CN102600958A - 一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统与应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种检测筒式球磨机内研磨体装载量的方法,该方法能够根据优化目标动态优化研磨体装载量,并获得最佳钢球装载量下的空载电流或功率,以及拐点电流或功率。在随后的运行过程中,程序捕获拐点电流或功率,以及空载电流或功率,根据偏差估算研磨体的缺失量,输出需要的钢球添加量,并通过加球机按照钢球添加量对钢球量进行添加,实现研磨体的动态自动添加。其优点在于能够优化最佳研磨体装载量,避免研磨体量过大或过小导致的生产效率、产品质量和钢球损耗的缺点;同时能过对研磨体进行科学添加,避免定期定量以及不定期不定量添加所带来的弊端;而且能够减轻工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域,具体涉及筒式球磨机内研磨体装载量动态管理方法与系统。
背景技术
筒式球磨机广泛应用于电力、建材、矿山冶金、陶瓷等多个行业。筒式球磨机内研磨体的量的多少不仅影响产品的质量和生产效率,对生产的能耗也有很大的影响。
筒式球磨机内的研磨体属于研磨介质,被球磨机的筒体旋转所带动,或者提升后抛落,冲击物料,对物料进行破碎;或者通过研磨机之间,以及研磨体与筒体之间的挤压和摩擦,对物料进行细磨,最终实现对物料的粉磨。球磨机筒体内的研磨体在研磨物料和运动过程中会不断磨损,因此需要对研磨体进行补充和添加,保证物料的研磨效率和质量。
研磨体按照形状进行划分,球型的称为钢球;长方体锻状的称为钢锻。
目前筒式球磨机内研磨体的装载量处于一种定期定量添加;不定期不定量添加等不科学无序添加状态,不仅影响了生产效率和产品质量,而且影响生产能耗,同时对研磨机消耗和球磨机衬板消耗影响较大,也出现过过量添加导致球磨机主轴机械损坏的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单,使用方便,在运行过程中,程序捕获拐点电流或功率,以及空载电流或功率,根据偏差估算研磨体的缺失量,输出需要的钢球添加量,并通过加球机按照钢球添加量对钢球量进行添加,实现研磨体的动态自动添加的一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统。
本发明的另一目的是提供研磨体装载量动态系统的应用方法。
为了克服现有技术的不足,本发明的技术方案是通过如下系统过程和方法实现的:
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统,按下述步骤进行:
(1)、通过动态优化过程得到最佳钢球装载量;
(2)、获取优化钢球装载量下的拐点电流或功率值;
(3)、获取优化钢球装载量下的空载电流或功率值;
(4)、在运行过程进行动态补充研磨体量。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了通过动态优化过程得到最佳钢球装载量,按下述步骤进行:
(1)、在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化,优化目标选择最大出力或最佳经济出力;
(2)、记录此时运行对应的优化目标值为YL,并记录该状态所对应的球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、增加钢球装载量δQ ,δQ取额定装球量的0.5~5%;
(4)、在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化;
(5)、记录新的运行优化目标值为YC,并记录该状态所对应的球磨机电流为IC或功率为WC;
(6)、如果YC-YL<θY,则返回步骤(2),θY为近两次优化目标的偏差的阀值,作为优化搜索结束的判断条件,选取额定工况下优化目标值的0.1~2%;
(7)、如果YC-YL≥θY,则记录当前最佳运行状态下的电流IR=IC或者功率WR=WR。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了获取优化钢球装载量下的拐点电流或功率值,按下述步骤进行:
(1)、等待料位稳定;
(2)、记录当前球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、增加料位给定为δL,δL取值范围为1~5%;
(4)、等待料位稳定;
(5)、记录当前球磨机电流为IC或功率为WC;
(6)、如果IC-IL<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果WC-WL<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;θI、θW为近两次拐点电流、功率偏差的阀值,作为搜索结束的判断条件;
(7)、如果IC-IL≥θL,则记录最佳拐点电流IM=IL;或者如果WC-WL≥θW,则记录最佳拐点功率WM=WL。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了获取优化钢球装载量下的空载电流或功率值,按下述步骤进行:
(1)、等待料位稳定;
(2)、记录当前球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、延时等待T,T取30秒~5分钟;
(4)、记录当前球磨机电流为IC或功率为WC;
