對于制粉系統(tǒng)的自動控制,尤其是鋼球磨的優(yōu)化控制國內(nèi)外都有相關(guān)的研究,曾采用預(yù)測控制、解藕控制等控制策略。但往往難以與水泥磨的實際特性很好地結(jié)合,目前行業(yè)應(yīng)用中最常采用的是差壓控制或音頻控制的方案。
以中儲式熱風(fēng)送粉煤粉爐為例,差壓控制將控制系統(tǒng)設(shè)計為3個互為獨立的控制回路。采用熱風(fēng)門控制水泥磨出口溫度,再循環(huán)風(fēng)門控制入口負壓,給煤量控制水泥磨出入口差壓形成3套獨立的PID控制回路,在現(xiàn)場實施的控制回路間耦合非常嚴(yán)重,很難保證水泥磨的穩(wěn)定運行,在實際生產(chǎn)中仍需要經(jīng)常手動操作,制粉系統(tǒng)工況不佳,磨煤電耗高、經(jīng)濟性差。
水泥磨減速機的損壞情況: 水泥磨減速機檢修時,輸入軸跳動0.81mm,輸出軸跳動1.85mm,并伴有周期性振動。齒輪齒面完全膠合,齒面凹凸不平似金屬燒鎦。平衡輪中間軌道(材質(zhì)為灰鐵)出現(xiàn)無數(shù)麻點,麻點周圍材質(zhì)已完全疏松,用鐵器能成片撬掉,且在軌道面的圓周上有4塊13~72cm2,深約2~3mm的脫落斑塊,平衡輪軌道面已形成約5mm深的疲勞層,不能繼續(xù)運行。
減速機振動原因分析:設(shè)備初期保養(yǎng)不好,造成齒面點蝕、膠合,使齒面接觸精度受到嚴(yán)重破壞,在運行時必然會產(chǎn)生振動,又加劇了齒面膠合。同時因齒面膠合振動,造成平衡輪轉(zhuǎn)動不平穩(wěn),定位圈與軌道之間產(chǎn)生無規(guī)律的碰撞、擠壓、摩擦,導(dǎo)致軌道面疲勞點蝕,發(fā)展到疲勞層大面積脫落形成凹坑。當(dāng)減速機運轉(zhuǎn)到一側(cè)定位圈陷入凹坑(凹坑深度x)時,對應(yīng)的另一側(cè)定位圈與軌道的間隙就會發(fā)生急劇變化,平衡輪與之相嚙合的兩側(cè)小人字齒輪中心距也隨著變動,嚙合間隙時大時小,形成平衡輪不平衡的無軌跡運轉(zhuǎn)狀態(tài)(見圖2),中心距一側(cè)為a-x,另一側(cè)是a+x。
水泥磨減速機的振動故障排除修復(fù)方法:采用反向運行的方法解決齒面嚴(yán)重膠合;采用現(xiàn)場不解體(太重太大)車削平衡輪軌道面,消除疲勞層和凹坑,增加定位圈厚度來補償軌道面車削后的深度,解決軌道面出現(xiàn)的疲勞層和凹坑。
目前大多數(shù)電力企業(yè)在水泥磨系統(tǒng)采用音頻值號控制策略,一方面要増加音頻檢測設(shè)備及專用控制器的投資,另一方面需要經(jīng)常手動修正。難以長期穩(wěn)定的投入自動。主要問題有:鋼球的加入量影響音頻信號,指示料位會出現(xiàn)偏差:料位裝置需人工進行修正,而且只能在控制器上修正,DCS不能進行修正。特別是煤質(zhì)變化、含水置變化,音頻信號難以確保料位在最佳狀態(tài)。
河南紅星水泥磨生產(chǎn)廠家結(jié)合多年研究,采用自尋優(yōu)算法、超弛控制、給煤機轉(zhuǎn)速分程非線性控制等先進算法,在某電廠項目采用功率負荷綜合控制策略實現(xiàn)了水泥磨最佳存煤負荷量運行,可使制粉系統(tǒng)實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行,較好的解決水泥磨自動回路投入困難及節(jié)能效果不佳的問題。
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