球磨机控制的特点和意义有哪些

导读:在金属矿选矿厂，目前磨矿作业所采用的设备主要是卧式溢流型球磨机，并且在未来二十年来仍然不可能有其它的磨矿设备可以取代它；这主要是因为它具有下述几方面的优点：（1）结构简单；（2）生产平稳、可靠，这对后续作业特别是浮选作业具有十分重要的意义；（3）设备规格可大可小，因此处理量可大可小，适用于各种规模的选矿厂；目前世界上最大的球磨机已达Φ×，有效容积近300m3，处理铁矿石达1000t/h；（4）适应性强，可以处理各种性质的矿石；（5）破碎比大，一般为30~100，产品粒度可粗可细；（6）作业率较高，一般达90%以上，如采用特殊衬板（如磁性衬板或格网衬板），作业率可达98%甚至更高；（7）易于操作调整，便于实现自动控制。

球磨机控制的特点和意义有哪些 球磨机负荷指球磨机内全部瞬时装载量，主要包括入磨料量和研磨体。

一般情况下，研磨体重量的变化是及其缓慢的，短时间看可以忽略不计，因此入磨料量就直接决定了球磨机内负荷量。

粉磨效果的好坏主要由以下因素决定： 1、粉磨过程的工艺原理及各设备的匹配情况。

尤其是设备的匹配情况显得更为重要，匹配不合理，则粉磨效果将变的很差。

2、切合实际的控制方案的制定。

目前在大多数水泥厂中，球磨机负荷还主要是依靠人工控制实现。

由于球磨机本身的强非线性、强耦合性和大滞后特性，导致人工控制往往不能满足控制要求。

主要表现在：人工控制完全取决于操作工人的经验和熟练程度，当操作工人经验不够多时，遇到意外情况很容易产生误操作，导致饱磨或空磨；人工操作全凭操作工根据现场情况进行粗略判断，为保险起见，常常进行大幅调节，这样生产效率始终维持在较低的水平上，很容易导致磨内负荷的大幅度的频繁波动，这样导致的直接后果是球磨机的研磨效果下降，成品合格率无法保证，球磨机处在过负荷可欠负荷的概率大大增加，导致球磨机耗损严重，电耗变大，研磨体不得不频繁更换。

这样无形之中增加了水泥厂的经济负荷，这样的结果是每个水泥厂家都不愿意看到的。

对于球磨机这样的大滞后系统，包括了纯滞后和容量滞后两个环节，且采用常规的PID控制方案无法得到预期的控制效果，而且有可能会因为滞后时间的变化而导致系统的不稳定。

因此，非常有必要选取合适的先进控制算法，对球磨机负荷进行优化控制。

无论从设备安全的负度还是经济负度考虑，都具有重大意义。

具体体现在： 大大减轻工人负担。

许多工厂让有经验的工人根据球磨机发出的噪声来判断磨内的情况，进而决定给料量。

这个过程完全依靠工人的熟练程度，而不同的工人判断出的情况很可能不一样，这样很容易导致成品产量和质量的波动。

而且球磨机产生的巨大的噪音也对工人的健康造成危害。

采用优化控制后，操作工人的工作量将大大减小，仅在球磨机负荷出现较大的波动的时候进行干预，一般情况下无需操作。

大大减少水泥生产厂家的额外支出，提高生产效益。

球磨机负荷的剧烈波动不仅使水泥的合格率不能保证，增加了电耗量，对厂家造成不必要的经济损失。

采用优化控制系统后，较手动控制磨内负荷将明显的变的平稳，球磨机的工作效率大大提高，进而使各项指标明显提高。

厂家每天少换一次研磨体，就可以一次节省几十万元。

同时综合考虑球磨机的折旧率的减慢和水泥产量质量的提高，水泥厂每年可节省上百万元。

对促进水泥乃至各个行业的节能减排具有重大的现实意义和示范效应。

在当前大力倡导节能减排的大背景下，最大限度的降低电耗、降低生产成本，已是势在必行。

水泥行业历史是耗能大户，而粉磨系统在水泥行业总能耗中占到很高的比例。

因此，粉磨系统能耗的降低将意味着整个水泥行业能耗的大大降低。

这将对各个行业的节能降耗起明显的示范作用。

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研究球磨机结构的目的和意义

研究球磨机结构的目的和意义 磨矿作业广泛应用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、电力、医药以及国防工业等部门，尤其是冶金工业中的选矿部门，磨矿作业更是具有十分重要的地位。

