球磨機(jī)變頻節(jié)能改造方案(2009[1].10)

1、SINE303球磨機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試指南一、概述對(duì)于陶瓷生產(chǎn)廠家來說， 電耗是其生產(chǎn)成本的重要部分， 而原料車間或釉料車間球磨機(jī) 是陶瓷廠主要能耗設(shè)備之一， 因此降低球磨機(jī)的能耗成為陶瓷行業(yè)降低成本、 提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng) 力的有效途徑。球磨機(jī)對(duì)物料的粉碎作用主要是研磨體對(duì)物料的碰擊與研磨， 用間歇式球磨機(jī)粉磨物料 時(shí)，在開始不久粗顆粒的含量迅速減少， 物料粉磨的速度很快，隨著粉磨過程的進(jìn)行， 粉磨 速度逐漸減慢下來， 以后則愈來愈慢。 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是顆粒愈細(xì)， 顆粒上的微裂紋等 缺陷愈少， 不易形成應(yīng)力集中， 顆粒愈難粉碎。如何選擇一套理想的球磨工藝，是提高球磨 效率，減少球磨能耗的

2、關(guān)鍵所在。研磨體在球磨機(jī)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基本上可以分為： 瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和離 心式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 實(shí)驗(yàn)證明，在離心式運(yùn)動(dòng)中， 研磨體不再對(duì)物料產(chǎn)生碰擊和研磨作用， 而研 磨體瀉落式運(yùn)動(dòng)和拋落式運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的研磨效果隨著粉磨的過程， 其對(duì)物料的粉碎作用也不 一樣，根據(jù)球磨工藝， 合理控制球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是球磨機(jī)節(jié)能改造獲 得成功的有效途徑。目前大多數(shù)的陶瓷廠除了在風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了節(jié)能改造外， 絕大多數(shù)廠家在球磨機(jī)的節(jié)能改 造上沒有任何進(jìn)展，這其中的主要原因有以下幾點(diǎn)：1：球磨機(jī)在運(yùn)行過程中負(fù)荷波動(dòng)大，要求變頻器過流、過載、限流功能強(qiáng)；2：球磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)負(fù)荷非常重，要求點(diǎn)動(dòng)即可

3、將球磨機(jī)運(yùn)行到任何位置，這樣要求變頻 器低頻轉(zhuǎn)矩大，一定要用到矢量型變頻器；3：節(jié)能效果一定要和球磨工藝過程相結(jié)合，否則達(dá)不到節(jié)電效果； 因此如何選擇一種性能良好的變頻器， 采用可靠、 適用的控制方案來進(jìn)行球磨機(jī)的節(jié)能 改造，對(duì)于減少能源浪費(fèi)具有重要意義。二、球磨機(jī)機(jī)節(jié)能改造的注意事項(xiàng)1、將球磨工藝技術(shù)與變頻器技術(shù)完美結(jié)合派遣球磨工藝技術(shù)人員、 變頻器技術(shù)的工程師， 前往現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)了解球磨機(jī)的工況及控制 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程。盡量不改變球磨機(jī)原有的控制系統(tǒng)，做到隨時(shí)可進(jìn)行工、 變頻轉(zhuǎn)換， 將球 磨機(jī)控制技術(shù)與變頻器技術(shù)完美結(jié)合，是陶瓷廠球磨機(jī)變頻器節(jié)能改造成功的前提。2、關(guān)于變頻器的選型對(duì)變頻器的選型

4、應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和要求來定。因球磨機(jī)的負(fù)載性質(zhì)是恒轉(zhuǎn)矩類，機(jī) 械特性較硬，動(dòng)態(tài)特性要求較高，所以應(yīng)選用高性能矢量型變頻器。普通V/F 型變頻器在低速時(shí)雖然具有轉(zhuǎn)矩提升功能， 但提升不足， 電機(jī)轉(zhuǎn)矩可能無法滿足起動(dòng)或低速穩(wěn)速運(yùn)行的 需要，如果提升過大，又可能使因磁路飽和而過流。3、電機(jī)、變頻器容量的選擇在選配電機(jī)、變頻器容量前，應(yīng)實(shí)測(cè)一下球磨機(jī)在各個(gè)工序過程中最大的輸出力矩，作為選擇電機(jī)容量的依據(jù)。 變頻器的額定電流最好為控制電機(jī)額定電流的1.21.5倍，且電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符。4、變頻器的安裝環(huán)境因?yàn)樘沾蓮S溫度高，粉塵多，因此柜體要設(shè)計(jì)合理，柜內(nèi)變頻器周圍應(yīng)留足夠的空間， 保證良好的通風(fēng)管道

