1. 前言
球磨机作为粉化矿石等物料的关键设备,被广泛应用于选矿、陶瓷、建材及化工等行业。随着精细化管理的深入开展,传统球磨机的启停及运转模式对选矿成本、磨机效率及磨矿产品质量等制约瓶颈日益凸显,成为行业内共同探索的课题方向。传统球磨机耗电量巨大,如何提高球磨机效率和降低磨矿成本是设备的重要提升指标。
球磨机是利用转动的筒体,不断地带动大量的研磨体在筒体内对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,使物料达到成品细度要求. 陶瓷球磨机一般采用异步电机—液力耦合器—减速机—小齿轮—大齿轮的模式驱动回转部,如图4-30所示。陶瓷球磨机的研磨介质通常为直径25~150mm的钢球或钢棒,当罐体内填充满原料(各种砂石、粘土、棕榈球)后加水,启动球磨机,在不同的筒体转速下可实现不同的粉磨方式,如泄落式(转速较低)和抛落式(转速较高)。变频器具有节能性好、调速范围大、调速平稳且能实现“软起软停”,其在球磨机领域具有广泛的应用前景。
由于筒体需要装填物料和研磨介质后才进行启动,所以球磨机的启动转矩大,同时负载随料筒内的物料位置变化而变化,且负载惯性大、回馈能量大。基于使用环境,本项目采用台达C2000变频器,其主要特点包括:
1)控制多样化:速度/转矩/位置三种控制模式;
2)节约成本与空间:感应电动机与同步电动机控制一体化,效率更高更节能;
3)过载能力超强;
4)运行稳定节能:内置直流电抗器(≥37kW)与刹车制动单元(≤30kW),DC-BUS直流母线可并联共享。
球磨机控制实例如图4-31所示。控制系统主要设备如表4-5所示。变频器相关设置参数如表4-6所示。
球磨机变频器控制,在启动初期,由于负载不均衡,在重载一侧下落时,罐体拖动电动机产生能量回升,导致变频器直流母线电压过高,变频器会出现加速中过电压报警。针对这种状况,一般厂家会通过加能量回升装置,或者加大变频器中间电容解决过压问题。C2000系列产品独特开发设计的TEC功能,使之在不需要扩展硬件的基础上,可解决过压问题。采用TEC功能之前,在启动过程中,随着负载从高处的不断下落,直流母线电压持续升高,最终超过限值而报警停机。采用TEC功能之后,在启动过程中,通过阶段性释放能量的方式,使直流母线电压缓慢升高,并且在升高后可以快速回复到正常值。