球磨機節能改造方案

在全國上下用電形勢嚴峻的情況下,廣州珠峰電氣ACI變頻器推出最新的珠峰3000系列變頻器，利用先進的變頻節能技術，成功在廣東肇慶市大將軍陶瓷、福建騰達陶瓷、佛山金舵陶瓷、新潤城陶瓷、東莞唯美陶瓷、三水亞洲金牌陶瓷、安徽惠爾普陶瓷、四川建中陶瓷、重慶歌德陶瓷、萍鄉日江水泥等實行球磨機節能改造。實踐證明，通過一系列的技術和管理措施把球磨機的能耗降到最低，既保護環境又為企業創造經濟效益，企業至少可以減少10%的經營成本，下面談談一些相關的技術問題。

球磨機的工作原理:在水泥、陶瓷、冶金企業里，球磨機由于功率比較大，占據了企業總用電量的80%以上，各類球磨機的結構基本大致相同，只是它們的某些部件有所不同。球磨機一般均由筒體、襯板、給料器、排料器、空中軸、軸承、傳動裝置和潤滑系統組成。圓形筒體由若干塊鋼板焊接而成，其兩端焊接有法藍，以便于鑄鋼的給料端蓋排料端蓋連接，筒內裝有可以更換的襯板，為了使襯板與筒體內壁緊密接觸并緩沖鋼球對筒體的沖擊，在襯板與筒體之間敷有膠合板，為便于更換襯板和檢查筒體內部狀況，在筒體上開有入孔，入孔為矩形，長度一般為350到550毫米。給料部分由帶有中空軸頸的端蓋聯合給料器，扇形襯板，和軸頸內套等部件組成，中空軸頸內套可防止給料磨損軸頸內表面，內套的內表面帶有螺旋，有助于給料。

驅動部分：球磨機屬于低速重載設備，裝載量大，起動離矩也很大，一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統的啟動和調速。水泥、陶瓷、冶金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，對電網沖擊大，而且啟動完成后運轉時所需的轉距減小，所以在節約能源方面有很大的空間。目前普遍采用的驅動方式是：三相交流電動機—液力耦合器—齒輪減速器—皮帶減速器。由于球磨機屬恒轉矩負載，在用液力耦合器調速時，其調速效率等于調速比，有很大一部分能量在液力耦合器中被浪費了。
球磨機一般以固定的轉速運行，筒體轉速是由皮帶輪或齒輪減速機構（也有用液力耦合器）決定的。球磨機的轉速直接影響到鋼球和物料的運動狀況及物料的研磨過程，在不同的轉速下，筒體內的鋼球和物料的運動狀況。當轉速較低時，鋼球和物料隨筒體內壁上升，當鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時，沿斜面滑下，不能形成足夠的落差，鋼球對物料的研磨作用很小，球磨機的效率很低。當筒體的轉速處于上述二者之間的某一轉速時，鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下，對筒底物料的撞擊作用最大，研磨效率最高，此時的轉速稱為最佳工作轉速。如果筒體的轉速很高，由于離心力的作用，以致使物料和鋼球不再脫離筒壁，而隨其一同旋轉，這時鋼球對物料已無撞擊作用，研磨效率則很低，這種狀態的最低轉速稱為臨界轉速。

球磨機系統存在的問題：球磨機一般采用的工頻控制，易造成物料的過度研磨，需研磨周期較長，研磨效率較低，單位產品功耗較大。球磨機一般采用星三角或自耦降壓啟動，啟動電流特別大，對設備和電網的沖擊很大，機械設備的生產維護量也大，而且電的損耗量相當驚人，這必然會給生產廠家帶來很多不必要的麻煩和嚴重的資源浪費，所以隨著社會經濟的發展以及企業產生規模的擴大，直接工控球機磨的弊病已暴露無遺，并嚴重地阻礙了各工業企業快速發展。這促使人們去研制啟動平滑、研磨效率較高、產量大、能耗低的球磨機—— —變頻控制球磨機。