5、，并加裝冷卻風(fēng)扇以強(qiáng)迫風(fēng)冷，變頻器最好選用散熱器柜外安裝方式。 現(xiàn)場(chǎng)需安裝在通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離熱源和塵埃多的地方。5、改造后的特性.節(jié)電率可達(dá)16%左右。減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)球磨機(jī)軸和齒輪波箱的使用壽命。減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少電網(wǎng)裝機(jī)容量。平滑軟起動(dòng)，對(duì)電機(jī)具有過壓、過流、缺相等多種保護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命節(jié)電計(jì)算實(shí)例：陶瓷生產(chǎn)用14噸球磨機(jī)，電機(jī)55kw市電工頻運(yùn)行時(shí)，球磨時(shí)間13.5小時(shí)，耗電370度用正弦變頻器進(jìn)行節(jié)能改造后，球磨時(shí)間13.0小時(shí)，耗電310度每球節(jié)電：60度電，節(jié)電率：60/370 = 16.2 %&設(shè)備安裝程序用戶需提供球磨機(jī)電氣控制系統(tǒng)圖。用戶方工藝、電氣技術(shù)人員配合，共同

6、完成設(shè)備安裝。7、參考資料在本方案中所引用的參考資料：(1) 正弦變頻器應(yīng)用手冊(cè)(2) 球磨工藝(3) 陶瓷工業(yè)機(jī)械與設(shè)備三、設(shè)計(jì)球磨機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)控制柜電機(jī)接線柱控制柜電氣原理圖如下圖1所示R SINE303 USVTWX1X7COMVCIGND圖4-1 控制柜電氣原理圖1、控制柜操作面板上安裝有：A) 三位選擇開關(guān)K1 :用于變頻運(yùn)行/工頻運(yùn)行切換;B) 常開控制按鈕K2 :用于變頻器電動(dòng)運(yùn)行；C）面板工頻運(yùn)行指示燈 ED1 ;D）面板變頻運(yùn)行指示燈 ED2。2、上圖中，KM1和KM2為變頻運(yùn)行接觸器，這兩個(gè)接觸器與原來工頻運(yùn)行接觸有互 鎖的關(guān)系，MCCB為進(jìn)線空氣斷路器，選用規(guī)格和線

7、徑可參考用戶手冊(cè)的有關(guān)說明。3、注意：應(yīng)在操作面板的顯要位置提示：工變頻轉(zhuǎn)換的注意事項(xiàng)。對(duì)工/變頻轉(zhuǎn)換時(shí)的注意事項(xiàng)，應(yīng)在控制柜操作面板上重點(diǎn)醒目位置印出，以提醒操作 人員。（例如：請(qǐng)先按下球磨機(jī)的停止按鈕，將工/變頻轉(zhuǎn)換按鈕打到停止位置，等電機(jī)停止后，再轉(zhuǎn)換到變頻起動(dòng)球磨機(jī)工作；如變頻出現(xiàn)故障，請(qǐng)按操作面板上的復(fù)位按鈕。）四、安裝、調(diào)試和使用過程中常出現(xiàn)的問題1、 控制柜通風(fēng)設(shè)計(jì)：SINE303變頻器支持散熱器柜外安裝，請(qǐng)務(wù)必做好控制柜的通風(fēng)設(shè) 計(jì)，（否則會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)不良，變頻器過熱，控制柜內(nèi)部過熱，需要現(xiàn)場(chǎng)加裝風(fēng)扇的情況）；2、關(guān)于過流球磨機(jī)一般不易空載辨識(shí)電機(jī)參數(shù)，在此情況下可采取以下措施：

