的大小；
26.当所述短期速率的绝对值小于预设的速率阈值时，判定所述给煤机的转速稳定；
27.当所述短期速率的绝对值大于或等于所述速率阈值时，判定所述给煤机的转速未稳定。
28.在本技术的示例性实施例中，所述在所述给煤机的转速稳定后再次判断所述磨煤机的工况，可以包括：
29.根据所述长期速率和所述短期速率的大小以及所述初始工况以及再次判断所述磨煤机的工况；
30.其中，根据所述长期速率和所述短期速率的大小以及所述初始工况以及再次判断所述磨煤机的工况，可以包括：
31.当所述初始工况为所述第一工况时：
32.如果所述长期速率大于或等于0，所述短期速率的绝对值小于所述速率阈值，则判定所述磨煤机的工况为所述第一工况；
33.如果所述长期速率大于或等于0，所述短期速率的绝对值大于或等于所述速率阈值，则判定所述磨煤机的工况未稳定；
34.如果所述长期速率小于0，则判定所述磨煤机的工况为所述第二工况；
35.当所述初始工况为所述第二工况时：
36.如果所述长期速率大于或等于0，所述短期速率大于或等于0，则判定所述磨煤机的工况为所述第二工况；
37.如果所述长期速率小于0，则判定所述磨煤机的工况为所述第一工况；
38.如果所述长期速率小于或等于0，所述短期速率大于预设的下限速率阈值，则判定所述磨煤机的工况为所述第一工况。
39.在本技术的示例性实施例中，所述根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况确定优选工况，可以包括：
40.当根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况为所述第一工况时，将增加最后一次所述给煤机的转速之前的工况确定为优选工况。
41.在本技术的示例性实施例中，所述根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出
的工况和所述磨煤机电流的下降趋势的快慢确定所述优选工况，可以包括：
42.当根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况为所述第二工况时：
43.如果所述磨煤机电流的下降速率小于或等于预设的第一速率，则将当前工况作为所述优选工况；
44.如果所述磨煤机电流的下降速率大于所述第一速率，则增大所述给煤机的转速，当所述磨煤机电流的下降速率小于或等于所述第一速率时，将当前工况作为所述优选工况。
45.本技术实施例还提供了一种磨煤机工况寻优装置，可以包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现所述的磨煤机工况寻优方法。
46.与相关技术相比，本技术实施例可以包括：在给煤机和磨煤机运行过程中，判断磨煤机电流的变化趋势；根据所述磨煤机电流的变化趋势判断所述磨煤机的初始工况；根据判断出的所述初始工况调整所述给煤机的转速；循环执行以下步骤，直至所述磨煤机电流呈下降趋势：在所述给煤机的转速稳定后再次判断所述磨煤机的工况，并根据再次判断出的所述磨煤机的工况再次调整所述给煤机的转速；根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况确定优选工况，或者根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况和所述磨煤机电流的下降趋势的快慢确定所述优选工况。通过该实施例方案，实现了自动对制粉工况进行优化，实现了节能制粉，提高了工况的经济性。
47.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
48.附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
49.图1为本技术实施例的磨煤机工况寻优方法流程图；
50.图2为本技术实施例的磨煤机工况寻优方法示意图；
51.图3为本技术实施例的磨煤机工况寻优装置组成框图。
具体实施方式
52.本技术描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本技术所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
53.本技术包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本技术已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元
