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        技術 | 水泥粉磨輥壓機關鍵環節智能化控制

        來源:《中國建材湖州煤山南方水泥技術部》 發布日期:2019/12/31 編輯:徐展迪
        核心提示:水泥粉磨輥壓機關鍵環節智能化控制

        在水泥聯合粉磨系統運行時,一旦石灰石、石膏、混 合材等原料粒度控制不到位,就會造成輥壓機喂料不穩定,擠壓輥兩側輥縫偏差大,導致整個設備震動大,故障率增加,制約了整個系統的產能及效率發揮。如何提高設備的適應性,而且根據工況自動調節,是迫切需要解決的問題,此時對輥壓機智能化應用就應運而生,具體的改進方案如下。


        1 擠壓輥自動糾偏系統


        對於輥壓機設備,影響效率的主要因素就是在物料 破碎時,輥軸兩側輥縫的波動,會直接影響到設備破碎物料的效果,導致設備工作效率下降。以往在遇到兩側輥縫不平衡時,只能通知操作人員前往現場人工調節物料流向,調節時間長,速度慢,而且容易造成設備停機,對於物料性能不太好的企業,如果頻繁的停機,不僅僅對設備損害較大,而且極大地影響了生產效率。


        針對這一問題的優化方案是,結合輥縫波動位移檢 測反饋的信號,通過在液壓系統中增加快速加壓、慢速卸荷等自動化控制手段,即輥縫偏大的一側,控制液壓泵啟動,快速加壓,提高工作壓力,將大塊物料快速破碎,恢復兩側輥縫平衡;如果通過快速加壓,不能恢復兩側輥縫平衡,則另一側通過控制慢速卸荷電磁閥,降低壓力,以增大輥縫,保證兩側輥縫恢復平衡,從而實現設備在運行中,能夠根據當前輥縫波動的趨勢,自動快速調節輥縫。 


        2 進料裝置系統優化


        早期輥壓機進料裝置採用的是手輪絲桿調節式,在 遇到異常工況時,通過手動現場調整喂料量,達不到及時 調節的作用,而且人工勞動強度非常大,不能滿足客戶的使用需求。 


        為解決這一問題,遠程操作控制的喂料裝置應運而 生。該裝置主要由一組氣動雙層棒條閥和電液動進料裝置共同組成,氣動雙層棒條閥通過4組或6組氣缸控制(根據輥壓機大小進行匹配),實現快速開啟或關閉輥壓機喂料通道。電液動進料裝置主要由2組或4組電液動推桿 (根據輥壓機大小進行匹配)控制輥壓機進料閥板的開啟或關閉。該喂料系統被獨立於輥壓機設備以外的PLC進行控制,同時操作控制終端設在DCS控制室,可由操作人員實現電液動進料裝置的任意開度控制,從而實現設備的精細化喂料操作,同時免除了設備現場的人工操作需求,大大降低了人工勞動強度。


        3 設備重要部件在線智能監控


        對於輥壓機來說,軸承、減速機及電機等重要部件 的運行質量,直接影響到輥壓機穩定性、可靠性。因此, 對這些部件進行監控、故障診斷及預防是非常重要的。但是實際情況是多數客戶的專業技術人員的水平有限,很難提前發現這些部件出現問題,無法提前做好檢修準備,等到故障發生時被迫停機檢修,不僅僅造成設備備件保供的困難,而且會給客戶的生產造成較大的損失。如圖1所示,未及時發現行星輪軸承出現故障,在軸承帶病運行一段時間后,因軸承滾動體脫落進入行星機構中,造成大齒圈碎裂,導致減速機報廢,被迫臨時停產等待更換新的減速機,對生產造成較大損失。

        為解決上述問題,我們在設備的重要部件中,如主 軸承、減速機、主電機關鍵零部件上,增加了不同型號 (根據震動頻率確定)的振動感測器,通過採集現場設備運行時軸承、齒輪等產生的振動信號,經過電腦計算分析,生成振動包絡頻譜,與正常運行狀態下的頻譜進行對比分析,見圖2,從而判斷出零部件是否正常,並且可以在出現問題的早期階段,發出警報,告知部件失效的時間,可提前準備檢修工作,減少突發故障給企業造成的損失。

        4 智能化效果


        上述各項智能化項目已摩海螺水泥工廠推廣應用,取得了顯著的效果,具體如下。 


        4.1 擠壓輥自動糾偏系統


        通過對現場設備運行時的輥縫位移監測,可以查看當前設備運行時輥縫波動趨勢及位移大小,通過輥縫運行趨勢的對比,可以明顯看出,有糾偏控制的設備,其左右兩側輥縫波動趨勢相對一致,能夠保證輥縫相對穩定,提高設備對破碎物料的效率。輥縫運行趨勢的對比見圖3。

        4.2 進料裝置優化系統 


        通過對現場設備的改造,將原來現場手動控制的進 料方式,改變成DCS中控集中控制,有效地提高設備運行效率,見圖4。

        4.3 設備重要部件在線智能監控 


        下面是海螺某水泥廠應用案例:在減速機水平、垂直方向安裝振動感測器,見圖5。輥壓機減速機測點布置見圖6。監測數據頻譜見圖7。

        遠程在線監測系統於2018年5月份時,檢測到高速軸軸承異常振動,發出警報信息,技術人員在對頻譜進行分析后,及時通知減速機出現的異常,提前做好了各項檢修準備工作,並在2018年1明實施計劃檢修,更換了相關軸承零件。


        通過在線監控系統的及時報警,組織了計劃性檢修, 有效地避免了減速機突發性故障對生產造成的重大影響。檢修后監測數據頻譜圖見圖8。

        5 智能化發展趨勢


        目前,設備運行的自動化程度越來越高,人的勞動強度也逐步下降,但是設備始終脫離不開人的遠程操作及調節,這也造成了同樣的設備,由不同的人員去操作,產能發揮的差異性很大,主要是每個操作人員的操作習慣不同造成的。


        如何讓這種差異性減小甚至消失,即讓設備運行脫 離人為操作因素的影響,就是輥壓機智能化需要解決的主要問題。 


        如果能夠讓設備實現自動操作,根據工況實時自動 調節,那麼就可以極大程度地擺脫人為操作因素的影響。為此,需要將設備運行時的壓力、輥縫、電流波動,與粉磨系統的一系列影響水泥產能、成品質量和設備穩定運行等參數進行數據匯總及分析,與不同工況下的最佳匹配參數進行比對,從而建立數學計算模型,找出最佳匹配規律,最終實現在設備運行時,採用各信號採集器,將以上所需的參數進行收集並分析,由電腦程序自動根據參數變化,通過各種執行器調節相對應的設備或部件的工作狀態,實現輥壓機設備的智能化運行,並形成專家控制系統,最終降低或消除人為操作因素造成的影響。 


        6 結束語


        輥壓機是聯合粉磨系統提高產量和降低電耗的核心設備,只有輥壓機運行穩定,能效充分發揮,才能夠提高粉磨系統的產量,降低粉磨系統電耗。隨著對粉磨系統運行穩定性和智能化要求的逐步提高,輥壓機設備智能化是發展的必然趨勢,同時只有將智能化的輥壓機設備與粉磨系統進行匹配融合,才能夠更進一步地體現聯合粉磨粉磨系統的優越性,企業的經濟效益才能得到充分的發輝。


        來源:《中國建材湖州煤山南方水泥技術部》


        作者:徐明


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