球磨機變頻調速節能控制系統的工作原理及系統性能要求:根據原工況存在的問題并結合生產工藝要求，改造后的研磨機系統應滿足以下要求：改后的設備要有足夠的起動轉距，滿足球磨機裝載量大的要求，并保證設備在變頻運行狀態下使電機平穩運行，保障電動機具有恒功率特性;利用變頻調速控制系統改造原有球磨機低速時的正常運行，確保正常的工藝控制要求，延長球磨機和電動機的使用壽命，減少維護。

變頻器的選型：根據上述原則，廣州市珠峰電氣最新的3000系列是從珠峰2000的基礎升級而成。該系列變頻器有以下特點：本系列是采用新一代SVPWM波型生成技術的變頻器，低速額定轉矩輸出，帶載能力強，低速時可達到80%的額定轉矩輸出。具有多種轉矩提升及V/f曲線可設定，多種加、減速模式可以選擇，內置人性化的PID功能，諸多參數均可在線調整。具有各種完善的保護功能及故障診斷系統，具有過電壓、過電流及失速保護等功能技術先進、功能齊全、使用方便，可滿足電氣節能及各種生產工藝要求的需要。

應用效果：球磨機安裝變頻節能控制系統后，取得了以下效果：改造后的設備能夠實現自動控制，以及市電/節電切換功能，并能克服球磨機大慣性引起的回升電壓，有效地保證設備正常運行。利用變頻器自動電壓調節功能，可在與負載無關的條件下，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、皮帶等機械的使用壽命，減少了維修費用；利用變頻節能調速技術改造了球磨機的拖動系統，滿足了球磨機低速運行、大起動轉距的特點，實現了球磨機的運行速度連續可調；電機起動時無沖擊電流，起動力矩足夠，保護功能完善，保證了工藝控制質量，節約了維護成本。球磨機使用變頻調速后，起動電流小于額定電流的1.5倍，（如132KW電機原先的起動電流在1000A以上，變頻節能控制系統起動電流為180~200A之間），實現了真正的軟起動，也收到了節能的效果。由于起動電流大大減小，不會造成對電網的沖擊和電網電壓的下降，消除了因球磨機起動而引起的其它用電設備調閘或故障。在同樣的電網容量下，可以增加裝機臺數，內置電流反饋系統自動運行功能，可以通過變頻方便地設定研磨時間，加磨時間和自動停機功能，使操作更加智能化、人性化。球磨機變頻節能系統的節能效果一般可達12~15%左右。

投資與回報：以東莞唯美陶瓷為例，其公司安裝的6臺大功率的變頻器，以其中的一臺40噸球磨機為例：電動機功率為132KW，球磨機用電總負荷為132KW，運行時間為每日20小時，每月30天，平均負荷率0.85%，平均節電率為10%。電價0.70元/度，則可得出：月節電費＝用電總負荷×平均負荷率×月運行時間×電價×節電率＝132×0.85×20×30×0.70×10％＝4712.4元,投資回收期＝改造總投入÷月節電費＝45368÷4712＝9.6個月,即不到一年就可以收回全部的投資，而變頻器的使用壽命一般為10~15年，一年后即為純回報期，也即年節電收益在6萬元左右。
在我國水泥、陶瓷、冶金行業,球磨機被大量使用,是物料粉碎不可缺少的重要生產設備。實踐證明,變頻器用于水泥、陶瓷、冶金行業球磨機的節能驅動是十分成功的,取得了良好的經濟效益,對于我國提出的建設節約型社會,減少環境污染具有重大的經濟和社會意義。廣州市珠峰電氣ACI變頻節電氣產品廣泛應用于火力發電、冶金、采油采礦、化工、機械、城市供水、塑膠、水泥、造紙.陶瓷、制藥等領域,其大力的推廣應用,將可盡早實現中國節能第一品牌的提升。