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河南豫暉詳細介紹球磨機制粉系統(tǒng)的研究控制
創(chuàng)建時間 2013-12-19 作者 球磨機 瀏覽 QQ留言 產(chǎn)品咨詢 聯(lián)系電話:13803857310

        球磨機主要是用來對各種礦石物料進行研磨、磨碎,其制粉系統(tǒng)直接影響著球磨機的研磨成果,對制粉系統(tǒng)的研究分析能有效控制其研磨后成品的規(guī)格質量。今天豫暉專家就對球磨機制粉系統(tǒng)的特性分析、影響制粉系統(tǒng)運行的因素、控制算法設計及應用實例與效果分析的問題展開系統(tǒng)地講解。
       1、球磨機制粉系統(tǒng)特性分析
       球磨機中貯式制粉系統(tǒng)結構如圖1i所示以給煤為例。
球磨機中貯式制粉系統(tǒng)結構

         通常采用1爐2臺球磨機配置,根據(jù)鍋爐負荷需要和球磨機制粉能力,運行其中的1臺或2臺球磨機。球磨機出力主要由研磨出力、干燥出力、通風出力3個因素決定,制粉系統(tǒng)出力取決于3個出力中的較小值,因此本文對制粉系統(tǒng)的動態(tài)特性進行分析,針對球磨機的負荷、出口溫度、入口負壓3個回路展開。
         研磨出力指球磨機在單位時間內(nèi)磨制磨粉的能力,其出力的大小與球磨機的存煤量、鋼球量、鋼球級配、襯板磨損等有關。在鋼球、襯板等條件一定時,存在一個較佳負荷,此時研磨出力較大,電耗較低,對應的研磨單耗較低。球磨機存煤量的改變對系統(tǒng)風溫和風壓有一定影響,隨著球磨機負荷的增加,其出口溫度會降低,出入口壓差增大。在正常工況下運行調(diào)整時,由于該影響較小,可以作為其它2個回路的擾動處理。干燥出力指制粉系統(tǒng)將濕磨粉烘干加熱到規(guī)定溫度的能力。煤只有被完全干燥后才便于研磨和輸送。在增大熱風門開度增加球磨機干燥出力時,球磨機通風出力也隨之增強。通風出力指制粉系統(tǒng)的攜粉能力,通風量越大,系統(tǒng)所能輸送的磨粉量也就越大,但風量過大會導致攜帶磨粉過粗。通風出力通過調(diào)整再循環(huán)風門開度(熱風送粉系統(tǒng))進行控制。由于干燥出力和通風出力2個回路是通過熱風門和再循環(huán)風門調(diào)整、相互間有較強的耦合作用,在控制算法中必須進行解耦才能取得較好的控制效果。
        綜上所述,對制粉系統(tǒng)實施自動控制需考慮以下問題。
        (1)大慣性、大滯后,表現(xiàn)為球磨機負荷設定值變化后,球磨機存煤量并不是立即改變,而是緩慢變化。
        (2)強耦合,表現(xiàn)為調(diào)整干燥出力和通風出力時,在增大熱風門開度提高球磨機出口溫度的同時也會使通風量增加;在增大再循環(huán)風門開度增加通風量的同時會導致球磨機出口溫度降低,干燥出力減小。
        (3)模型時變,制粉系統(tǒng)在運行過程中存在很多可變因素,有些因素會導致系統(tǒng)整體的變化,進而改變系統(tǒng)運行工況。如鋼球、襯板的磨損,執(zhí)行機構的老化,風門線性度變差,通風管道漏風,球磨機軸承漏粉等。隨系統(tǒng)工況改變,原較優(yōu)工況發(fā)生變化,需及時調(diào)整控制器參數(shù)。
        2、影響制粉系統(tǒng)經(jīng)濟運行的因素
        球磨機、排粉機是制粉系統(tǒng)的主要耗電設備,系統(tǒng)正常運行時其電耗不會有明顯變化。制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟運行主要為提高系統(tǒng)的出力來降低制粉單耗。在正常情況下,影響制粉系統(tǒng)出力的主要因素有:(1)通風量太小時,不能及時將磨粉送出,使得部分粉過度磨制,系統(tǒng)出力降低;通風量太大,使排粉機電耗增加,且?guī)ё叩哪シ圯^粗。
        (2)通風溫度太低,磨粉得不到充分干燥,將使磨粉的可磨性變差,系統(tǒng)出力降低;通風溫度過高時,又容易引起球磨機內(nèi)爆。
        (3)球磨機存煤量過小,鋼球下落的動能只有一部分用于研磨,另一部分消耗于鋼球的空撞磨損;球磨機存煤量過大時則鋼球下落高度減小,鋼球間煤層加厚,部分能量消耗于煤層的變形,研磨出力降低,嚴重時將造成筒體堵塞。
         3、控制算法設計
         從對球磨機中貯式制粉系統(tǒng)經(jīng)濟運行影響因素的分析中可以看出,制粉系統(tǒng)優(yōu)化控制的關鍵在于通過自動控制,自動調(diào)節(jié)給粉量使球磨機負荷位于較優(yōu)工作點附近。同時,調(diào)整熱風門和再循環(huán)風門,獲得與研磨出力相匹配的干燥出力和通風出力,使制粉系統(tǒng)的出力維持在較大狀態(tài)。本文設計的球磨機中貯式制粉優(yōu)化控制系統(tǒng)如圖2i所示。
制粉優(yōu)化控制系統(tǒng)