件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本技术中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
54.此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本技术实施例的精神和范围内。
55.本技术实施例提供了一种磨煤机工况寻优方法，如图1、2所示，所述方法可以包括步骤s101-s105：
56.s101、在给煤机和磨煤机运行过程中，判断磨煤机电流的变化趋势。
57.s102、根据所述磨煤机电流的变化趋势判断所述磨煤机的初始工况。
58.s103、根据判断出的所述初始工况调整所述给煤机的转速。
59.s104、循环执行以下步骤，直至所述磨煤机电流呈下降趋势：在所述给煤机的转速稳定后再次判断所述磨煤机的工况，并根据再次判断出的所述磨煤机的工况再次调整所述给煤机的转速。
60.s105、根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况确定优选工况，或者根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况和所述磨煤机电流的下降趋势的快慢确定所述优选工况。
61.在本技术的示例性实施例中，在实施本技术实施例方案之前，可以首先确保以下信息正常：给煤量、给煤机转速、磨煤机电流、磨煤机入口负压、给煤机出口温度、粗粉分离器出口负压等。
62.在本技术的示例性实施例中，在实施本技术实施例方案之前，还要确保制粉系统运行正常，判断制粉系统运行是否正常，可以包括：判断磨煤机入口负压是否未长时间异常、判断给煤量是否在正常范围内、判断给煤机转速是否在正常范围内、判断磨煤机出口温度是否未长时间异常、判断粗粉分离器出口负压是否在正常范围内。
63.在本技术的示例性实施例中，制粉系统运行不正常时，可以直接切除本技术实施例方案并报警。
64.在本技术的示例性实施例中，要判断的所述电流的变化趋势可以包括：第一变化趋势和第二变化趋势；
65.所述第一变化趋势可以包括：持续增加；
66.所述第二变化趋势可以包括：先增加后减小，或者，持续减小。
67.在本技术的示例性实施例中，在判断磨煤机电流的变化趋势之前，可以首先对磨煤机电流进行滤波处理，用于计算后续的长期速率r1和短期速率r2。
68.在本技术的示例性实施例中，所述判断磨煤机电流的变化趋势，可以包括：
69.计算所述给煤机的均值电流在第一预设时长内的速率，记作长期速率r1；
70.当所述长期速率r1大于或等于0时，判定所述电流的变化趋势为所述第一变化趋
势；
71.当所述长期速率r1小于0时，判定所述电流的变化趋势为所述第二变化趋势。
72.在本技术的示例性实施例中，第一预设时长的数值可以根据不同的应用场景自行定义，在此对于第一预设时长的详细数值不做限定。
73.在本技术的示例性实施例中，该第一预设时长可以包括：8-12分钟，例如，可以选择10分钟。
74.在本技术的示例性实施例中，在10分钟内r1持续满足r1≥0，可以判定所述磨煤机电流在持续增长。反之，在10分钟之内r1持续满足r1＜0，可以判定所述磨煤机电流在减小，可能是持续减小，也可能是增加值逐渐减少后电流开始减小，即先增加后减小。
75.在本技术的示例性实施例中，磨煤机启动阶段的速率可以不考虑，长周期速率(即长期速率r1)主要是考虑10分钟内的总体变化趋势，短暂的波动体现不出来，所以后续内容增加短周期速率(即短期速率r2)，判断工况是否已稳定，同时短周期速率也体现当前的变化趋势，在后续内容中会做详细介绍。
76.在本技术的示例性实施例中，可以将r1数值的大小作为本技术实施例的工况优化方案的触发条件，具体条件可以包括：如果r1的数值在第一预设时长内大于设定的上限阈值，例如，10分钟内变化0.5安，即|r1|≥0.5，则可以进入本技术实施例方案进行磨煤机工况自动寻优。
77.在本技术的示例性实施例中，在磨煤机工况自动寻优过程中，如果电流信号品质差和/或转速信号品质差，均可以直接停止磨煤机工况自动寻优。
78.在本技术的示例性实施例中，所述根据所述磨煤机电流的变化趋势判断所述磨煤机的初始工况，可以包括：
