專利名稱：球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及火力發(fā)電領域，特別是涉及一種球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術：
目前在我國的燃煤火力發(fā)電廠中，球磨機中間儲倉式制粉系統(tǒng)的應用非常廣泛，但是該系統(tǒng)中的關鍵設備——球磨機的運行，目前絕大部分仍然處于依靠人為判斷和手工操作的原始狀態(tài)，堵煤、超溫、跑粉、漏風、欠煤等現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重時甚至會發(fā)生設備損壞等重大事故，導致機組停運，經(jīng)濟損失較大。另外，由于采用人工控制的手段，無法使球磨機在最佳工況下運行，致使球磨機能源損耗較大，其耗電量約占工廠整體用電量的20％左右
實用新型內容
本實用新型的目的就是提供一種能夠保持球磨機始終自動處于最佳工況下安全節(jié)能運行的球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本使用新型一種球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)，包括聲音采集變送系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)；其中，聲音采集變送系統(tǒng)負責采集球磨機的運行噪音、對運行噪音進行處理得到球磨機的存料的適當量值信號和適時存料量信號，并輸出至模糊控制系統(tǒng)；模糊控制系統(tǒng)將存料的適當量值信號定為設定值，并且將所有存料量信號與設定值進行比較，根據(jù)比較結果及時調整球磨機內的存料量。
進一步，所述聲音采集變送系統(tǒng)包括聲音傳感器、電荷放大電路、DSP處理器和信號傳輸裝置；其中，聲音傳感器負責采集球磨機的運行噪音，并從噪音中檢出與球磨機負荷相關的頻段傳通過電荷放大電路輸送至DSP處理器，DSP處理器將接收到的音頻信號進行處理得到存料量信號，信號傳輸裝置將該存料量信號輸出。
進一步，所述聲音傳感器設置在所述球磨機的入口的外部，并正對球磨機的中心軸處。
進一步，所述信號傳輸裝置輸出的存料量信號為模擬量。
進一步，所述信號傳送裝置為ProfiBus-DP總線收發(fā)器和ProfiBus-DP總線。
進一步，所述模糊控制系統(tǒng)為PI控制器。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型球磨機尋優(yōu)節(jié)能控制系統(tǒng)，針對球磨機的運行特點，通過對球磨機運行產(chǎn)生的噪音的實時監(jiān)控分析，控制球磨機內存料量穩(wěn)定在適當?shù)姆秶鷥?，保證了球磨機始終處于最佳工況下運行，可較大幅度的降低電耗、鋼耗和球磨機噪音，延長了球磨機的壽命，達到了球磨機的節(jié)能和長期可靠地運行的目的。


圖1為本實用新型球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)的流程圖；圖2為球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)的電路板示意圖。
具體實施方式
本實用新型以保護和節(jié)能為兩大目標，在總體方案上提出并實現(xiàn)了對發(fā)電廠和水泥廠球磨機的節(jié)能控制，針對球磨機的運行特點，提出自尋優(yōu)——模糊控制相結合的控制算法，解決了長期以來球磨機不易控制的難點，同時為磨機料位的測量提供靈敏、準確、標準化的檢測儀器。
聲音傳感器安裝在球磨機入口的外部，距球磨機20cm左右，聲音傳感器的方向正對著球磨機的中心軸。圖1中，聲音傳感器首先采集球磨機的運行噪音，從音頻信號中檢出與負荷相關的頻段、濾除機械噪音，經(jīng)過電荷放大電路放大后，將音頻信號傳送至DSP系統(tǒng)，DSP系統(tǒng)包括噪聲特征頻譜識別模塊和信號處理與分析模塊，DSP系統(tǒng)通過對音頻信號的頻段選擇、數(shù)字濾波、能量積分、真有效值變換等，并對相關頻段進行能量累計和有效值變換，從而間接得到球磨機內的存料量以及得到最佳的存料量的適當值。然后DSP系統(tǒng)將存料量通過D/A轉換電路、可編程放大器、V/I變換成為模擬信號輸送至模糊PI控制器，模糊PI控制器將存料量的適當值作為設定值存儲，然后將適時的存料量信號與該設定值進行比較，通過控制給料單元向球磨機供給一定數(shù)量的料，從而保證球磨機內的存料量穩(wěn)定在設定值附近。
其中，DSP系統(tǒng)也可通過Profibus-DP總線收發(fā)器和Profibus-DP現(xiàn)場總線將球磨機的存料量信號傳輸給模糊PI控制器。
本實用新型球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)針對球磨機大慣性、純滯后及參數(shù)時變等特點，采用自尋優(yōu)——模糊PI相結合的控制策略及雙層控制結構，能準確檢測出球磨機內的存料量，通過模糊控制算法使球磨機內的存料量穩(wěn)定在設定值附近而在線自動尋優(yōu)技術，實時地跟蹤磨機最大出力點，通過模糊PI控制器控制球磨機的存料量，確保球磨機始終運行在最大出力點附近，保證磨煤機始終運行在最佳工況，使球磨機的電耗降低10％-18％，球磨機出力增加8％以上，鋼球及襯板損耗降低約20％，球磨機的噪音降低5-10分貝，實現(xiàn)了安全節(jié)能、提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)量的目的。