        圖2i中R1為球磨機負荷設定值,R2為球磨機出口溫度設定值,R3為球磨機入口負壓設定值。將球磨機負荷回路作為主控回路,采用采樣PI控制克服負荷回路大滯后、大慣性的特點,用模糊控制器作為自適應機構;根據(jù)制粉系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)整采樣PI控制器的PI參數(shù),采用動態(tài)自尋優(yōu)算法克服系統(tǒng)模型時變的影響,保證負荷回路實時跟蹤較優(yōu)工況;風溫、風壓回路采用了雙入雙出的模糊控制器實現(xiàn)解耦控制,保證控制過程穩(wěn)定可靠。圖2i制粉優(yōu)化控制系統(tǒng)結構由于制粉系統(tǒng)存在強耦合作用,為了取得較好的控制效果,必須進行解耦。系統(tǒng)的耦合作用主要表現(xiàn)在風溫、風壓回路,即熱風門、再循環(huán)風門的調(diào)整對球磨機出口溫度、入口負壓的影響。對此,傳統(tǒng)的基于數(shù)學模型分析的方法難以適用。本文仿照人工操作邏輯思維,設計了一種智能解耦模糊控制方法,利用模糊規(guī)則對耦合回路進行解耦。
        本文設計的雙入雙出模糊解耦控制器,在控制時不再簡單地將球磨機出口溫度與熱風門開度對應,入口負壓與再循環(huán)風門開度對應,而是把各個參數(shù)之間的相互影響作為一個整體來考慮。例如,球磨機入口負壓偏高且出口溫度偏低時,若按單回路考慮,則分別減小再循環(huán)風門開度以降低負壓,增大熱風門開度以升高溫度。但是,由于回路之間的耦合作用,在負壓己經(jīng)較高時再增大熱風門開度勢必造成系統(tǒng)正壓增大。這時只要適當減小再循環(huán)風門開度,就既降低了負壓,又升高了溫度(圖3模糊解耦控制系統(tǒng))。
 

模糊解耦控制系統(tǒng)         圖3i中R1為球磨機出口溫度設定值,R2為球磨機入口負壓設定值。模糊控制器輸出分別控制球磨機熱風門開度和再循環(huán)風門開度?刂埔(guī)則見表1、表2,e1和e2分別代表球磨機出口溫度偏差和入口負壓偏差。在實際運行中,采用離線計算獲得模糊輸出查詢表,根據(jù)采集的溫度偏差和入口負壓偏差,可查相關表獲得控制輸出值?紤]到實際運行中風門具有較大的延遲,并且風門大幅度動作對鍋爐燃燒有影響。因此,控制輸出采用增量式算法,這樣能夠與執(zhí)行機構較好的配合,獲得滿意的控制效果。
        U1(n)=ΔU1+U1(n-1)=k1×Y1+U1(n-1)        U2(n)=ΔU2+U2(n-1)=k2×Y2+U2(n-1)
        式中:U1(n)———熱風門的控制輸出結果;U2(n)———再循環(huán)風門的控制輸出結果;k1———熱風門輸出控制量的比例因子;k2———再循環(huán)風門輸出控制量的比例因子;Y1———熱風門模糊控制器輸出;Y2———再循環(huán)風門模糊控制器輸出。
         4、應用實例與效果分析
         本文所設計的制粉優(yōu)化控制系統(tǒng)已成功應用于河南豫暉礦山機械有限公司5號爐制粉系統(tǒng)。該系統(tǒng)投入使用后取得明顯效果,制粉系統(tǒng)出力(2臺球磨機)平均提高了6 t/h。與未使用前的同負荷水平相比,提高制粉出力15%。投入自動控制后,制粉系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行,杜絕了球磨機堵粉和空球磨機運行現(xiàn)象,增加了整個制粉系統(tǒng)運行的安全性。制粉系統(tǒng)安裝優(yōu)化控制系統(tǒng)前后運行對比見表3i。安裝制粉優(yōu)化控制系統(tǒng)后,磨粉細度提高,磨粉均勻性指標n值約為0。8,飛灰可燃物指標在2%~4%以內(nèi)。經(jīng)過一段時間運行后,鍋爐燃燒狀況良好,各項污染物指標均正常。安裝前后數(shù)據(jù)對比見表4i。

  

        球磨機制粉系統(tǒng)的研究控制對球磨機的生產(chǎn)有著重要意義,生產(chǎn)優(yōu)質且符合規(guī)格的礦粒是球磨機廠家的一致目標,學習本次關于球磨機制粉系統(tǒng)的特性分析、影響制粉系統(tǒng)運行的因素、控制算法設計及應用實例與效果分析等相關知識,希望對您系統(tǒng)了解球磨機的制粉系統(tǒng)能有所幫助!河南豫暉真誠歡迎您的到來耐心細心為您解決困惑!