(5)、如果IC-YL<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果WC-WL<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;
(6)、如果IC-YL≥θI,则记录最佳拐点电流IE=IL;或者如果WC-WL≥θW,则记录最佳拐点功率WE=WL。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了在运行过程进行动态补充研磨体量,在拐点状态下,按下述步骤进行:
(4)、如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;
(5)、如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;
(6)、根据得到的加球量G添加钢球。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了在运行过程进行动态补充研磨体量,在空载状态下,按下述步骤进行:
(4)、如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;
(5)、如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;
(6)、根据得到的加球量G添加钢球。
本发明与现有技术相比,具有能够优化最佳研磨体装载量,避免研磨体量过大或过小导致的生产效率、产品质量高和随时补充钢球损耗的特点;同时本发明的优点在于能过对研磨体进行科学添加,避免定期定量以及不定期不定量添加所带来的弊端;而且能够减轻工人的劳动强度。
附图说明
图1 为本发明球磨机内研磨体装载量动态管理系统结构示意图;
图2 为研磨体动态优化流程图;
图3为拐点电流或功率获得流程图;
图4为空载电流或功率获得流程图;
图5为根据拐点电流或功率添加研磨体流程图;
图6为根据空载电流或功率添加研磨体流程图。
具体实施方式
附图为本发明的实施例。
下面结合附图和实施例对发明内容作进一步说明:
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统,包括:
(1)、通过动态优化过程得到最佳钢球装载量;
(2)、获取优化钢球装载量下的拐点电流或功率值;
(3)、获取优化钢球装载量下的空载电流或功率值;
(4)、在运行过程进行动态补充研磨体量,所述研磨体量是指钢球量或钢锻量。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了通过动态优化过程得到最佳钢球装载量,按下述步骤进行:
(1)、在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化,优化目标选择最大出力或最佳经济出力;
(2)、记录此时运行对应的优化目标值为YL,并记录该状态所对应的球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、增加钢球装载量δQ ,δQ取额定装球量的0.5~5%;
(4)、在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化;
(5)、记录新的运行优化目标值为YC,并记录该状态所对应的球磨机电流为IC或功率为WC;
(6)、如果YC-YL<θY,则返回步骤(2),θY为近两次优化目标的偏差的阀值,作为优化搜索结束的判断条件,选取额定工况下优化目标值的0.1~2%;
(7)、如果YC-YL≥θY,则记录当前最佳运行状态下的电流IR=IC或者功率WR=WR。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了获取优化钢球装载量下的拐点电流或功率值,按下述步骤进行:
(1)、等待料位稳定;
(2)、记录当前球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、增加料位给定为δL,δL取值范围为1~5%;
(4)、等待料位稳定;
(5)、记录当前球磨机电流为IC或功率为WC;
(6)、如果IC-IL<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果WC-WL<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;θI、θW为近两次拐点电流、功率偏差的阀值,作为搜索结束的判断条件;
(7)、如果IC-IL≥θL,则记录最佳拐点电流IM=IL;或者如果WC-WL≥θW,则记录最佳拐点功率WM=WL。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了获取优化钢球装载量下的空载电流或功率值,按下述步骤进行:
(1)、等待料位稳定;
(2)、记录当前球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、延时等待T,T取30秒~5分钟;
(4)、记录当前球磨机电流为IC或功率为WC;
(5)、如果IC-YL<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果WC-WL<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;