79.当所述磨煤机电流的变化趋势为所述第一变化趋势时，判定所述初始工况为第一工况；所述第一工况下所述磨煤机内的煤量未达到预设的煤量阈值；
80.当所述磨煤机电流的变化趋势为所述第二变化趋势时，判定所述初始工况为第二工况；所述第二工况下所述磨煤机内的煤量达到预设的煤量阈值。
81.在本技术的示例性实施例中，在给煤机的转速逐渐增加过程中，如果磨煤机电流持续增加，则说明磨煤机内仍然具有煤的增加空间(例如，所述磨煤机内的煤量未达到预设的煤量阈值)，则可以判定磨煤机的初始工况为第一工况m1。
82.在本技术的示例性实施例中，在给煤机的转速逐渐增加过程中，如果磨煤机电流出现先增加后减小，或者持续减小的变化趋势，则说明磨煤机内已经不具有煤的增加空间(例如，所述磨煤机内的煤量已未达到预设的煤量阈值)，则可以判定磨煤机的初始工况为第一工况m2。
83.在本技术的示例性实施例中，在判断出磨煤机的初始工况以后，可以所述初始工况调整所述给煤机的转速。
84.在本技术的示例性实施例中，所述根据判断出的所述初始工况调整所述给煤机的转速，可以包括：
85.当所述初始工况为所述第一工况m1时，增加所述给煤机的转速；
86.当所述初始工况为所述第二工况m2时，减少所述给煤机的转速。
87.在本技术的示例性实施例中，根据初始工况(第一工况m1或第二工况m2)进行相应
的给煤机转速调整以后，可以等给煤机的转速稳定后再次判断磨煤机的工况。
88.在本技术的示例性实施例中，磨煤机工况是通过电流变化趋势进行判断的，对给煤机的转速进行调整后，等到给煤机的转速稳定时磨煤机电流变化趋势才能稳定，才能准确判断磨煤机工况，这个过程需要一定时长，因此，可以在根据初始工况(第一工况m1或第二工况m2)对给煤机转速进行相应的调整以后，等待一定时长(例如10分钟)，等到给煤机的转速稳定后再次判断磨煤机的工况。
89.在本技术的示例性实施例中，判断所述给煤机的转速是否稳定，可以包括：
90.计算所述给煤机的均值电流在第二预设时长内的速率，记作短期速率r2；所述第二预设时长小于所述第一预设时长；
91.判断第三预设时长内所述短期速率r2的大小；
92.当所述短期速率r2的绝对值小于预设的速率阈值时，判定所述给煤机的转速稳定；
93.当所述短期速率r2的绝对值大于或等于所述速率阈值时，判定所述给煤机的转速未稳定。
94.在本技术的示例性实施例中，第二预设时长的数值可以根据不同的应用场景自行定义，在此对于第二预设时长的详细数值不做限定。
95.在本技术的示例性实施例中，该第二预设时长可以包括：1-3分钟，例如，可以选择2分钟。
96.在本技术的示例性实施例中，该速率阈值可以包括：0.0005-0.0010，例如，可以选择0.0008。
97.在本技术的示例性实施例中，在2分钟内r2持续满足|r2|≥0.0008，可以判定所述磨煤机电流在极短时间内的变化还比较大，因此可以判定为不稳定。反之，在2分钟内r2持续满足|r2|＜0.0008，可以判定所述磨煤机电流在极短时间内的变化比较小，因此可以判定为稳定。
98.在本技术的示例性实施例中，再次判断磨煤机的工况可以跟前述方案一样，通过判断磨煤机电流的变化趋势来实现，还可以根据所述长期速率和所述短期速率的大小以及所述初始工况以及再次判断所述磨煤机的工况。
99.在本技术的示例性实施例中，所述根据所述长期速率和所述短期速率的大小以及所述初始工况以及再次判断所述磨煤机的工况，可以包括：
100.当所述初始工况为所述第一工况m1时：
101.如果所述长期速率大于或等于0，所述短期速率的绝对值小于所述速率阈值，则判定所述磨煤机的工况为所述第一工况m1；
102.如果所述长期速率大于或等于0，所述短期速率的绝对值大于或等于所述速率阈值，则判定所述磨煤机的工况未稳定；
103.如果所述长期速率小于0，则判定所述磨煤机的工况为所述第二工况m2；
104.当所述初始工况为所述第二工况m2时：
105.如果所述长期速率大于或等于0，所述短期速率大于或等于0，则判定所述磨煤机的工况为所述第二工况m2；
106.如果所述长期速率小于0，则判定所述磨煤机的工况为所述第一工况m1；
107.如果所述长期速率小于或等于0，所述短期速率大于预设的下限速率阈值，则判定所述磨煤机的工况为所述第一工况。
108.在本技术的示例性实施例中，如图2所示，在判断一中可以判断出初始工况，该初始工况可以为第一工况m1或第二工况m2；在初始工况为第一工况m1时，增加给煤机的固定转速，在初始工况为第二工况m2时，减少给煤机的固定转速。在等待十分钟，等到给煤机转速稳定后，可以分别通过判断二和判断三来在此判断磨煤机工况。
