我國水泥廠中,大多數(shù)球磨機還處于人工手動控制的狀態(tài),造成磨機內物料變化大、粉磨效率低、單位電耗大、鋼球和襯板損耗大等現(xiàn)象。而且,由于粉磨狀態(tài)變化大,導致了水泥細度及煤粉細度的均勻度也難以保證。
節(jié)能球磨機節(jié)能基本原理
球磨機內物料、鋼球和襯板相互碰撞產(chǎn)生噪音,該噪音隨著球磨機內物料量的變化而變化。物料較少時,鋼球、襯板碰撞的幾率大、能量大,產(chǎn)生的噪
音大;隨著物料量增多時,因為物料的不斷填充,鋼球、襯板碰撞的幾率減小、能量變小,產(chǎn)生的噪音也減小。因此,用音頻傳感器就可以檢測到球磨機內物料量變
化的多少。球磨機自控節(jié)能設備正是通過借助測量學、電子學、聲學等多學科知識,進一步通過音頻變送器對代表物料量的信號進行放大、濾波和噪音特征譜識別,
輸出符合DDZIII型儀表標準、正比于球磨機內物料量的直流電流信號,以此達到節(jié)能控制的效果。該傳感變送器還具有Profibus現(xiàn)場總線接口,可方
便地與現(xiàn)場總線系統(tǒng)對接。
球磨機節(jié)能技術的應用
球磨機是一個大慣性、純滯后、動態(tài)特性復雜的對象,數(shù)學模型難以建立,而且其數(shù)學模型隨著時間變化也在緩慢變化著。針對球磨機運行的這一特
點,其基本控制策略適于采用模糊PI。模糊PI是近幾年發(fā)展起來的一種PID改進算法,這種控制方法不需要知道被控對象的數(shù)學模型,可以根據(jù)運行人員的實
際經(jīng)驗總結模糊控制規(guī)律,并在被控量接近給定值時,采用PI控制,以保證被控量快速、穩(wěn)定地運行在給定值上。我們的研究表明,該模糊PI控制器能夠獲得良
好的動、靜態(tài)控制性能,可以保證球磨機內的物料量快速準確地穩(wěn)定在設定值。
深入分析球磨機的工作特性曲線,有助于尋找球磨機的最佳工作點,即球磨機的最大出力點。
音頻信號是隨著球磨機內物料量的增加而遞減的,為了方便起見,我們在音頻變送器中對信號進行了簡單的處理,把遞減的音頻特性曲線轉換成遞增的曲線,這時信號大就表示球磨機內的物料量多。通過對磨煤機特性曲線的分析可以得到以下一些結論。
(1)球磨機的最大出力點即最佳工作點在信號最大處;
(2)在球磨機的運行中,當其內物料量較少時,因鋼球相互碰撞導致球磨機噪音(即音頻)信號較強;隨著其內物料量的不斷增加,鋼球間的空隙逐漸被物料填
滿,因而球磨機噪音信號逐漸減弱。當球磨機出力達到最大時,鋼球間填滿了物料,噪音信號也就基本不變了?梢岳迷胍羟到達最大出力點后變化率很小這一
特性,來跟蹤球磨機最佳工作狀態(tài)。
(3)球磨機的運行范圍可劃分為3個區(qū)間。可以看出:球磨機工作在I區(qū)時耗電量較大,出力較小,顯然不合適;工作在III區(qū)時易出現(xiàn)滿物料現(xiàn)象,發(fā)生飽磨現(xiàn)象。II區(qū)是最佳的運行區(qū)域,并且應盡可能使球磨機的工作點向f2點靠攏。
隨著時間的變化,曲線會發(fā)生漂移,但各曲線的相對位置不變,采用在線自適應方法可以實時跟蹤最大出力點,保證球磨機始終運行在最佳工況。
通過以上對球磨機工作特性分析,結合一套球磨機自適應節(jié)能技術,可以使球磨機始終工作在最大出力點,提高了生產(chǎn)效率,從而達到了節(jié)能目的。
通過韶峰水泥廠等企業(yè)實踐證明,該球磨機節(jié)能系統(tǒng)投入運行后,磨機產(chǎn)量提高5%以上、磨機電耗降低8%以上、產(chǎn)品細度提高2%以上、研磨體消耗量下降10%~20%、設備運轉率提高10%,各項指標都達到要求。
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