李勝保，李淑杰，鄭 嘉

（1.廣靈金隅水泥有限公司，山西 大同 037500；2.上海傳偉信息科技有限公司，上海 200063）

0 引言

在我國，傳統(tǒng)的水泥磨電耳及振動(dòng)測量裝置都是靠安裝在磨機(jī)附近的“監(jiān)聽”麥克風(fēng)裝置進(jìn)行測量，但該裝置對附近的其他磨機(jī)、電機(jī)、變速箱產(chǎn)生的聲音或振動(dòng)非常敏感，這意味著附近其他磨機(jī)、電機(jī)亦或者其他鏈條傳動(dòng)等產(chǎn)生的聲音或振動(dòng)都會(huì)對數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，無法進(jìn)行準(zhǔn)確測量。因此如何精確判斷各個(gè)磨室內(nèi)的物料填充情況，為高級控制系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù)改造提供最基本的信息，無疑是水泥磨智能改造中必不可少的一環(huán)。

1 Smartfill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測的組成及工作原理

德國KIMA公司開發(fā)了基于噪聲結(jié)構(gòu)判斷的磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測器Smartfill，它可以將測量單元、負(fù)載傳感器、溫度傳感器直接裝在磨筒體上，跟隨磨筒體24 h不間斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了周邊聲音對測量精度的影響，因?yàn)槭侵苯釉谀C(jī)筒體上進(jìn)行測量，所以測量結(jié)果非常精準(zhǔn)，而且可以針對不同磨倉進(jìn)行監(jiān)測。同時(shí)，我們利用測量單元中擺錘的自發(fā)電功能使其可以自供電，無需額外提供電源。

Smartfill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測一般由磨機(jī)測量單元（OMU),接受單元（RU），基本單元（BU），溫度傳感器，聲音傳感器，磨機(jī)負(fù)載直測傳感器這6部分組成，見圖1。

圖1 Smartfill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測的組成

磨機(jī)測量單元、溫度傳感器、聲音傳感器、磨機(jī)負(fù)載直測傳感器一般直接裝在磨筒體上，接受單元（RU）一般裝在距離磨筒體3～20m的任意距離處，而基本單元（BU）最好能裝在距離磨筒體200m之內(nèi)的空調(diào)房中，具體見圖2。

Smartfill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測的技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）直接安裝在磨機(jī)筒體上隨磨機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；

（2）分別測量兩個(gè)磨倉的填充狀態(tài)和隔板的溫度；

（3）檢測單元自供電，無需額外提供電源；

（4）不受任何周邊影響和干擾，測量結(jié)果精確；

（5）根據(jù)磨倉狀態(tài)及時(shí)調(diào)整喂料量，使磨機(jī)效率最大化。

圖2 Smartfill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測的安裝位置

2 SmartFill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測在水泥廠的應(yīng)用

在國內(nèi)的第一套SmartFill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測已經(jīng)成功應(yīng)用于廣靈金隅水泥，我們將SmartFill所測試的數(shù)據(jù)以及其他我們所需要的數(shù)據(jù)直接上傳到客戶的DCS中，中控室DCS界面可以看到一倉二倉負(fù)荷及溫度情況跟現(xiàn)場出磨提升機(jī)電流、喂料量、及回粉量等工藝數(shù)據(jù)變化的對應(yīng)性，負(fù)荷數(shù)據(jù)均能迅速反映磨內(nèi)實(shí)際工況變化，與通過其他工藝參數(shù)變化趨勢吻合。

