行業(yè)動態(tài)
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導讀:三菱變頻器在陶瓷球磨機上的應用
在21世紀的今天,全球能源緊張,節(jié)能的呼聲越來越高,先進的節(jié)能技術(shù)逐漸成為社會的一道亮點。在然而在很多節(jié)能企業(yè)里,特別對陶瓷行業(yè),普遍認為球磨機難以被控制的,因為用電設備消耗多少電,是同其機電特性所決定的,主觀的控制無能為力。很顯然,此觀念是錯誤的。在全國上下用電形勢嚴峻的情況下,通過一系列的技術(shù)和管理措施把球磨機能耗降到最低,即保護環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益,企業(yè)至少可以減少8~16%的經(jīng)營成本。
二、球磨機的工作原理
在陶瓷企業(yè)里,球磨機由于功率比較大,占據(jù)了企業(yè)總用電量的80%以上的 , 各類球磨機的球磨機的基本結(jié)構(gòu)大體上是相同的,只是它們的某些部件有所不同,磨機一般均由筒體,襯板,給料器,排料器,空中軸,軸承,傳動裝置,和潤滑系統(tǒng)組成。
1.筒體:圓形筒體由若干塊兒厚度為十二到十五毫米的鋼板焊接而成。其兩端焊接有法蘭盤,以便與鑄鋼的給料端蓋排料端蓋鏈接,筒內(nèi)裝有可以更換的襯板,為了使襯板與筒體內(nèi)壁緊密接觸并緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊,在襯板與筒體內(nèi)被之間敷有膠合板,為便于更換襯板和檢查筒體內(nèi)部狀況,在筒體上開有入孔,入孔多為矩形,長度一般為三百五十到五百五十毫米。
2.給料部:由帶有中空軸頸的端蓋聯(lián)合給料器,扇形襯板,和軸頸內(nèi)套,等部件組成,中空軸頸內(nèi)套可防止給料磨損軸頸內(nèi)表面,內(nèi)套的內(nèi)表面帶有螺旋,有助于給料,給料器用螺栓固定在內(nèi)套的端部,一般使用聯(lián)合式給料器,其次是鼓式給料器和渦式給料器等等。
3.排料部:由帶有中空軸頸的端蓋,格子襯板,襯塊,中心襯板,和軸頸內(nèi)套等零件組成,在端蓋內(nèi)壁上鑄有八條放射性筋條,相當于隔板,每兩根筋條之間有格子襯板,用襯塊擠壓固定,襯塊則由螺釘穿過壁上的筋條固緊在端蓋上,自中心部分,利用中心襯板的止口拖住所有格子襯板,中空軸頸的內(nèi)套在排料格子的一端制成喇叭形葉片,以引導隔板淘起的礦漿順著葉片流出,整個排料部位和給料部位度一樣緊固在筒體法蘭盤上。
4.驅(qū)動部分:球磨機屬于低速重載設備,裝載量大,起動力矩也很大,一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統(tǒng)的啟動和調(diào)速。陶瓷工業(yè)球磨機通常采用附加啟動電機沖擊啟動或軟啟動裝置來啟動,對電網(wǎng)沖擊大,而且啟動完成后運轉(zhuǎn)時所需的轉(zhuǎn)距減小,所以在節(jié)約能源方面有很大的空間。目前普遍采用的驅(qū)動方式是:三相交流電動機液力耦合器齒輪減速器皮帶輪減速器。由于球磨機屬恒轉(zhuǎn)矩負載,在用液力耦合器調(diào)速時,其調(diào)速效率等于調(diào)速比,有很大一部分能量在液力耦合器中被浪費掉三、球磨機的生產(chǎn)工藝.