(6)、如果IC-YL≥θI,则记录最佳拐点电流IE=IL;或者如果WC-WL≥θW,则记录最佳拐点功率WE=WL。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了在运行过程进行动态补充研磨体量,在拐点状态下,按下述步骤进行:
(4)、如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;
(5)、如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;
(6)、根据得到的加球量G添加钢球。
一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了在运行过程进行动态补充研磨体量,在空载状态下,按下述步骤进行:
(4)、如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;
(5)、如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;
(6)、根据得到的加球量G添加钢球。
参照图1所示,为一种筒式球磨机内研磨体装载量动态管理系统结构图。包括测点料位、电流和功率测点。另外包括喂料量测量和控制点和研磨体添加量测量和控制点。球磨机料位用来检测球磨机筒体内的物料量;电流和功率为球磨机主电机电流和功率。喂料量测量额控制点,控制入磨物料量的多少,同时对入磨物料量的多少进行检测;研磨体添加量测量和控制点,实现对入磨研磨机体量进行控制和计量。
参照图2所示,为研磨体动态优化流程图。在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化,优化目标选择最大出力或最佳经济出力;记录当前运行目标值Y,并记录该状态下的球磨机电流I或W;增加钢球装载量δQ, δQ取额定装球量的0.5~5%;在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化(参考前序专利);记录当前运行目标值Y,并记录该状态下的球磨机电流I或W;如果Y(C)-Y(L)<θY,则返回步骤(2),θY取额定工况下优化目标参数的0.1~2%;如果Y(C)-Y(L)≥θY,则记录当前最佳运行状态下的电流IR=I或者功率WR=W。
参照图3所示,为拐点电流或功率获得流程图。等待料位稳定;记录当前球磨机电流为I或功率W;增加料位给定δL在,δL取值范围为1~5%;等待料位稳定;记录当前球磨机电流为I或功率W(C);如果I(C)-Y(L)<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果W(C)-W(L)<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;如果I(C)-Y(L)≥θL,则记录最佳拐点电流IM=I(L);或者如果W(C)-W(L)≥θW,则记录最佳拐点功率WM=W(L)。
上述制粉系统状态优化目标值的优化,请参照西安艾贝尔科技发展有限公司,申请日2008年3月17日,申请号2008100177186,钢球磨煤机料位测量装置及中间储仓式钢球磨煤机制粉过程优化控制方法。
(2)、记录此时运行对应的优化目标值为YL,
参照图4所示,为空载电流或功率获得流程图。等待料位稳定;记录当前球磨机电流为I(L)或功率W(L);延时等待T,T取30秒~5分钟;记录当前球磨机电流为I(C)或功率W(C);如果I(C)-Y(L)<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果W(C)-W(L)<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;如果I(C)-Y(L)≥θI,则记录最佳拐点电流IE=I(L);或者如果W(C)-W(L)≥θW,则记录最佳拐点功率WE=W(L)。
参照图5所示,为根据拐点电流或功率添加研磨体流程图。获得拐点电流或者拐点功率;计算最佳拐点电流与拐点电流的差值,或者最佳拐点功率和拐点功率的差值;根据最佳拐点电流与拐点电流的差值的计算钢球添加量,其中KI钢球量与电流关系系数,由实验获得;或者根据最佳拐点功率和拐点功率的差值计算钢球添加量,其中KW钢球量与功率关系系数,由实验取得;如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;根据得到的加球量G添加钢球。
参照图6所示,为根据空载电流或功率添加研磨体流程图。获得空载电流或者空载功率;计算最佳空载电流与空载电流的差值,或者最佳空载功率和空载功率的差值;根据最佳空载电流与空载电流的差值的计算钢球添加量,其中KI钢球量与电流关系系数,由实验获得;或者根据最佳空载功率和空载功率的差值计算钢球添加量,其中KW钢球量与功率关系系数,由实验取得;如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;根据得到的加球量G添加钢球。
制粉系统状态优化,优化目标选择最大出力或最佳经济出力;
(2)、记录此时运行对应的优化目标值为YL,
实施例1
某发电厂2#炉配有2台筒式球磨机,型号为DTM320/580型钢球磨煤机,研磨体为钢球,钢球额定装载量50t,额定电流88A。改造前的磨煤机空载电流55~58A,运行电流63~66A。钢球添加方式为每周根据空载电流估算添加方式。选择额定初装额定装球量的70%,及35t开始,进行研磨体动态优化。
根据图1所示,加装料位测点、加球机和制粉优化控制系统。