通過專家系統(tǒng)對磨機(jī)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，來達(dá)到效益最大化，使用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）精確性：相比磨機(jī)電流、出磨提升機(jī)電流而言，負(fù)荷能夠更精確的反映出磨內(nèi)的實(shí)際情況，比磨機(jī)電流等參數(shù)的精確性更高。在磨機(jī)電流相對高負(fù)荷的情況下、沒有磨機(jī)負(fù)荷是不敢再增加臺(tái)時(shí)的，以防止發(fā)生飽磨冒灰現(xiàn)象。使用磨機(jī)負(fù)荷，能精確了解磨內(nèi)情況，最后3 t、5 t的增產(chǎn)就體現(xiàn)在磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測的精度上。同時(shí)磨機(jī)負(fù)荷通過精確測量一倉二倉負(fù)荷填充率情況、后續(xù)可作為磨機(jī)診斷的一個(gè)重要參數(shù)，判斷水泥磨磨內(nèi)情況是否正常，隔倉板有無堵塞以及內(nèi)襯鋼球的磨損等狀況。

（2）及時(shí)性：相比目前常規(guī)控制手段，控制出磨提升機(jī)電流，磨機(jī)負(fù)荷具有前瞻性，通過趨勢發(fā)現(xiàn)，在磨機(jī)電流增高或降低的前十幾分鐘負(fù)荷已經(jīng)出現(xiàn)變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出磨提升機(jī)電流變化時(shí)，磨內(nèi)已經(jīng)處于一個(gè)相對飽磨或者空磨的狀態(tài)，這對于水泥磨的研磨效率已經(jīng)存在一定滯后，磨機(jī)負(fù)荷能夠在第一時(shí)間及時(shí)反映磨內(nèi)工況變化。

（3）優(yōu)化控制：在使用磨機(jī)負(fù)荷之前，該水泥磨通過在線粒度分析儀控制選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、通過輥壓機(jī)小倉倉位控制磨機(jī)喂料量，磨機(jī)負(fù)荷的加入很好的將整個(gè)控制系統(tǒng)串聯(lián)，通過在線粒度分析儀控制選粉機(jī)轉(zhuǎn)速保證水泥成品的質(zhì)量，選粉機(jī)轉(zhuǎn)速的變化導(dǎo)致整個(gè)水泥磨循環(huán)負(fù)荷發(fā)生變化，通過精確測量磨內(nèi)負(fù)荷情況，調(diào)整循環(huán)風(fēng)機(jī)，來穩(wěn)定整個(gè)磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷系統(tǒng)，同時(shí)循環(huán)風(fēng)機(jī)的變化影響輥壓機(jī)小倉倉位，最后對喂料進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，達(dá)到整個(gè)磨機(jī)系統(tǒng)的全自動(dòng)優(yōu)化控制，使用前后效果對比見圖3。

圖3 使用磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測前后對比

3 結(jié)語

SmartFill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測已經(jīng)在全球45個(gè)國家有超過800套的安裝應(yīng)用，安裝簡單，無需維護(hù)，只需在磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整或者鋼球重新填充時(shí)校準(zhǔn)一下，不受任何外界因素困擾。該技術(shù)已經(jīng)成為拉豪集團(tuán)的標(biāo)配，給他們帶來了非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。SmartFill在線磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測一倉二倉負(fù)荷及磨內(nèi)溫度的功能，設(shè)備使用后能產(chǎn)生以下效果：

（1）精確及時(shí)判斷磨內(nèi)負(fù)荷狀況，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，提高磨機(jī)研磨效率。

（2）接入水泥磨專家系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)磨機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化控制，提高臺(tái)時(shí)、降低電耗。

（3）磨機(jī)負(fù)荷可以精確分別測量一倉二倉負(fù)荷填充率情況、后續(xù)可作為磨機(jī)診斷的一個(gè)重要參數(shù)，判斷水泥磨磨內(nèi)情況是否正常，隔倉板有無堵塞以及內(nèi)襯鋼球的磨損等狀況。

在未來，SmartFill磨機(jī)負(fù)荷監(jiān)測將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)化生產(chǎn)，節(jié)能降耗，提高自動(dòng)化程度的特點(diǎn)一定可以成為各大水泥企業(yè)實(shí)現(xiàn)水泥磨無人值守的一大助力。