8、1）進(jìn)行電機(jī)靜態(tài)參數(shù)整定；2 ）滿載起動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)，調(diào)整變頻器參數(shù)，不出現(xiàn)失速過流或過壓現(xiàn)象。五、功能碼設(shè)定和調(diào)試SINE303簡(jiǎn)易PLC功能是變頻器內(nèi)置一個(gè)可編程控制器（PLC）來完成對(duì)多段頻率邏輯進(jìn)行自動(dòng)控制?？梢栽O(shè)定運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行運(yùn)行方向和運(yùn)行頻率，以滿足工藝的要求。SINE303系列變頻器可以實(shí)現(xiàn)7段速變化控制，有4種加減速時(shí)間供選擇。當(dāng)頻率源參數(shù) F0-08、F0-10確定為PLC運(yùn)行方式時(shí)，需要設(shè)置 F6-00F6-07、F6-08、F6-14、F6-15 - F6-21來確定其特性。1、功能碼設(shè)定相關(guān)功能碼設(shè)定一覽功能碼設(shè)定值功能碼意義說明F0-02=2無PG矢量控制F0-04=1端

9、子運(yùn)行命令通道F0.-08=1PLCS 行F0-16=30加速時(shí)間F0-17= 30減速時(shí)間F5-02=1X1端子為正轉(zhuǎn)運(yùn)行；F5-08=9X7輸入端子為外部故障復(fù)位功能F9-01 F9-06根據(jù)電機(jī)銘牌輸入電機(jī)參數(shù)F9-08 F9-14通過靜止或完整調(diào)諧獲得相關(guān)電機(jī)參數(shù)F6-00F6-21設(shè)置變頻器的運(yùn)行曲線五、售后服務(wù)12個(gè)月免費(fèi)保修，終生維護(hù)24小時(shí)服務(wù)響應(yīng)附：球磨機(jī)中研磨體運(yùn)動(dòng)情況在球磨機(jī)中研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與筒體的轉(zhuǎn)速和研磨體與筒體內(nèi)壁的摩擦因素等有關(guān)系。研磨體在筒中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基本上可以分為：（1） 瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，全部研磨體可以看成是一個(gè)松散 的“團(tuán)塊”，“團(tuán)塊”的

10、界面隨著筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)而沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向不斷向上偏斜，形 成斜坡。當(dāng)斜坡的傾斜角到達(dá)研磨體的自然休止角時(shí)， 研磨體在重力等作用下將 沿斜坡滾下，形成瀉落式運(yùn)動(dòng)，如下圖所示。在瀉落式運(yùn)動(dòng)中，物料主要在研磨 體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的碰擊和研磨作用而被粉碎。（2）拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，研磨體隨筒體上升致一定高度后， 象拋射體一樣拋落下來，在拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，物料主要是在研磨體拋落時(shí)的碰 擊作用以及部分的研磨作用下而被粉碎的。（3）離心式運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 當(dāng)筒體轉(zhuǎn)速過高時(shí)，由于離心力的作用，研磨體“貼附”在筒體內(nèi)壁上與筒體一道做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不再拋落。在離心式運(yùn)動(dòng)中，研磨體不再對(duì)物料產(chǎn)生碰擊和研磨作用，物料當(dāng)然就不會(huì)被粉碎。瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)離心式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)其工作有很大的影響，如果轉(zhuǎn)速適當(dāng)，則能使粉磨工作 以較快的速度和在較高的效率下進(jìn)行， 太快，由于離心力太大，研磨體緊貼在筒 體內(nèi)壁不會(huì)沿拋物線軌跡落下，當(dāng)然就不能給物料以有效粉碎，反之，轉(zhuǎn)速太慢， 在單位時(shí)間內(nèi)研磨體對(duì)物料作用的次數(shù)就減少， 同時(shí)研磨體上升高度不足，落下 時(shí)對(duì)物料做的功也少，粉磨速度和效率當(dāng)然也底。何時(shí)讓研磨體做拋落運(yùn)動(dòng)，拋落運(yùn)動(dòng)的最佳轉(zhuǎn)速是多少，何時(shí)讓研磨體做 瀉落式運(yùn)動(dòng)，瀉落式運(yùn)動(dòng)時(shí)球