球磨機一般以固定轉(zhuǎn)速運行,筒體的轉(zhuǎn)速是由皮帶輪或齒輪減速機構(gòu)(也有用液力耦合器)決定的。球磨機的轉(zhuǎn)速直接影響到鋼球和物料的運動狀況及物料的研磨過程。
5.當轉(zhuǎn)速較低時,鋼球和物料隨筒體內(nèi)壁上升,當鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時,沿斜面滑下,不能形成足夠的落差,鋼球?qū)ξ锪系难心プ饔煤苄?,球磨機的效率很低。
6.當筒體的轉(zhuǎn)速處于上述二者之間的某一轉(zhuǎn)速時,鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下,對筒底物料的撞擊作用最大,研磨效率最高,此時的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速。
7.如果筒體的轉(zhuǎn)速很高,由于離心力的作用,以致使物料和鋼球不再脫離筒壁,而隨其一同旋轉(zhuǎn),這時鋼球?qū)ξ锪弦褵o撞擊作用,研磨效率則更低。這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速四、球磨機系統(tǒng)存在的問題
8.球磨機一般采用簡單的工頻控制,易造成物料的過度研磨,所需研磨周期較長,研磨效率較低,單位產(chǎn)品功耗較大。
9.球磨機一般采用星三角或自耦降壓啟動,啟動電流特別大,對設備和電網(wǎng)的沖擊很大10. 機械設備的生產(chǎn)維護量也大,而且電的損耗量相當驚人,這必然會給生產(chǎn)廠家?guī)砗芏嗖槐匾穆闊┖蛧乐氐馁Y源浪費,所以隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大,直接工控球磨機的弊病已暴露無遺,并嚴重地阻礙了各工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展。這就促使人們?nèi)パ兄茊悠交?、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機變頻控制球磨機。
五、球磨機變頻調(diào)速節(jié)能控制系統(tǒng)的工作原理。
11.系統(tǒng)性能要求根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,改造后的球磨機系統(tǒng)應滿足以下要求:
i.改造后的設備要有足夠的起動轉(zhuǎn)距,滿足球磨機裝載量大的要求,并保證設備在變頻運 行狀態(tài)下使電機平穩(wěn)運行,保障電動機具有恒功率特性;ii.利用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造原有球磨機拖動系統(tǒng),滿足球磨機低速時的正常運行,確保正常的工藝控制要求,延長球磨機及電動機的使用壽命,減少維護。
12.變頻器選型根據(jù)上述原則,選擇采用公司最新的9000系列變頻器,該系列變頻器有以下特點:
i.本系列是采用新一代SVPWM波形生成技術(shù)的變頻器,低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,帶載能力強, 低速時可達到180%的額定轉(zhuǎn)距輸出
ii.具有多種轉(zhuǎn)矩提升及V/F曲線可設定,多種加、減速模式可選擇,內(nèi)置人性化的PID功能,諸多參數(shù)均可在線調(diào)整。
iii.具有各種完善的保護功能及故障診斷系統(tǒng),具有過電壓、過電流及失速保護等功能技術(shù)先進,功能齊全,使用方便,可滿足電氣節(jié)能及各種生產(chǎn)工藝要求的需要。
iv.電壓等級多種功率規(guī)格齊全,性能可達到歐美日等國外同類產(chǎn)品水準。
v.頻率精度高,可使運轉(zhuǎn)平穩(wěn),滿足設計要求;
4.應用效果球磨機安裝變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后,取得了以下效果:
i.改造后的設備能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制,以及市電/節(jié)電切換功能,并能克服球磨機大慣性引起的回升電壓,有效地保證設備正常運行。
ii.利用變頻器自動電壓調(diào)節(jié)功能,可在與負載無關(guān)的條件下,保持電機效率最高。因消除了起動時的沖擊,延長了機軸、波箱齒輪,皮帶等機械件的使用壽命,減少了維修費用。
iii.利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了球磨機的拖動系統(tǒng),滿足了球磨機低速運行、大起動轉(zhuǎn)距的特點,實現(xiàn)了球磨機的運行速度連續(xù)可調(diào)。電機起動時無沖擊電流,起動力距足夠,保護功能完善。保證了工藝控制質(zhì)量、節(jié)約了維護成本。
iv.球磨機使用變頻調(diào)速后,起動電流可比原先小5倍以上,(如132kW電機原先的起動電流在1000A以上,變頻節(jié)能控制系統(tǒng)起動電流為180A~200A之間),實現(xiàn)了真正的軟起動,也收到了節(jié)能的效果。由于起動電流大大減小,不會造成對電網(wǎng)的沖擊和電網(wǎng)電壓的下降,消除了因球磨機起動而引起的其它用電設備跳閘或故障,在同樣的電網(wǎng)容量下,并可增加裝機臺數(shù)。
v.內(nèi)置PLC多段速自動運行功能,可以通過變頻器方便地設定研磨時間,加磨時間和自動停機功能,使操作更加智能化,人性化。
vi.球磨機變頻調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達12%~15%左右。
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