变频调速节能控制在球磨机改造中的应用

   球磨机由于是大型设备，耗电量非常巨大，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工控球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。这就促使人们去研究球磨机节能的方案——球磨机变频调速节能控制系统。

    一、球磨机的工作原理:

    在水泥、陶瓷、冶金企业里，球磨机由于功率比较大，占据了企业总用电量的80%以上，各类球磨机的结构基本大致相同，只是它们的某些部件有所不同。球磨机一般均由筒体、衬板、给料器、排料器、空中轴、轴承、传动装置和润滑系统组成。圆形筒体由若干块钢板焊接而成，其两端焊接有法蓝，以便于铸钢的给料端盖排料端盖连接，筒内装有可以更换的衬板，为了使衬板与筒体内壁紧密接触并缓冲钢球对筒体的冲击，在衬板与筒体之间敷有胶合板，为便于更换衬板和检查筒体内部状况，在筒体上开有入孔，入孔为矩形，长度一般为350到550毫米。给料部分由带有中空轴颈的端盖联合给料器，扇形衬板，和轴颈内套等部件组成，中空轴颈内套可防止给料磨损轴颈内表面，内套的内表面带有螺旋，有助于给料。

    二、球磨机节能改造的必然性

    球磨机属于低速重载设备，装载量大，起动离矩也很大，一般需要加装液力耦合器来完成传动系统的启动和调速。水泥、陶瓷、冶金球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动，对电网冲击大，而且启动完成后运转时所需的转距减小，所以在节约能源方面有很大的空间。目前普遍采用的驱动方式是：三相交流电动机—液力耦合器—齿轮减速器—皮带减速器。由于球磨机属恒转矩负载，在用液力耦合器调速时，其调速效率等于调速比，有很大一部分能量在液力耦合器中被浪费了。

    球磨机一般以固定的转速运行，筒体转速是由皮带轮或齿轮减速机构（也有用液力耦合器）决定的。球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的研磨过程，在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况。当转速较低时，钢球和物料随筒体内壁上升，当钢球和物料的倾角等于或大于自然倾角时，沿斜面滑下，不能形成足够的落差，钢球对物料的研磨作用很小，球磨机的效率很低。当筒体的转速处于上述二者之间的某一转速时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下，对筒底物料的撞击作用最大，研磨效率最高，此时的转速称为最佳工作转速。如果筒体的转速很高，由于离心力的作用，以致使物料和钢球不再脱离筒壁，而随其一同旋转，这时钢球对物料已无撞击作用，研磨效率则很低，这种状态的最低转速称为临界转速。

    三、改造后的球磨机系统应满足以下要求：

    1、改后的球磨机要有足够的起动转距，满足球磨机装载量大的要求，并保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性;

    2、利用变频调速控制系统改造原有球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制要求，延长球磨机和电动机的使用寿命，减少维护。

    3、防止成物料的过度研磨，减少研磨周期较长，提高研磨效率，减少单位产品功耗。

    四、改造结论

 改造后的球磨机能够实现自动控制，以及市电/节电切换功能，并能克服球磨机大惯性引起的回升电压，有效地保证球磨机正常运行。由于球磨机起动电流大大减小，不会造成对电网的冲击和电网电压的下降，消除了因球磨机起动而引起的其它用电设备调闸或故障。在同样的电网容量下，可以增加装机台数，内置电流反馈系统自动运行功能，可以通过变频方便地设定球磨机研磨时间，加磨时间和自动停机功能，使操作更加智能化、人性化。