陶瓷球磨機節(jié)能改造技術(shù)研究

王靜++李振鋒++陳立柱

摘 要：陶瓷球磨機在現(xiàn)代生產(chǎn)加工企業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，文章主要針對歐瑞傳動電氣的E2000系列設(shè)備的應(yīng)用進行了探討，針對該系列變頻器在球磨機中的應(yīng)用狀況以及相比較于傳統(tǒng)觀控制系統(tǒng)，E2000系列變頻器的應(yīng)用所帶來的優(yōu)勢進行了分析。

關(guān)鍵詞：陶瓷修磨機 變頻器 節(jié)能改造

中圖分類號：TQ174 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0020-01

新世紀是一個迅速發(fā)展的時代，但是隨之而來的是諸多問題，環(huán)境污染、能源枯竭以及人口激增。面對越來越少的能源，人們不得不從各方面著手展開節(jié)能工作，節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為了當今社會各類技術(shù)發(fā)展的重點。歐瑞電氣公司出產(chǎn)的E2000系列變頻器，在性能上較為突出，使用了當今最先進的變頻技術(shù)。在某陶瓷廠的球磨機中，便采用了該系列的變頻器作為設(shè)備改造的部件。通過實際的使用狀況分析，該系列變頻器能夠有效降低設(shè)備等能耗，并且在管理和操作上更為便捷，不但節(jié)約了能源，降低了能耗，同時也為企業(yè)創(chuàng)造了良好的效益，降低了企業(yè)成本。

1 設(shè)備工作原理

陶瓷企業(yè)中，耗能較大的設(shè)備便是球磨機，其用電量可以達到整個生產(chǎn)線總用電量的80%，在結(jié)構(gòu)上，各類球磨機大致相同，即便是存在不同，也只是某一部件上有所差異，磨機的組成部件主要包括：傳動裝置、軸承、排料器、給料器、以及筒體和襯板，另外設(shè)備想要正常運行，潤滑系統(tǒng)也是必不可少的。線面便針對四個最主要的部分進行了分析。

（1）筒體：設(shè)備的筒體結(jié)構(gòu)為鋼板結(jié)構(gòu)，鋼板規(guī)格為12～15 mm厚。在筒體的兩端皆有法蘭盤，用以同排料端以及給料端的蓋口相鏈接，筒內(nèi)設(shè)置的襯板為可更換式襯板，以方便對筒體進行檢查，也便于襯板的更換，另外，筒體上設(shè)置有入孔，形狀為矩形，長度范圍在350～550 mm。

（2）給料部：該結(jié)構(gòu)主要由給料器以及軸頸內(nèi)套和扇形襯板組成，通過該結(jié)構(gòu)便于給料。給料器同內(nèi)套端部之間需要通過螺栓進行固定。而給料器一般都會使用聯(lián)合型設(shè)備，而鼓式給料器以及渦式給料器也有所應(yīng)用，只是相對較少。

（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，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：球磨機裝在需求量相對較大，啟動力矩以及栽種也相對較大，因而傳動系統(tǒng)在啟動以及調(diào)速過程中需要通過液力耦合器輔助完成。在陶瓷工業(yè)中，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，會造成較大的電網(wǎng)沖擊，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。

2 設(shè)備系統(tǒng)存在的問題

（1）在球磨機的運行過程中，對設(shè)備的控制一般采用貢品控制，因而在對物料進行衍磨的過程中容易造成過渡衍磨現(xiàn)象，或者衍磨周期過長，從而無法產(chǎn)生高效的衍磨作業(yè)，并且設(shè)備功耗過大。

（2）設(shè)備的啟動一般采用自耦降壓的方式或者星三角啟動的方式，因而在啟動時會產(chǎn)生較大的電流，這對電網(wǎng)以及設(shè)備的沖擊較大。

（3）設(shè)備需要市場維護，且能耗較大。這類問題是普遍存在于傳統(tǒng)的球磨機中的，這些問題在生產(chǎn)中必然會給廠家?guī)砺闊⑶乙矔斐梢恍┎槐匾馁Y源浪費，企業(yè)為了生存、發(fā)展以及擴大規(guī)模，就必須對該類弊病進行解決，而隨著經(jīng)濟的發(fā)展，此類問題嚴重影響了企業(yè)的發(fā)展。因而變頻控制球磨機應(yīng)時而生，該類設(shè)備以其平滑的啟動以及高效的衍磨和較低的能耗被廣泛應(yīng)用開來。

3 工作原理分析

（1）系統(tǒng)性能。

以生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)結(jié)合當前的工況對設(shè)備進行分析，球磨機在改造后其系統(tǒng)需要滿足一下要求：首先必須保證設(shè)備的啟動轉(zhuǎn)矩應(yīng)當符合要求，同時對于球磨機的裝載量也應(yīng)當予以滿足，另外系統(tǒng)需要考慮到變頻運行狀態(tài)，在該狀態(tài)下，必須保證電機狀態(tài)平穩(wěn)，功率恒定。

（2）設(shè)備選型。

依照上述性能分析，在進行變頻器的選擇上需要注意系統(tǒng)要求，E2000系列變頻器具有其優(yōu)越的特性：

①E2000系列變頻器在額定轉(zhuǎn)矩輸出上相對較低，但是具有強大的帶載能力，在進行輸出時，能夠達到額定轉(zhuǎn)矩輸出的180%。

②該系列的變頻器可以設(shè)定多種轉(zhuǎn)矩，也可以設(shè)定V/F曲線，同時具有自動轉(zhuǎn)矩提升，加速模式以及減速模式都可以選擇，內(nèi)置PID功能較為豐富，且操作方便，各類參數(shù)調(diào)整都較為便捷。

③在故障診斷系統(tǒng)上相對完善，且設(shè)備具有自我保護功能。另外當設(shè)備中產(chǎn)生過電流以及過電壓、失速現(xiàn)象時，可以進行自我保護。另外變頻器需要選用功能齊全且較為便捷的，在電氣節(jié)能方面以及生產(chǎn)工藝方面，需要滿足其電壓等級功率要求，使得設(shè)備在性能上同國際先進國家技術(shù)生產(chǎn)水平相當。并且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，變頻精度較高，在設(shè)計上符合相關(guān)需要。

（3）應(yīng)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：

①改造后的設(shè)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(shè)備正常運行。

②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。

③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。

④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180～200A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他用電設(shè)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)。

⑤內(nèi)置PLC多段速自動運行功能，可以通過變頻器方便地設(shè)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。

⑥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。

4 結(jié)語

球磨機作為物料粉碎最重要的設(shè)備，是我國陶瓷行業(yè)必不可少的，因而使用極為廣泛。通過實踐對歐瑞電氣公司出產(chǎn)的E2000系列變頻器的實際應(yīng)用狀況進行分析，在陶瓷行業(yè)中，球磨機的性能直接關(guān)系到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，并且球磨機的節(jié)能技術(shù)也逐步的得到了社會的關(guān)注，而E2000系列變頻器的應(yīng)用，有效提高了球磨機的各方面性能，取得了巨大效益。E2000系列變頻器的使用同樣也對構(gòu)件節(jié)約社會，減少環(huán)境污染做出了巨大的貢獻。