109.在本技术的示例性实施例中，在判断一中判断初始工况时，可以采用下述方案判断：如果满足r1≥0，且|r2|＜0.0008，可以判定所述磨煤机的工况为所述第一工况m1，增加给煤机转速；如果满足r1≥0，且|r2|≥0.0008，可以判定当前加给煤机转速尚未稳定，可以保持当前转速；如果满足r1＜0，可以判定所述磨煤机的工况为所述第二工况m2，可以减少给煤机固定转速。
110.在本技术的示例性实施例中，在判断二中，如果满足r1≥0，且|r2|＜0.0008，可以判定所述磨煤机的工况为所述第一工况m1，增加给煤机转速；如果满足r1≥0，且|r2|≥0.0008，可以判定当前加给煤机转速尚未稳定，可以保持当前转速；如果满足r1＜0，可以判定所述磨煤机的工况为所述第二工况m2，可以减少给煤机固定转速。
111.在本技术的示例性实施例中，在判断三中，如果满足r1≥0，且|r2|≥0，可以判定所述磨煤机的煤量达到煤量阈值，判定所述磨煤机的工况为所述第二工况m2，可以继续减少给煤机固定转速；如果满足r1＜0，可以判定所述磨煤机的煤量未达到煤量阈值，判定所述磨煤机的工况为所述第一工况m1，增加给煤机转速；如果满足r1≤0，且|r2|＞-0.0008，可以判定当前煤减多了，所述磨煤机的煤量未达到煤量阈值，判定所述磨煤机的工况为所述第一工况m1。
112.在本技术的示例性实施例中，所述根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况确定优选工况，可以包括：
113.当根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况为所述第一工况m1时，将增加最后一次所述给煤机的转速之前的工况确定为优选工况。
114.在本技术的示例性实施例中，例如，如果磨煤机的初始工况在第一工况m1，则持续增肌给煤机转速，给煤机转速稳定后可以再次判断磨煤机工况，如果再次判断出在第一工况m1，继续循环增加给煤机转速，直至出现磨煤机电流下降趋势，增加最后一次给煤机转速前工况为优选工况，按照此工况进行运行。
115.在本技术的示例性实施例中，所述根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况和所述磨煤机电流的下降趋势的快慢确定所述优选工况，可以包括：
116.当根据最后一次所述给煤机的转速稳定后判断出的工况为所述第二工况m2时：
117.如果所述磨煤机电流的下降速率小于或等于预设的第一速率，则将当前工况作为所述优选工况；
118.如果所述磨煤机电流的下降速率大于所述第一速率，则增大所述给煤机的转速，当所述磨煤机电流的下降速率小于或等于所述第一速率时，将当前工况作为所述优选工况。
119.在本技术的示例性实施例中，例如，如果磨煤机初始工况在第二工况m2，则减少给煤机转速，给煤机转速稳定后再次判断磨煤机工况，如果再次判断出仍在第二工况m2，则继
续循环减少给煤机转速，直至出现磨煤机电流下降趋势，咱判断：1)如果电流下降趋势比较缓慢，将当前工况作为优选工况，按照此工况进行运行；2)如果电流下降趋势较快，则增大所述给煤机的转速，当电流下降趋势比较缓慢时，将当前工况作为优选工况；或者，如果增大所述给煤机的转速，磨煤机工况进入第一工况m1时，可以进行第一工况m1下的工况寻优逻辑。
120.在本技术的示例性实施例中，至少包括以下优势：
121.1、经济性效果：磨煤机在高经济性工况下运行，能有效减少磨煤机电耗，并可以缩短磨煤机的运行时长，延长磨煤机大修周期。
122.2、克服工况变化：钢球量的变化、煤质的变化(软硬、干湿)等外部因素均会导致工况变化，不同工况下的最优给煤机转速也不同，本技术实施例方案根据电流变化趋势进行自动寻优，完成在不同工况下的优选给煤机转速，达到持续优化，持续节能的目的。
123.本技术实施例还提供了一种磨煤机工况寻优装置1，如图3所示，可以包括处理器11和计算机可读存储介质12，所述计算机可读存储介质12中存储有指令，当所述指令被所述处理器11执行时，实现所述的磨煤机工况寻优方法。
124.在本技术的示例性实施例中，前述的磨煤机工况寻优方法中的任意实施例均可以适用于该装置实施例中，在此不再一一赘述。
125.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。