球磨机料位的设计与实现

导读:10、基于神经网络的软测量法由于单因素测量球磨机料位的局限性，一些学者开始尝试采用智能化的方法进行多传感器数据融合，实现筒内煤位的软测量，其中大多采用了神经网络的方法，把能够反映料位的因素联合起来考虑，作为神经网络的输入。

球磨机料位的设计与实现 钢球球磨机一直是物料粉磨的关键设备，被广泛运用于发电、水泥、选矿、陶瓷、冶金等各个行业。

近20年来，欧美各国在新建电厂中，大机组往往优先选用出力大、体积小的中高速球磨机。

国内电厂燃煤混杂且较多使用劣质煤，而球磨机对所磨制的煤种几乎没有任何限制，特别适合磨制其它类型球磨机难以磨制的无烟煤及磨损指数大于https://www.flowerba.com/的煤种，因而在我国火电厂燃煤制粉系统中，很多中小型电厂（特别是老电厂）都仍然采用球磨机，且在今后相当长的时间内仍将继续使用。

但是，球磨机是一种高耗能设备，其耗电量约占厂用电的20%左右，这也是造成我国火力发电厂制粉系统电耗居高不下的重要原因。

高耗能也就意味着球磨机磨煤效率低，球磨机的效率只有https://www.flowerba.com/左右，最高也不超过2%~9%。

这种现象即有球磨机的结构和磨煤机理方面的原因，也与其运行状况有很大的关系。

很多发电厂中球磨机的运行控制目前仍处于人为判断、手工操作的原始状态，特别是对负荷没有进行自动监控，球磨机要么长期运行在欠负荷状态，生产能力没有能够得到充分利用；要么是给料太多，发生堵料和满磨事故，影响锅炉安全运行，造成经济损失。

且由于运行完全根据不同操作人员的习惯，缺乏优化指导，制粉电耗相差可达3~10kWh/t，随机性强、稳定性差，使磨煤，干燥，输送出力相互之间难以优化匹配，制粉电耗居高不下，平均在28~30KWh/t，有的电厂制粉电耗甚至更高。

因此，解决球磨机自动化问题，尽量使之运行于最优工况，达到最佳经济出力，对降低制粉电耗、减少用电量具有重要的现实意义。

然而，球磨机制粉系统是一个内部存着不确定性因素和非线性作用机制的多变量复杂系统，加上对球磨机负荷（料位）和出力等参数有效可靠的检测手段，在数学上很难将各种影响因素描述并构建相应数学模型，导致球磨机运行优化及自动控制难以长期有效投用。

因而，首先解决球磨机料位（筒内载煤量）的测量问题，才能为球磨机的自动化提供重要的控制参数，从而降低制粉单耗，提高燃煤电厂的经济效益。

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球磨机料位测量的现状三

球磨机料位测量的现状三 7、示踪原子法 国外曾经进行过这种方法的研究。

其主要原理是利用示踪原子来确定煤在球磨机中的滞留时间，从而计算出煤滞留在球磨机中的量。

但这种方法由于精确度不高，实施困难而未能在实际中得到应用。

8、电流法 电流法又称功率法，其依据的原理是，随着球磨机负荷从零开始逐渐上升，磨电流首先稳定增加，到达某一极值点后，随着负荷的继续上升，磨筒的重心向中心转移，转动力矩减少，球磨机的耗电功率下降，电流也相应下降。

