1 概述
管磨机的基本特性是长滞后,即喂料流量变化后,需要经过较长时间才能使出磨物料流量产生变化。由于磨机的长滞后特性,加上入磨物料物理性能如粒度、湿度和易磨性等的变化,以及磨机衬板和研磨体的变化,使磨机负荷(即磨内填充量)控制变得更加复杂和困难。在上述变化因素一定的条件下,不论开流磨或闭流磨都有一个最佳的磨内填充量。如果能保持磨机负荷或磨内填充量为一定值或某一范围,则可使磨机台时产量达到最高,单位电耗最低,节能效果最佳,使磨机长期稳定运行在最佳工况,防止空磨和饱磨。
为了控制磨机的产量,必须检测反映磨机负荷的物理量。对闭路磨来说,常用的物理量有三个:磨机一仓磨音;提升机有功功率;粗粉回粉流量。根据我们的经验,最有效的是一仓磨音。因为磨音信号对磨内负荷反应最快、最准、最稳,是球磨机自动控制的关键参数。当然检测磨音的仪器必须稳定、可靠、准确。合肥水泥研究设计院自动化所研制的SHZ—Ⅱ(模拟显示)和SHZ—Ⅲ(数字显示)磨音测量仪,由于它采用全密封检测头,可长期稳定工作于多粉尘、高湿度环境,且不受邻近磨机干扰。该技术可适用于各类球磨机,如干法、湿法、开流、闭流的各种生料磨、水泥磨、煤磨等。
2 参数检测
SHZ—Ⅱ或SHZ—Ⅲ磨音测量仪的显示值只反映磨内料/球比,每台磨机的最佳磨音为恒值。该最佳值不会随装球量的变化或钢球磨损而变化。如松江水泥厂已使用7年,其最佳磨音值仍是115dB(该厂磨房内有三台生料磨,各台磨机的磨音值互不干扰)。操作员可根据磨音高、低来控制磨机的加、减料。
又如洛阳水泥厂日产1000t/d新线生料磨最佳磨音值为110dB,装球量为设计值的50%、70%、90%时最佳磨音声强始终为110dB。只要控制在最佳值附近,决不会发生空磨和饱磨。最佳磨音值的确定方法是这样的:与经验丰富的磨工相配合,经2～3d的摸索,即可知本台磨机最佳磨音控制值。以后即以此值为标准,磨音偏低时减少喂料量,磨音偏高时增加喂料量。
前苏联在1980年曾经用压电陶瓷检测磨机轴瓦的振动,事实证明新测得的数值,与磨机的总质量有关,即与钢球的装载量和研磨体及衬板的磨损有密切的关系,在某一特定时刻,其测量值能反映磨内物料的多少,一旦重新换球或研磨体等磨损后,其测量值将有较大的变化,没有固定的最佳值,操作员无法根据指示值进行操作。
3 球磨机产量自控系统的组成
事实证明,简单模拟调节仪表不可能实现球磨机产量自动控制。用较多的模拟仪表虽然也可完成自控任务,但系统过于复杂,投资高于计算机,且系统很难调试。使用计算机控制,要求控制软件适合被控磨机的特性。
对开流磨,一般只需选用一个检测参数,即一仓磨音;对闭流磨,若出磨提升机能力有一定富裕时,也可只用一仓磨音作为被控参数。只有在提升机能力较低,限制磨机产量提高时,才有必要用一仓磨音和提升机功率两个控制参数。其它如回粉流量、磨机入口、出口差压、主电机功率、轴瓦振动、磨体振动等参数,在一定条件下也能反映磨内工况,但因滞后时间太长或没有固定的最佳值,无法用于自动控制。图中自动控制系统的执行机构为喂料电子秤,但也可以是滑差电机调速圆盘或其它可以线性无级调速的喂料设备。
4 结束语
磨机的磨音检测和控制系统总投资4.5万元,以Φ2.2×6.5m磨机为例,一年节省的电费就可收回全部投资。如果仅使用磨音测量仪,只需投资0.5万元,操作员就可在操作室及时准确监视磨机的运行,实现人工监控,达到减轻工人劳动强度、提高产量、降低电耗的目的。
该控制系统还具有以下优点:
(1)保证生产过程稳定,可减少饱磨、空磨;
(2)降低电耗10%左右,台时产量提高15%左右;
(3)稳定配比,提高化学成分合格率;
(4)降低操作员劳动强度,保护工人身体健康;
(5)喂料量自动控制,自控系统投运率100%。
