筒形钢球球磨机物料存量的监控方法.pdf

本发明涉及球磨机的监控方法，尤其是涉及筒形钢球球磨机中物料存量的监控方法。
    球磨机在电站锅炉煤粉制备系统和建材工业生产工艺中得到广泛的应用。据1980年统计，我国电力工业中球磨机的使用在燃煤火电厂中占70%以上。一台125MW发电机组每小时需制备煤粉将近70吨。制粉系统耗电量占厂用电的30%左右。其中磨煤机电耗约占其中的2/3。在建材工业生产工艺中的原料粉碎也几乎都是用球磨机。

    然而球磨机内物料存量多少的监控至今还没得到园满解决。苏联提出根据球磨机前轴承振动垂直分量的振动加速度频率在2-6KHz范围内为最小时，球磨机处于最大的正常出力。在美国专利中提出用对轴承中油膜压力的监视来实现物料存量的控制。但至今大多数常规的方法在自动化程度要求高的火电厂是用监视球磨机进出口压差，出口介质温度及入口负压这三个参数来判断存煤量，控制给煤大小。这种多变量控制模型由于各参数之间的耦合关系以及不同的扰动具有相差甚大的响应时间，要实现稳定可靠的控制较为困难，为此制粉自控系统投入率很低。有时因存煤量问题而影响电厂正常运行。

    本发明地目的是提供一种筒形钢球球磨机物料存量的监控方法。

    下面结合附图加以说明。

    图一是球磨机噪声音频信号波形图，其横坐标为时间，纵坐标为对应时间总的信号强度，图一a）是存量少时试验工况，图一b）存量多时试验工况;

    图二是球磨机噪声音频信号的频谱图，其横坐标为频率，纵坐标为对应频率下的信号强度，图二a）是存量少时试验工况，图二b）是存量多时试验工况。

    本发明的要点是利用球磨机运行中发出的噪声音频信号进行处理实行对球磨机中物料存量的控制。它可以直接用接收到的模拟噪声音频信号进行放大、分频，在0.5～3KHz频率范围内得到几个不同频率的窄频带信号，用发光二极管显示不同频率上的信号电平。信号强时表示物料存量少，信号弱时表示物料存量多。也可以首先把模拟噪声音频信号通过A/D转换成数字信号，用单片机对信号进行谱分析运算，得出不同频率上信号电平时均值、或通过自相关分析、概率密度运算得出定量化的数值对筒形钢球磨机的运行实行显示和控制。

    在电厂锅炉制粉系统中实际运行的园筒形钢球磨煤机上进行噪声信号测量与记录。图一示出有代表性的不同存煤量条件下的噪声信号波形图。把记录下来的噪声信号经过快速富里叶变换这一种随机信号的谱分析可以得到它的频谱图。图二示出不同存煤量下噪声信号的频谱图。根据图一、图二中的曲线可以看出在存煤量少负荷低时，球磨机的噪声音频信号强度大、频率高，对存煤量多负荷高时，球磨机的噪声信号强度小些，频率低，这可以认为煤量多时在金属间有更多软性颗粒起“润滑”作用的结果。

    从频谱图上还可看出在约470Hz频率处看一最强的信号。该信号与存煤量多少无关，分析证明是球磨机筒体的固有振动频率。

    由于筒形钢球球磨机在正常负荷与空载时的耗电量相差不大，所以对其物料存量的监控直接经济效益可节省一部分该大型设备的用电量。间接效益提高了设备运行安全性和制粉产品质量。