根据图2所示,选择最大出力为目标参数,对制粉系统进行优化,选择钢球增量δQ取0.5t;球磨机额定出力为60t/h,θY取额定0.3t/h;,获得当前最佳运行状态下的电流IR=69.5A。
根据图3所示,在优化出最佳研磨体装载量后,获得最佳拐点电流。选择料位增量δL为2%;θI取0.5A;获得最佳拐点电流IM=72A。
根据图4所示,在优化出最佳研磨体装载量后,获得最佳空载电流。选择延时等待T为1分钟;θI取0.5A;获得最佳拐点电流IE=52A。
根据图5、6所示,动态对研磨体进行添加管理,其中IM=72A,IE=52A。通过钢球电流实验取KI=0.5,即每增加1吨钢球,球磨机电流增加2安培,所以钢球电流系数为0.5。
在该实施例中,通过对球磨机研磨体进行优化和动态管理,球磨机能耗下降了大约5%,降低了球磨机能耗,而且出力又取得最大。同时实现了球磨机筒体内研磨体的自动动态管理。
最后,还需注意的是,以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统,其特征在于包括:
(1)、通过动态优化过程得到最佳钢球装载量;
(2)、获取优化钢球装载量下的拐点电流或功率值;
(3)、获取优化钢球装载量下的空载电流或功率值;
(4)、在运行过程进行动态补充研磨体量,所述研磨体量是指钢球量或钢锻量。
2.如权利要求书1所述的一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了通过动态优化过程得到最佳钢球装载量,其特征在于按下述步骤进行:
(1)、在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化,优化目标选择最大出力或最佳经济出力;
(2)、记录此时运行对应的优化目标值为YL,并记录该状态所对应的球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、增加钢球装载量δQ ,δQ取额定装球量的0.5~5%;
(4)、在当前研磨体装载量下进行制粉系统状态优化;
(5)、记录新的运行优化目标值为YC,并记录该状态所对应的球磨机电流为IC或功率为WC;
(6)、如果YC-YL<θY,则返回步骤(2),θY为近两次优化目标的偏差的阀值,作为优化搜索结束的判断条件,选取额定工况下优化目标值的0.1~2%;
(7)、如果YC-YL≥θY,则记录当前最佳运行状态下的电流IR=IC或者功率WR=WR。
3.如权利要求书1所述的一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了获取优化钢球装载量下的拐点电流或功率值,其特征在于按下述步骤进行:
(1)、等待料位稳定;
(2)、记录当前球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、增加料位给定为δL,δL取值范围为1~5%;
(4)、等待料位稳定;
(5)、记录当前球磨机电流为IC或功率为WC;
(6)、如果IC-IL<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果WC-WL<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;θI、θW为近两次拐点电流、功率偏差的阀值,作为搜索结束的判断条件;
(7)、如果IC-IL≥θL,则记录最佳拐点电流IM=IL;或者如果WC-WL≥θW,则记录最佳拐点功率WM=WL。
4.如权利要求书1所述的一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了获取优化钢球装载量下的空载电流或功率值,其特征在于按下述步骤进行:
(1)、等待料位稳定;
(2)、记录当前球磨机电流为IL或功率为WL;
(3)、延时等待T,T取30秒~5分钟;
(4)、记录当前球磨机电流为IC或功率为WC;
(5)、如果IC-YL<θI,返回步骤(2),θI取额定电流的0.1~2%;或者如果WC-WL<θW,返回步骤(2),θW取额定功率的0.1~2%;
(6)、如果IC-YL≥θI,则记录最佳拐点电流IE=IL;或者如果WC-WL≥θW,则记录最佳拐点功率WE=WL。
5.如权利要求书1所述的一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了在运行过程进行动态补充研磨体量,在拐点状态下其特征在于按下述步骤进行:
(4)、如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;
(5)、如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;
(6)、根据得到的加球量G添加钢球。
6.如权利要求书1所述的一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统的应用方法,为了在运行过程进行动态补充研磨体量,在空载状态下其特征在于按下述步骤进行:
(4)、如果钢球添加量G<Gmin则不添加钢球,结束程序,其中Gmin为预设的最小钢球添加量,取额定装球量的0.1~2%;
(5)、如果G≥Gmin,如果钢球添加量G>Gmax,则取G=Gmax,并进入后续程序,其中Gmax为预设的最大钢球添加量,取额定装球量的0.5~5%;
(6)、根据得到的加球量G添加钢球。
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