磨机负荷及温度监测技术在水泥行业的应用

李胜保，李淑杰，郑 嘉

（1.广灵金隅水泥有限公司，山西 大同 037500；2.上海传伟信息科技有限公司，上海 200063）

0 引言

在我国，传统的水泥磨电耳及振动测量装置都是靠安装在磨机附近的“监听”麦克风装置进行测量，但该装置对附近的其他磨机、电机、变速箱产生的声音或振动非常敏感，这意味着附近其他磨机、电机亦或者其他链条传动等产生的声音或振动都会对数据产生干扰，无法进行准确测量。因此如何精确判断各个磨室内的物料填充情况，为高级控制系统及设备技术改造提供最基本的信息，无疑是水泥磨智能改造中必不可少的一环。

1 Smartfill磨机负荷监测的组成及工作原理

德国KIMA公司开发了基于噪声结构判断的磨机负荷监测器Smartfill，它可以将测量单元、负载传感器、温度传感器直接装在磨筒体上，跟随磨筒体24 h不间断的转动，避免了周边声音对测量精度的影响，因为是直接在磨机筒体上进行测量，所以测量结果非常精准，而且可以针对不同磨仓进行监测。同时，我们利用测量单元中摆锤的自发电功能使其可以自供电，无需额外提供电源。

Smartfill磨机负荷监测一般由磨机测量单元（OMU),接受单元（RU），基本单元（BU），温度传感器，声音传感器，磨机负载直测传感器这6部分组成，见图1。

图1 Smartfill磨机负荷监测的组成

磨机测量单元、温度传感器、声音传感器、磨机负载直测传感器一般直接装在磨筒体上，接受单元（RU）一般装在距离磨筒体3～20m的任意距离处，而基本单元（BU）最好能装在距离磨筒体200m之内的空调房中，具体见图2。

Smartfill磨机负荷监测的技术特点如下：

（1）直接安装在磨机筒体上随磨机一起旋转；

（2）分别测量两个磨仓的填充状态和隔板的温度；

（3）检测单元自供电，无需额外提供电源；

（4）不受任何周边影响和干扰，测量结果精确；

（5）根据磨仓状态及时调整喂料量，使磨机效率最大化。

图2 Smartfill磨机负荷监测的安装位置

2 SmartFill磨机负荷监测在水泥厂的应用

在国内的第一套SmartFill磨机负荷监测已经成功应用于广灵金隅水泥，我们将SmartFill所测试的数据以及其他我们所需要的数据直接上传到客户的DCS中，中控室DCS界面可以看到一仓二仓负荷及温度情况跟现场出磨提升机电流、喂料量、及回粉量等工艺数据变化的对应性，负荷数据均能迅速反映磨内实际工况变化，与通过其他工艺参数变化趋势吻合。

通过专家系统对磨机相关参数进行实时调整，来达到效益最大化，使用效果主要体现在以下几个方面：

（1）精确性：相比磨机电流、出磨提升机电流而言，负荷能够更精确的反映出磨内的实际情况，比磨机电流等参数的精确性更高。在磨机电流相对高负荷的情况下、没有磨机负荷是不敢再增加台时的，以防止发生饱磨冒灰现象。使用磨机负荷，能精确了解磨内情况，最后3 t、5 t的增产就体现在磨机负荷监测的精度上。同时磨机负荷通过精确测量一仓二仓负荷填充率情况、后续可作为磨机诊断的一个重要参数，判断水泥磨磨内情况是否正常，隔仓板有无堵塞以及内衬钢球的磨损等状况。

（2）及时性：相比目前常规控制手段，控制出磨提升机电流，磨机负荷具有前瞻性，通过趋势发现，在磨机电流增高或降低的前十几分钟负荷已经出现变化，当发现出磨提升机电流变化时，磨内已经处于一个相对饱磨或者空磨的状态，这对于水泥磨的研磨效率已经存在一定滞后，磨机负荷能够在第一时间及时反映磨内工况变化。

（3）优化控制：在使用磨机负荷之前，该水泥磨通过在线粒度分析仪控制选粉机转速、通过辊压机小仓仓位控制磨机喂料量，磨机负荷的加入很好的将整个控制系统串联，通过在线粒度分析仪控制选粉机转速保证水泥成品的质量，选粉机转速的变化导致整个水泥磨循环负荷发生变化，通过精确测量磨内负荷情况，调整循环风机，来稳定整个磨机循环负荷系统，同时循环风机的变化影响辊压机小仓仓位，最后对喂料进行及时调整，达到整个磨机系统的全自动优化控制，使用前后效果对比见图3。

图3 使用磨机负荷监测前后对比

3 结语

SmartFill磨机负荷监测已经在全球45个国家有超过800套的安装应用，安装简单，无需维护，只需在磨机内部结构调整或者钢球重新填充时校准一下，不受任何外界因素困扰。该技术已经成为拉豪集团的标配，给他们带来了非常可观的经济效益。SmartFill在线磨机负荷监测，具有实时监测一仓二仓负荷及磨内温度的功能，设备使用后能产生以下效果：

（1）精确及时判断磨内负荷状况，及时调整工艺参数，提高磨机研磨效率。

（2）接入水泥磨专家系统，进行自动控制，实现整个磨机系统优化控制，提高台时、降低电耗。

（3）磨机负荷可以精确分别测量一仓二仓负荷填充率情况、后续可作为磨机诊断的一个重要参数，判断水泥磨磨内情况是否正常，隔仓板有无堵塞以及内衬钢球的磨损等状况。

在未来，SmartFill磨机负荷监测将会得到更广泛的应用，其优化生产，节能降耗，提高自动化程度的特点一定可以成为各大水泥企业实现水泥磨无人值守的一大助力。