在选矿工业中，磨矿是矿石入选前的一道重要工序，它接受破碎作业的产品，继而将矿石磨碎到选别作业所要求的粒度。

除少数有用矿物单体解离度高的砂矿和部分高品位富矿不需要磨矿外，几乎都需要经过磨矿使用矿物获得比较理想的单体解离度。

随着国内外矿产资源的大量一开发利用，矿产资源已经日趋贫化，那些优质、易磨和易选的矿产资源已经逐渐本意，代之而来的是大量的低品位矿产资源。

对低品位矿产资源的利用，需要将有用矿物与脉石矿物有效分离，并经过选别之后，才能成为适于工业的优质原料。

因此，磨矿作业在资源加工领域有不可替代的地位。

在金属矿选矿厂，目前磨矿作业所采用的设备主要是卧式溢流型球磨机，并且在未来二十年来仍然不可能有其它的磨矿设备可以取代它；这主要是因为它具有下述几方面的优点：（1）结构简单；（2）生产平稳、可靠，这对后续作业特别是浮选作业具有十分重要的意义；（3）设备规格可大可小，因此处理量可大可小，适用于各种规模的选矿厂；目前世界上最大的球磨机已达Φhttps://www.flowerba.com/×https://www.flowerba.com/，有效容积近300m3，处理铁矿石达1000t/h；（4）适应性强，可以处理各种性质的矿石；（5）破碎比大，一般为30~100，产品粒度可粗可细；（6）作业率较高，一般达90%以上，如采用特殊衬板（如磁性衬板或格网衬板），作业率可达98%甚至更高；（7）易于操作调整，便于实现自动控制。

基于上述原因，卧式溢流型球磨机在金属矿选矿厂得到了广泛的。

但卧式溢流型球磨机也有缺陷，即电耗和钢耗比较高、能量利用率低，且产品粒度不均匀。

据有关资料统计，全世界用于粉磨作业的电耗占全世界总发电量的3~4%，而金属选矿厂中磨矿作业所耗费的电能在选矿厂的电耗中占有很大的比例，约占选矿作业能耗的30~70%；磨矿介质和衬板的消耗达/t。

随着日趋贫化的、低品位矿产资源的开发和利用，矿石在磨矿过程中能耗和钢耗的费用将越来越高。

另外，磨入作业的基建投资和维修费用也相当高。

磨矿作业的优劣直接影响着整个选矿厂的经济技术指标。

选矿厂的作业率和原矿的处理能力实际上就是球磨机的生产率和处理能力。

磨矿生产指标的改善，可使后续作业（特别是浮选作业）的生产指标得到改善，如提高有用矿物的单体解离度、降低有用矿物的过粉碎可以提高选别作业的精矿品位和有用矿物的回收率，减少有用矿物的金属流失，提高先鸩矿厂的过滤效率等；提高球磨机的处理量可以增加整个选矿厂的产量，降低生产成本，提高选矿厂的整体经济效益。

球磨过程是复杂而又多变的生产系统，它具有下列特别：（1）影响因素多，是选矿工业中可变参数最多的作业之一，而且各因素之间相互影响、相互制约，检测也比较困难。

这些影响参数大致可以分为三大类：物料性质方面有：矿石的可磨度、给料粒度、产品细度等；磨机结构方面有：磨机的结构、尺寸、衬板形状等；磨机操作方面有：介质添加制度（如介质尺寸配比以及材质、介质充填率）、磨机转速、磨机给料量、磨矿浓度等。

上述因素中，第一类是磨矿过程的自变量，也是磨矿过程中干扰的主要来源。

第二类被确定以后一般就不改变了（理想情况）。

第三类是球磨机的工作条件，如果设备维修以及添加钢球的材质都是正常的，则其可改变的条件就是磨机转速、加球制度（介质配比和数量）、磨机给料量和磨矿浓度。

一旦磨机转速固定，则只有加球制度、磨机给料量和磨矿浓度是可以变化的。

（2）非线性；磨矿回路的参数因设备的磨损程度不同是变化的，它们之间的关系是非线性的。

如球磨机衬板的磨损，秘诀变了其有效容积；钢球消耗量与添加量失调，改变了装球量和钢球的比例。

又如，球磨机磨矿效率与其负荷之间的关系就是非线性的，有最大值，它随工况变化而变化。

（3）时变性；磨矿过程中的许多因素如原矿性质、球量、磨机衬板厚度等都是时变的。

（4）滞后大；（5）机理复杂；（6）随机干扰因素多而且严重，这主要表现为：①来自不同采区或同一采区不同采段的矿石，可磨性存在很大的差异，人工操作已经难以识别和作出相应操作以适应矿石性质的变化，导致生产率降低，消耗增大，对于贫、难、杂矿石这一问题尤为突出。

②相关性极强的众多过程变量，如原矿性质、给矿量、磨矿浓度、水量、水压等；一种变量的波动会引起其它变量乃至整个作业的改变。

③非自动化操作时人为干扰因素多，主要起困于磨机操作者的素质和技术水平。

由于操作不及时而引起的任何问题，都不仅直接影响该作业或回路，甚至影响整个先寄放厂的经济技术指标。

基于上述各方面的原因，磨矿过程历来倍受选矿工作者的重视。

长期以来，人们一直在致力于改进和完善球磨机的工作性能。

国内外广大选矿工作者和自动化科技工作者，一直在关注和潜心研究磨矿生产过程的自动控制问题，随着矿石品位的日趋降低和入选矿量的逐年增多，对磨矿过程进行更有效、更完善的自动控制，也就越来越为国内外选矿界所重视，尤其是国外技术发达国家不惜花费大量的投资开展磨矿过程自动控制技术和生产装备及应用的研究。