球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)不僅可以應用于火電廠，而且可以為水泥廠、礦山、冶金、建材等其他行業(yè)球磨機的料位測量提供了靈敏、準確、標準化的檢測。
下面說明球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)的具體參數(shù)要求及調試步驟一、本系統(tǒng)的主要的技術指標為工作電壓24V DC；工作電流110mA；模擬量標準輸出4～20mA；負載能力≤750Ω；耗電＜3VA。
二、一般指標及環(huán)境要求為環(huán)境溫度-5℃-+60℃；環(huán)境濕度相對濕度≤80％；工作方式連續(xù)。
三、球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)的設定圖2為球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)的電路板示意圖，下述檢測時的電流檢測儀用機械式毫安表。
1、設定球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)(1)當球磨機正常運行時，調節(jié)聲音傳感器內的電位器，使其輸出值在12mA(AC)左右；(2)測出空磨時的球磨機的輸出電流I(空)(DC)；測出滿磨時的球磨機的輸出電流I(滿)(DC)；(3)測出測點1的電壓U1(DC)，測點2電壓U2(DC)，測點3電壓U3(DC)(停機時)，計算K＝(U1-U2)/U3；(4)U(A)＝U1-K*I(空)/10，U(B)＝U1-K*I(滿)/10；(5)調整W3，使測點1的電壓為(18*U(A)-4.5*U(B))/12.5；(6)在空磨時調整W4，使球磨機的輸出值為4.5mA(DC)；(7)重復步驟(2)-(6)，最終使空磨時球磨機的輸出值為4-6mA(DC)，滿磨時球磨機的輸出值為18mA-20mA(DC)；(8)在停磨時，順時針調整W5，使球磨機的輸出值為0mA。
2、重新整定變送器(1)逆時針調整W5，使球磨機停磨時U1的電壓＞0；(2)重復上面步驟1中的步驟(2)-(6)，使空磨時球磨機的輸出為4-6mA(DC)，滿磨時球磨機的輸出為18-20mA(DC)；(3)在球磨機停磨時調整W5，使球磨機的輸出為0mA。
權利要求1.一種球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，包括聲音采集變送系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)；其中，聲音采集變送系統(tǒng)負責采集球磨機的運行噪音、對運行噪音進行處理得到球磨機的存料的適當量值信號和適時存料量信號，并輸出至模糊控制系統(tǒng)；模糊控制系統(tǒng)將存料的適當量值信號定為設定值，并且將所有存料量信號與設定值進行比較，根據(jù)比較結果及時調整球磨機內的存料量。
2.根據(jù)權利要求1所述的球磨機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述聲音采集變送系統(tǒng)包括聲音傳感器、電荷放大電路、DSP處理器和信號傳輸裝置；其中，聲音傳感器負責采集球磨機的運行噪音，并從噪音中檢出與球磨機負荷相關的頻段傳通過電荷放大電路輸送至DSP處理器，DSP處理器將接收到的音頻信號進行處理得到存料量信號，信號傳輸裝置將該存料量信號輸出。
3.根據(jù)權利要求2所述的球磨機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述聲音傳感器設置在所述球磨機的入口的外部，并正對球磨機的中心軸處。
4.根據(jù)權利要求3所述的球磨機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸裝置輸出的存料量信號為模擬量。
5.根據(jù)權利要求3所述的球磨機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳送裝置為ProfiBus-DP總線收發(fā)器和ProfiBus-DP總線。
6.根據(jù)權利要求4或5任一所述的球磨機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊控制系統(tǒng)為PI控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種球磨機尋優(yōu)節(jié)能系統(tǒng)，包括聲音采集變送系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)；聲音采集變送系統(tǒng)負責采集球磨機的運行噪音、對運行噪音進行處理得到球磨機的存料的適當量值信號和適時存料量信號，并輸出至模糊控制系統(tǒng)；模糊控制系統(tǒng)將存料的適當量值信號定為設定值，并且將所有存料量信號與設定值進行比較，根據(jù)比較結果及時調整球磨機內的存料量；本球磨機尋優(yōu)節(jié)能控制系統(tǒng)，針對球磨機的運行特點，通過對球磨機運行產(chǎn)生的噪音的實時監(jiān)控分析，控制球磨機內存料量穩(wěn)定在適當?shù)姆秶鷥龋ＷC了球磨機始終處于最佳工況下運行，可較大幅度的降低電耗、鋼耗和球磨機噪音，延長了球磨機的壽命，達到了球磨機的節(jié)能和長期可靠地運行的目的。
文檔編號B02C25/00GK2834699SQ20052013260
公開日2006年11月8日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權日2005年11月10日
發(fā)明者劉文濤, 劉文斌, 張曉華, 陳靜怡 申請人:劉文濤