水泥厂球磨机节能优化控制解决方案.doc

/sundae_meng水泥厂球磨机节能优化控制解决方案l 节约磨机用电l 提高磨机效率l 提升生产安全l 提高制粉品质有能源，才有未来节能减排，你我共同责任钢球磨机特点 电耗高（钢球磨机耗电量在电力行业约占厂用电的25%、在水泥行业约占厂用电的50%）、耗钢多、磨损大、运行复杂、噪音大。 由于原料水分、料质（挥发分、灰分、可磨性等）的变化，以及钢球、衬板磨损等原因，磨机特性复杂、时变缓慢，使制粉、干燥、输送出力难以相互优化匹配。 为是一个非线性、大滞后、大惯性、强耦合、具有多种不确定性扰动的多变量复杂控制对象。一、 关于钢球磨机控制的常见问题对于钢球磨机的优化控制技术国内外都有相关研究，提出预测控制、解耦控制等控制方案，但往往难以与球磨机的实际特性进行很好地结合。目前行业应用中最常采用的是常规控制或音频控制，但效果都不是很理想，非常有必要采取一种更加有效的控制方案。1、常规控制1) 回路间耦合非常严重；2) 控制品质差、很难保证长期稳定运行；3) 实际生产中很大程度上仍需要手动控制；4) 制粉系统很难工作在最佳工况，电耗高、经济性差。2、音频控制1) 增加音频设备及专用控制器的投资；2) 钢球的加入量影响音频信号，导致料位指示产生偏差；3) 需要经常手动标定修正，难以长期稳定有效的投入自动；4) 料位装置需进行人工修正，且只能在专用控制器上修正；5) 料质的变化使音频信号控制难以确保料位运行在最佳状态。二、 解决方案简介本解决方案基于新型自寻优控制策略及专用软件的应用，用于实现钢球磨机最佳存量运行，使制粉系统在优化参数下实现节能、高效、安全、稳定运行，是集现状评估、系统配置选型、专业软件提供、专家安装调试投运于一体的“交钥匙型”优化控制整体解决方案。主要用于电力、水泥、建材、冶金等行业的钢球磨机节能优化控制。三、 解决方案应用范围 中储式煤粉炉筒式钢球磨； 直吹式煤粉炉双进双出钢球磨； 建材行业水泥原料钢球磨、煤粉制备磨机、粉磨站水泥磨； 冶金及其他行业筒式钢球磨。四、 解决方案收益1、降低制粉电耗，提高磨机效率优化后磨机节电率可达8%以上，单位时间制粉产量提高10%以上。2、减少钢球无用功磨损，延长磨机寿命及检修周期稳定投入“自动控制”将使磨机长期在最佳料位方式下运行，最大限度地减少了钢球损耗率及对金属衬板的无用功磨损，磨体消耗量降低10%以上，延长了设备的寿命及检修周期。3、提高制粉品质，提升磨机生产安全性设备额定负荷、负压、温度参数压红线的自动控制，使磨组的负荷出力及干燥处理等指标得以保证，防止满罐、堵煤事故的发生。4、减轻人工操作强度，提高制粉过程稳定性磨机运行过程无需人工操作，真正实现长期、稳定、有效的自动控制，使制粉过程更加稳定，实现生产精细化作业。五、 典型节能效果1、单产节能：制粉节电2度/吨，折合标煤0.816kg。2、装置节能：1）水泥行业：2500T/D水泥线，若原料磨、水泥磨和煤粉磨均采用钢球磨，全年可节电约450万度，折合标煤1830吨，节约电费近270万元/年；若水泥磨和煤粉磨采用钢球磨，原料磨不采用钢球磨机，则全年可节电约220万度，折合标煤890吨，节约电费近130万元/年。2）火电行业：8台410T/H母管制煤粉锅炉，每天需制煤粉8274吨，全年可节电490万度，折合标煤2000吨，节约电费约290万元/年。六、 投资回收期一般项目的投资回收期控制在24个月之内，投资及合作形式灵活多样。七、 解决方案优势1) 给料机转速分段非线性控制与自寻优算法的有效结合，最能适应磨机从低负荷到最佳负荷过程中对象的逆转反应特性，实现磨机负荷的自寻优控制；2) 既可基于原有DCS系统，也可采用专用系统，硬件投资少；3) 钢球磨机料位信号更为准确；4) 符合一线实际操作需求，人机界面友好。八、 节能优化机理： 根据钢球磨运行机理，在下图中绿色的“优化区域”内磨机产量达到最大，只要将料位值控制在该区域内可使钢球磨实现最经济运行。优化区钢碰无功功率实际总功率有功煤功率磨机料位(负荷)磨机电功率电功率与料位图九、 节能优化方案基于中控先进的DCS软硬件平台，针对电流信号对钢球磨机料位信号的逆转反应特点，提供一种基于钢球磨机电流的钢球磨机负荷新型自寻优控制策略及软件，采用自寻优算法、超驰控制、给煤机转速分程非线性控制等先进算法组合，实现钢球磨机最佳料位控制及制粉系统负压、温度参数的稳定控制。球磨机料位自寻优软件包球磨机温度压力合控制软件中控DCS系统现场调试、优化节能控制投入中控DCS软硬件平台解决方案总体示意图球磨机优化料位自寻优控制操作子画面十、 服务流程1、 免费评估，掌握优化潜力；2、 签订合同，启动优化项目；3、 方案设计，确定实施计划；4、 工程实施，现场调试投运；5、 效果验收，评估优化收益。十一、 节能优化实例广西某水泥企业：1500T/D水泥线，生料磨和煤粉磨均采用钢球磨。项目结束后，电流量自动控制在优化料位区,电流量较低,而磨机产量较大；另一方面，由于在控制中运用了差压及电流的闭锁保护控制，可防止堵煤及饱磨情况发生，对磨机的正常运行起到了很好保护措施。该优化项目取得了明显的经济效果。优化前后参数对比：优化前优化后磨机产量62t/h72 t/h电流均值68A64A收益比（同等条件下）：单位时间制粉产量单位产量制粉电耗磨体消耗量收益提高约16%降低约19%下降约15%优化过程的