球磨分級生產(chǎn)線是廣泛用于水泥、電力等工業(yè)中耗電量較大的設(shè)備，如何對其進(jìn)行自動控制，使之保持在 狀態(tài)下運行節(jié)能與節(jié)電，是多年來的一一項技術(shù)難題。本文提供的測量裝料量(料位)并加以控制的方法，經(jīng)實踐證明是行之有效的。

　　1、球磨分級生產(chǎn)線與 裝料量

　　球磨分級生產(chǎn)線是一種連續(xù)旋轉(zhuǎn)運行的機械，一邊輸入原料(石料、煤)，一邊輸出產(chǎn)品(石粉、煤粉)。輸入原料用刮板式給料機，改變其轉(zhuǎn)速即可凋整給料量。球磨分級生產(chǎn)線運行13寸，滾筒內(nèi)壁由具有一定形狀的護(hù)板及離心力作用，將鋼球和原料帶到一定高度，后沿拋物線落下。鋼球和原料連續(xù)落到由鋼球、原料和料粉組成的混和物層上，將原料撞擊成為粉，產(chǎn)生的沖擊力傳給滾筒，起到激振作用。這是自隨機載荷激振，簡體受到這種激振力后的響應(yīng)，可視為平穩(wěn)隨機振動。其有效值與裝料量(料位)有關(guān)。裝料量不同，滾筒下部的混和物層厚度就不同，如裝料量過大，鋼球和原料的下落距離變短，撞擊動量減小，進(jìn)而生產(chǎn)過程過長，造成電能浪費;反之裝料量過小，則設(shè)備出力小，也會使電能浪費。我們通過試驗和計算找到 裝料量，使得球磨分級生產(chǎn)線在單位電能消耗下產(chǎn)出的制粉量達(dá)到 (即kg/kWh )，從而達(dá)到節(jié)能節(jié)電的目的。2、裝料量測量和壓電加速度傳感器

　　多年來人們一直在研究球磨分級生產(chǎn)線裝料量的測量。因為球磨分級生產(chǎn)線是連續(xù)運行生產(chǎn)的，滾筒密閉旋轉(zhuǎn)給測量造成困難。曾有人在滾筒進(jìn)出口用壓差信號來反映滾筒中的裝煤量，也有人用滾筒聲音信號來測量，都因各種干擾問題而未能推廣。這里采用壓電式加速度傳感器測量滾筒運行時受到激振力后產(chǎn)生振動的方法，來測量裝料量，實踐證明是可行的。如用壓電陶瓷傳感器和配套電路(輸出0～10mADC)來測量裝料量，找到傳感器輸出電流與裝料量的單值對應(yīng)關(guān)系(圖1)。圖1所示曲線是在沈陽某廠所測。該圖顯示，完全停止向球磨分級生產(chǎn)線供料但仍維持料粉的輸出量時，滾筒裝料量減少引起的傳感器輸出電流I。變化的情況。此實驗有良好的復(fù)現(xiàn)性，其靈敏度與球磨分級生產(chǎn)線大小有關(guān)。

　　加速度傳感器的敏感元件是由石英或鈦酸鋇等按一定工藝要求制成的壓電晶片。在規(guī)定的平行平面上施加外力時，晶片發(fā)生變形和內(nèi)部極化，并在受力表面上產(chǎn)生電荷。為了得到較高的靈敏度，常用多片壓電晶片組成傳感器。如用兩片壓電晶片并接后構(gòu)成的壓電式傳感器。

　　當(dāng)晶片受到均勻外力F作用時，金屬膜極板上聚集的電荷為q=DF(1)式中：q一電荷D一壓電常數(shù)因晶片為絕緣體，壓電傳感器在電路中相當(dāng)于一個電容器(或電荷發(fā)生器)，電容C為c=(2)O。

　　式中：￡一真空中介電常數(shù)￡一壓電材料的相對。電常數(shù)A一晶片工作面積一晶片厚度，即金屬膜板間距離。

　　如圖2采用并聯(lián)接法，電容量大，輸出電荷量大，時間常數(shù)較大，故適用于信號變化不太快和以電荷量輸出的場合，其等效電路可以看成一個與電容并聯(lián)的電荷源，如圖2c，Q=2q。為放大此信號，采用電荷放大器。電壓與傳感器所產(chǎn)生的電荷q成正比，與反饋電容C成反比，與輸入電路電容無關(guān)。導(dǎo)線分布電容及變化也不影響輸出。這對儀器的分度和更換電纜都有方便之處。圖4給料機不同裝料量時的功率曲線與轉(zhuǎn)數(shù)壓電式測振傳感器有多種安裝位置和方法。這里將測點選擇在球磨分級生產(chǎn)線的前軸承座上，如圖3所示。傳感器的安裝固定，應(yīng)注意盡量使傳感器的主軸方向與被測振動方向一致。 用鋼制螺栓直接固定，中問不加墊圈等可能減少振動的物體，以得到 的安裝共振頻率。