在我国1995年底国家自然科学基金委员会所分布布的自然科学学科发展战略调砸到报告《冶金与矿业科学》一书中，已将“选矿过程的数学模型、模拟、优化及自动控制的研究”列为选矿学科重点发展的研究领域之一。

球磨机合理的内部工作参数是取得最佳磨矿效果的必要条件。

磨矿理论和实践表明：保持球磨机的最佳工作状态下运行，不仅能提高球磨机的处理能力，从而提高球磨机的工作效率，而且对提高磨矿产品乃至整个选矿厂的生产指标以及节能降耗都具有十分重要的意义。

在磨矿过程的自动控制中，球磨机内部参数的检测和控制是球磨机自动控制的重要内容。

为了达到对磨矿过程的有效自动控制，包括用计算机控制，对球磨机内部参数的检测和控制是不可缺少的；其中能否准确地检测出球磨机的内部参数是整个球磨机控制成败的关键。

但在生产过程中，能准确检测出球磨机内部工作参数是很困难的，因此也难实现优化控制。

鉴于上述各方面的原因，研究磨矿过程中球磨机内部参数的检测具有十分重要的理论意义和实际意义。

研究的目的在于：一方面解决球磨机自动控制中参数检测所存在的问题，即：球磨机内部参数的在线精确、适时检测，以了解球磨机内部的动态参数，为球磨过程的优化控制和智能控制提供精确、可靠的检测参数；另一方面是对球磨机的内部参数进行优化。

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球磨机控制系统的总结与展望

球磨机控制系统的总结与展望 钢球球磨机作为主要的制粉设备之一，具有可磨煤种多、可靠性高、使用时间长、维护量小等优点，已广泛应用于国内外的火力发电厂中。

但是球磨机制粉系统是一个典型的多变量非线性时变系统，各控制量和被控量之间存在着相当严重的耦合，这些因素使得基于经典PID方法设计的控制方案多年来几乎没有一套能正常投入运行。

即使投入部分自动，也难以保证磨煤机处在最佳工况，即难以同时保证球磨机的出力大且制粉电耗低的要求。

所以长期以来，球磨机制粉系统一直采用人工手动控制。

因此如何有效地实现这一设备的自动控制和优化运行具有重要的理论意义和现实意义。

本文重点研究了以下几个球磨机方面的问题： 1、本文介绍了模糊控制的理论基础、模糊控制器的结构和原理及模糊控制器的设计过程。

简要介绍了球磨机制粉系统的工作原理，介绍了国内目前制粉系统控制的现状，简要介绍了模糊控制的历史和现状，以及模糊控制在电厂热工生产过程控制中的应用。

2、本文研究了球磨机制粉系统的对象特性及相关的动态数学模型。

研究了制粉系统由磨煤机热风门、冷风门、给煤量对磨煤机入品负压、出口温度和磨煤机负荷的阶跃响应特性，对制粉系统的多变量、强耦合的特性作了详细的分析。

3、根据制粉系统的具体特点，本文将它划分为几个相对独立的子系统。

由于热风量和冷风量对球磨机的入品负压和出口温度有显著的影响，因此，可以把这一过程视为一个2*2的多变量对象，二个输入量分别为热风调门开度和冷风调门开度，二个输出变量分别为磨煤机入口负压、出口温度。

针对这一多变量对象，设计了一个多变量模糊控制系统。

整个模糊控制系统分为二级，第一级是由两个模糊控制器组成，第二级则为模糊解耦算法，解除了多变量对象之间的耦合作用，得到最终的热风门、冷风门的开度指令。

用同样的方法还解决了排粉机入口负压和入口温度的控制问题。

4、由于球磨机的负荷是一个相对独立的系统，而该系统的最大问题是被调量无法精确测量，闭环控制系统无法正常工作。

针对这一特点，本章提出了一个基于制粉系统电耗最小的优化开环控制方法，从而不仅避开了对球磨机负荷的测量，从而确保了制粉系统工作在一个较节能的状态。

5、对于排粉机出口压力（锅炉一次风压力）的控制，应该说它是一个典型的单回路控制系统，但由于排粉机出口手动门的开关及倒风过程对排粉机出口压力的影响很大，而实际运行又要求排粉机出口压力要平稳，以避免锅炉燃烧不稳。

常规的PID控制系统难于满足实际的控制要求，据此，本文提出了模糊-PID复合型控制系统，有效地提高了控制系统的抗干扰能力，可确保排粉机出口压力在规定的范围内。

6、本文以山西热电厂#5机组制粉系统为例讨论了制粉系统的全程控启停的设计，山西热电厂球磨机制粉系统自程控启停功能投入以来，运行5个班组全部采用程控启停功能来启动或停止制粉系统的运行。

大大减少了运行人员的劳动强度，提高了制粉系统运行的安全性和可靠性。

本文对球磨机制粉系统的特性进行了详细的分析，对球磨机制粉系统的控制和优化运行提出了一些新颖的思路和方法。

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