磷肥裝置完成球磨機(jī)磨聲自控技術(shù)創(chuàng)新

陳國(guó)斌 張建恒

摘 ?要：創(chuàng)新是現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展必由之路;大力減輕操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度是企業(yè)永恒的主題。本文通過對(duì)磷肥裝置生產(chǎn)球磨機(jī)磨聲自控技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造性的改變了以往人工調(diào)節(jié)投礦量的滯后性、不穩(wěn)定性，促進(jìn)了磷肥裝置原料球磨機(jī)安全、連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：球磨機(jī);磨聲;自控;創(chuàng)新

一、化工廠磷肥裝置球磨機(jī)磨聲自控改造背景

為了響應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展精神，以及如何充分貫徹落實(shí)廣業(yè)集團(tuán)和云硫礦業(yè)的工作要求，根據(jù)我廠的工作實(shí)際先易后難成熟一項(xiàng)落實(shí)一項(xiàng)指導(dǎo)思想下，擬實(shí)施球磨機(jī)自動(dòng)控制改造項(xiàng)目;同時(shí)為公司新項(xiàng)目精制磷酸項(xiàng)目三臺(tái)球磨機(jī)提供技術(shù)支持。

二、球磨機(jī)磨聲自控創(chuàng)新的重要性

化工廠磷肥車間的磷肥產(chǎn)品—過磷酸鈣，生產(chǎn)中要實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)。

1、球磨機(jī)打粉量、供粉量是制約磷肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)

在磷肥生產(chǎn)工藝中，通過將破碎磨粉后的磷礦粉和濃度約百60%的稀酸混合充分反應(yīng)生成過磷酸鈣。在生產(chǎn)工藝中，稀酸可以連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，而磷礦粉能否連續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)是制約生產(chǎn)連續(xù)和穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

2、球磨機(jī)自控是生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定的關(guān)鍵

在生產(chǎn)過程中，操作人員根據(jù)送入混合器的磷礦粉的質(zhì)量等工藝參數(shù)，來手動(dòng)控制球磨機(jī)給料機(jī)輸送頻率。

由于人工控制受人為因素的影響較大，用人的肉眼和大腦作為反饋環(huán)節(jié)，需要操作人員不間斷的觀察瞬時(shí)礦粉流量等工藝參數(shù)，來手動(dòng)控制球磨機(jī)給料頻率，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度很大。

人工控制控制效果差，給混合器瞬時(shí)礦粉波動(dòng)很大，經(jīng)實(shí)際數(shù)據(jù)采集和分析，礦粉波動(dòng)與人為給定之間的偏差在±5Kg之間，波動(dòng)大，如果控制不好，將造成產(chǎn)品不合格。

三、球磨機(jī)磨聲自控創(chuàng)新技改措施

根據(jù)這種情況，通過現(xiàn)場(chǎng)勘查，并且與崗位操作工反復(fù)溝通，通過分析研究、技術(shù)攻關(guān)，成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)第一套磷肥生產(chǎn)球磨機(jī)“磨聲自控”系統(tǒng)。

該系統(tǒng)采用先進(jìn)的智能磨音頻譜分析傳感器，對(duì)球磨機(jī)負(fù)荷進(jìn)行精確的測(cè)量，從而計(jì)算出內(nèi)部瞬時(shí)礦粉量，通過智能調(diào)節(jié)器對(duì)給定礦粉與實(shí)際瞬時(shí)礦粉偏差的對(duì)比，來調(diào)節(jié)球磨機(jī)給料機(jī)變頻器頻率，從而實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)瞬時(shí)礦粉與給定礦粉的高度吻合。從而更好的保證了瞬時(shí)礦粉的控制準(zhǔn)確度、靈敏度和快速響應(yīng)性。

1、將球磨機(jī)的電流互感器電機(jī)電流信號(hào)引入到操作室。

2、工藝天然氣溫度控制自動(dòng)控制系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)安裝。

3、安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備，如調(diào)節(jié)器、記錄儀、阻力器、報(bào)警器等等;四是安裝音頻放大器，音頻放大器位置的選擇非常關(guān)鍵，通過現(xiàn)場(chǎng)不同點(diǎn)的選去，將傳聲器安裝在磨機(jī)筒體下部鋼球沖擊點(diǎn)處，沖擊點(diǎn)一般位于時(shí)鐘4點(diǎn)鐘的部位（120o～140o）。安裝位置同時(shí)要求傳聲器還要處于距離隔離板0.1m～0.5m或第一室的2/3處。傳聲器要盡量靠近磨機(jī)筒體外殼，以便更好的接收信號(hào)，同時(shí)避免了安裝在同一室內(nèi)的其他設(shè)備的干擾。分析儀顯示器安裝在操作室內(nèi)。

4、在聲傳感器安裝完畢后，對(duì)磨音儀的有效頻率范圍進(jìn)行標(biāo)定。

在磨機(jī)停機(jī)狀態(tài)下且傳感器正常工作時(shí)，調(diào)整零點(diǎn)設(shè)置，將該狀態(tài)設(shè)為零點(diǎn)，使磨機(jī)停機(jī)時(shí)儀表輸出為4mA左右。