但球磨机从空磨到满磨，球磨机电流变化范围小，且受其它因素影响，导致单一采用电流法难以准确反映载煤量。

9、轴振法 轴振法是通过分析球磨机礊振动的信号从而提取料位信息的方法。

钢球与衙壁相碰所产生的振动信号与球磨机的料位高低有直接关系，且与其它因素造成的振动信号分量在频率分布上有所不同。

只要对采集的振动信号进行频谱分析，即可取与料位相关的有用信息，为料位的测量提供重要参数。

球磨机振动的频谱特性包括三个部分：轴振位移频谱特性、轴振加速度频谱特性和轴振速度频谱特性。

在球磨机负荷变化时，轴振位移频谱特性始终保持不变，而轴振垂直分量的加速度频谱特性比其速度频谱特性反应更灵敏。

轴振法的优点是，振动信号测取方便，反映存煤变化的动态灵敏度高，纯延迟小。

但在多年的实际使用过程中，也发现了它的不足之处，在球磨机保持负荷较高的工况下，料位发生变化时，振动信号随之的变化响应过于微弱，影响料位测量结果的准确性。

因而光靠轴振法难以指导球磨机长期稳定地工作在高负荷的运行优化区。

10、基于神经网络的软测量法 由于单因素测量球磨机料位的局限性，一些学者开始尝试采用智能化的方法进行多传感器数据融合，实现筒内煤位的软测量，其中大多采用了神经网络的方法，把能够反映料位的因素联合起来考虑，作为神经网络的输入。

神经网络采用了“黑箱”式结构，避免了对球磨机复杂的内部机理进行数学建模，可以直接通过输入和输出样本进行训练，获得其中的非线性关系，从而获得球磨机的料位值。

但是，神经网络的学习需要大量的输入输出样本，大量输出样本的获得始终是一个难点。

基于RBF神经网络的球磨机负荷的软测量的方法中，输出样本是直接通过振动信号来获得，具有局限性。

因为振动信号和球磨机料位之间在高负荷时具有强非线性关系，此时的振动信号甚至会反映不出筒内煤位的变化。

即使采用试验的方法获得输出样本的数据，其数量也是有限的，并不能满足神经网络学习的要求。

11、料位测量技术的发展趋势 如前所述，料位的测量方法虽然很多，但各种方法的缺点造成其应用的局限性，单纯的胱氨酸用一种信号以实现料位的精确测量。

而且料位的测量模型并不是一成不变的，在实际的运行过程中，煤质、煤种、钢球装载量的变化都会使测量模型参数发生漂移。

因此，球磨机料位监测技术的发展趋势应是多因素联合监测、数据融合，运用软测量技术建立料位的数学模型，实现料位的准确测量。

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球磨机料位测量的现状一

球磨机料位测量的现状一 球磨机料位测量手段可分为直接测量和间接测量两种方法。

直接没是通过在球磨机轴承上安装测重装置的方法进行测量。

这类方法投资和改装工作量大，且由于球磨机衬板的磨损，煤种性质的变化，钢球质量的变化等都会对测量结果产生较大的影响，导致测量精度不高。

间接测量是指通过测量球磨机运行过程中的其它工作参数，并依据球磨机料位与这些工作参数的内在关系来间接计算料位。

目前所知的间接测量方法有如下几种： 1、进出口差压法 其测量原理是当制粉系统的风量稳定时，筒内煤位的变化会改变流通阻力，引起进出口差压的变化，因而差压在一定程度上能够反映磨筒内的料位。

差压法虽然被广泛使用的传统测量方法，但也存在一些问题。

1）球磨机的进出口差压并不是筒内料位的单值函数 球磨机的进出口差压是其出力（取决于钢球装置时，筒内煤位和磨出口温度）和通风量的函数，且煤的含水量、煤等对差压均有影响。

因此，差压法特别是通风量变化时难以准确反映球磨机料位或出力。

2）延迟大 差压法对给煤调节的动态响应较慢，延迟大，不适于仅依据差压信号对球磨机的负荷进行控制。

由于差压法的上述缺点，目前它在国内火电厂的制粉系统的应用有一定局限性。

2、噪声法 噪声法是根据球磨机所产生的噪音的不同强度来确定球磨机料位的高低。

当球磨机位升高时，由于煤层的缓冲作用，发出的声音频率变低，球磨机噪音强度减小；反之，当料位降低时，钢球间及钢球与筒体的撞击几率增大，发出的声音频率变高，噪音强度更增大。

测量噪音的装置可以直接装在滚筒外壁上，也可以安装在球磨机附近。

但是使用噪声法测量料位的缺点在于，制粉系统中往往多台球磨机同时运行，彼此的噪声相互干扰，还有高束电机等其它设备的噪声干扰，都会对料位测量的准确性造成影响。

现场吹灰投运，或是人员发出的声响甚至也会影响测量结果。

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