　　球磨分級生產(chǎn)線軸承座的振動來自多方面，如傳動系統(tǒng)的振動、滾筒質(zhì)量不平衡的振動、安裝幾何誤差引起的振動、鋼球和原料下落撞擊簡體的振動等。但各個振源造成的振動，其振動頻率和振幅值不同。經(jīng)過對現(xiàn)場振動信號進(jìn)行功率曲線分析，可以找到振動信號中頻率在1000Hz以上的部分與球磨分級生產(chǎn)線裝料量有明顯的對應(yīng)關(guān)系。在控制和測量時，可適當(dāng)選擇帶通濾波器，以便選出能反映球磨分級生產(chǎn)線裝料量變化的有效信號給料機功率曲線和轉(zhuǎn)數(shù)見圖4。3、球磨分級生產(chǎn)線的節(jié)能節(jié)電控制

　　由于生產(chǎn)過程不同，對于球磨分級生產(chǎn)線的控制可以有不同的要求。如發(fā)電廠的球磨分級生產(chǎn)線是鍋爐、汽輪發(fā)電機等熱工控制對象的一部分，對它的控制應(yīng)和整個熱工過程控制一并考慮。這里僅從節(jié)約電能的角度來討論一下控制方案。首先應(yīng)通過多次試驗找出 裝料量時(即kg/kWh )所對應(yīng)的信號電壓(或電流)作為控制系統(tǒng)的給定值V，以球磨分級生產(chǎn)線實際運行時的裝料量的電壓(或電流)信號作為被控量V，通過對二者比較的偏差信號△V=VV來控制給料機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整給料量，從而使球磨分級生產(chǎn)線的裝料量為 裝料量，達(dá)到節(jié)約用電的目的。根據(jù)這一思路可組成以球磨分級生產(chǎn)線為控制對象的閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可以開發(fā)用單片機采樣的計算機控制系統(tǒng)，相信它的開發(fā)會節(jié)約大量電能。

　　ALPA的球磨分級生產(chǎn)線，球磨機、分級機配合得當(dāng)，能夠優(yōu)勢互補、效率很高，產(chǎn)量大、運行穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

　　球磨分級生產(chǎn)線中的球磨機

　　安全按德國礦物加工要求設(shè)計;優(yōu)化了球磨機的長徑比;篦板式磨尾出料，出料順暢，無漲磨現(xiàn)象，筒體無須冷卻;襯板和研磨介質(zhì)，按德國材質(zhì)要求制作;研磨介質(zhì)，按產(chǎn)品要求合理配比，高填充率，高效率;優(yōu)化了驅(qū)動器和研磨能耗的匹配，節(jié)省能耗;和分級機形成封閉系統(tǒng)，負(fù)壓運輸，無粉塵。

　　球磨分級生產(chǎn)線中的分級機

　　選用埃爾派公司的HTS(FW)多轉(zhuǎn)子分級機;確保更佳的頂點切割;可調(diào)節(jié)沖洗氣流，提高分級效率;物料直接進(jìn)入分級區(qū)不被分級后粗粉混染;優(yōu)化轉(zhuǎn)子設(shè)計達(dá)到低能耗;可通過分級機的不同排列調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度分布，滿足不同產(chǎn)品的技術(shù)要求。

　　球磨分級生產(chǎn)線中的定量系統(tǒng)

　　球磨機的給料采用定量系統(tǒng)，即使物料的密度發(fā)生變化，也可以穩(wěn)定給料;分級機的給料采用定量系統(tǒng)，并與球磨機的出料互鎖，確保系統(tǒng)運行和產(chǎn)品粒度的穩(wěn)定性;高精度計量泵，根據(jù)產(chǎn)品細(xì)度要求，以準(zhǔn)確的時間和劑量將研磨助劑噴入磨機內(nèi);氣流調(diào)節(jié)閥帶有氣流測量系統(tǒng)，可實現(xiàn)分級氣流的流量和流速準(zhǔn)確控制。

　　按礦物量身訂制

　　球磨機的選配根據(jù)礦物的硬度、可磨性、加工粒度和產(chǎn)量采用非標(biāo)設(shè)計，襯板形狀和球(段)級配根據(jù)多年工程實踐經(jīng)驗量身訂制，提高球磨機的研磨效率，降低產(chǎn)品能耗。

　　按細(xì)度選機型

　　分級機的選配可根據(jù)產(chǎn)品的不同細(xì)度選擇不同的機型，F(xiàn)W系列分級機可適應(yīng)于D97：3～20微米產(chǎn)品的分級，F(xiàn)L系列分級機可適應(yīng)于D97： 8～45微米產(chǎn)品的分級，每臺分級機都具有很寬的產(chǎn)品調(diào)節(jié)范圍，市場適應(yīng)范圍廣。

　　產(chǎn)品粒度控制靈活

　　當(dāng)一條生產(chǎn)線同時生產(chǎn)多個品種時，我們可對多臺分級機串聯(lián)使用，通過粗細(xì)分級機的優(yōu)化組合，確保產(chǎn)品的能耗低，粒度分布調(diào)整方便， 球磨機的過磨現(xiàn)象低。

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