四、球磨機(jī)磨聲自控創(chuàng)新效果

項(xiàng)目研發(fā)成功投入使用后，經(jīng)過近幾個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)觀察和數(shù)據(jù)分析，該項(xiàng)目取得了令人滿意的效果，主要表現(xiàn)為：

1、實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制功能，其中自動(dòng)控制曲線如下圖：

2、瞬時(shí)礦粉精度提高，有效節(jié)約磷礦石

該項(xiàng)目投入使用后，瞬時(shí)礦粉控制精度大大提高，改造前的人工控制的礦粉誤差范圍為±5Kg之間，改造后的礦粉誤差范圍大幅度降為±0.5Kg之間。瞬時(shí)礦粉精度的提高，大大減少了磷礦粉的浪費(fèi)，經(jīng)過計(jì)算，在使用同樣磷礦粉的情況下，該項(xiàng)目投入使用后，至少可以使磷肥產(chǎn)量增加10%以上。

3、有效保證了磷肥產(chǎn)品的質(zhì)量

以往的人工控制，瞬時(shí)礦粉波動(dòng)大，忽大忽小，很容易造成加入到混合器的瞬時(shí)礦粉與稀酸不匹配，導(dǎo)致投入礦粉過多，反應(yīng)不充分，造成產(chǎn)品有效 磷含量偏低;或者導(dǎo)致投入礦粉過少，造成磷肥產(chǎn)品酸度偏高，對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生了不良的影響。

而研發(fā)項(xiàng)目的運(yùn)用，使得加入到混合器的瞬時(shí)礦粉與稀酸得以很好的匹配，大大降低了產(chǎn)品質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)。

4、減少系統(tǒng)停工率

人工控制系統(tǒng)由于控制的瞬時(shí)礦粉波動(dòng)大，嚴(yán)重情況時(shí)，礦粉時(shí)有時(shí)無，有時(shí)瞬時(shí)礦粉過多，導(dǎo)致礦粉輸送管道、粉斗堵塞、坍塌，必須要停機(jī)處理才能繼續(xù)生產(chǎn)。

“磨聲自控”系統(tǒng)的投入，使得瞬時(shí)給粉量控制精確，不多不少，很好的減少了人工控制帶來的需要停機(jī)處理的弊端。

5、減少人工強(qiáng)度

“磨聲自控”系統(tǒng)投入使用，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，不需要時(shí)時(shí)刻刻盯著瞬時(shí)礦粉流量、等指標(biāo)對(duì)球磨機(jī)給料電機(jī)變頻器不斷的人工修正和操作。

減少了礦粉輸送管道的堵塞，減少了對(duì)設(shè)備的沖擊和破壞，降低了因?yàn)槿斯た刂撇患褞淼耐C(jī)檢修，減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

6、減少了相關(guān)設(shè)備的使用和維修費(fèi)用

該自動(dòng)控制系統(tǒng)研發(fā)投入運(yùn)行以來，減少了球磨機(jī)襯板的消耗費(fèi)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016～2017年襯板年消耗約38576.96元/年，2018年襯板消耗為32790.42元，該項(xiàng)可為廠節(jié)約材料費(fèi)用5786.55元。另外還降低了礦粉輸送管道的堵塞，減少了礦粉對(duì)管道、礦斗的沖擊，降低了對(duì)設(shè)備的磨損，有效避免了混合器礦粉波動(dòng)導(dǎo)致瞬時(shí)稀酸過多，對(duì)混合器造成的腐蝕。減少了相關(guān)設(shè)備的維護(hù)周期，降低了生產(chǎn)成本。

7、減少了環(huán)境污染

很好的避免了由于人工控制造成的瞬時(shí)稀酸過多，導(dǎo)致混合器腐蝕，酸霧及氟氣等泄漏問題的發(fā)生，有效的保護(hù)了生產(chǎn)環(huán)境，保證了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的身體健康。

五、推廣應(yīng)用價(jià)值

1、在云硫礦業(yè)的推廣應(yīng)用價(jià)值：

⑴該研究應(yīng)用成果解決了磷肥球磨機(jī)自動(dòng)控制問題，提高了生球磨機(jī)效率。解決了磷肥生產(chǎn)裝置的重大問題。

⑵對(duì)于干法磨粉裝置具有極大的推廣價(jià)值，對(duì)于濕法磨礦裝置尚不適應(yīng)。

2、在化工行業(yè)的推廣應(yīng)用價(jià)值：

⑴該項(xiàng)目以前原理上可行，但是僅限于基本設(shè)施，導(dǎo)致試用效果欠佳，在北海、湛化作過應(yīng)用。

⑵現(xiàn)在技術(shù)進(jìn)步，設(shè)施先進(jìn)，可以成功應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)中，這是繼承性創(chuàng)新。