磷肥裝置完成球磨機磨聲自控技術(shù)創(chuàng)新

陳國斌 張建恒

摘 ?要：創(chuàng)新是現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展必由之路;大力減輕操作工人勞動強度是企業(yè)永恒的主題。本文通過對磷肥裝置生產(chǎn)球磨機磨聲自控技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造性的改變了以往人工調(diào)節(jié)投礦量的滯后性、不穩(wěn)定性，促進了磷肥裝置原料球磨機安全、連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：球磨機;磨聲;自控;創(chuàng)新

一、化工廠磷肥裝置球磨機磨聲自控改造背景

為了響應(yīng)國家創(chuàng)新發(fā)展精神，以及如何充分貫徹落實廣業(yè)集團和云硫礦業(yè)的工作要求，根據(jù)我廠的工作實際先易后難成熟一項落實一項指導(dǎo)思想下，擬實施球磨機自動控制改造項目;同時為公司新項目精制磷酸項目三臺球磨機提供技術(shù)支持。

二、球磨機磨聲自控創(chuàng)新的重要性

化工廠磷肥車間的磷肥產(chǎn)品—過磷酸鈣，生產(chǎn)中要實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)。

1、球磨機打粉量、供粉量是制約磷肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)

在磷肥生產(chǎn)工藝中，通過將破碎磨粉后的磷礦粉和濃度約百60%的稀酸混合充分反應(yīng)生成過磷酸鈣。在生產(chǎn)工藝中，稀酸可以連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，而磷礦粉能否連續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)是制約生產(chǎn)連續(xù)和穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。

2、球磨機自控是生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定的關(guān)鍵

在生產(chǎn)過程中，操作人員根據(jù)送入混合器的磷礦粉的質(zhì)量等工藝參數(shù)，來手動控制球磨機給料機輸送頻率。

由于人工控制受人為因素的影響較大，用人的肉眼和大腦作為反饋環(huán)節(jié)，需要操作人員不間斷的觀察瞬時礦粉流量等工藝參數(shù)，來手動控制球磨機給料頻率，操作人員勞動強度很大。

人工控制控制效果差，給混合器瞬時礦粉波動很大，經(jīng)實際數(shù)據(jù)采集和分析，礦粉波動與人為給定之間的偏差在±5Kg之間，波動大，如果控制不好，將造成產(chǎn)品不合格。

三、球磨機磨聲自控創(chuàng)新技改措施

根據(jù)這種情況，通過現(xiàn)場勘查，并且與崗位操作工反復(fù)溝通，通過分析研究、技術(shù)攻關(guān)，成功研發(fā)出國內(nèi)第一套磷肥生產(chǎn)球磨機“磨聲自控”系統(tǒng)。

該系統(tǒng)采用先進的智能磨音頻譜分析傳感器，對球磨機負荷進行精確的測量，從而計算出內(nèi)部瞬時礦粉量，通過智能調(diào)節(jié)器對給定礦粉與實際瞬時礦粉偏差的對比，來調(diào)節(jié)球磨機給料機變頻器頻率，從而實現(xiàn)球磨機瞬時礦粉與給定礦粉的高度吻合。從而更好的保證了瞬時礦粉的控制準確度、靈敏度和快速響應(yīng)性。

1、將球磨機的電流互感器電機電流信號引入到操作室。

2、工藝天然氣溫度控制自動控制系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計安裝。

3、安裝自動控制系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備，如調(diào)節(jié)器、記錄儀、阻力器、報警器等等;四是安裝音頻放大器，音頻放大器位置的選擇非常關(guān)鍵，通過現(xiàn)場不同點的選去，將傳聲器安裝在磨機筒體下部鋼球沖擊點處，沖擊點一般位于時鐘4點鐘的部位（120o～140o）。安裝位置同時要求傳聲器還要處于距離隔離板0.1m～0.5m或第一室的2/3處。傳聲器要盡量靠近磨機筒體外殼，以便更好的接收信號，同時避免了安裝在同一室內(nèi)的其他設(shè)備的干擾。分析儀顯示器安裝在操作室內(nèi)。

4、在聲傳感器安裝完畢后，對磨音儀的有效頻率范圍進行標定。

在磨機停機狀態(tài)下且傳感器正常工作時，調(diào)整零點設(shè)置，將該狀態(tài)設(shè)為零點，使磨機停機時儀表輸出為4mA左右。

四、球磨機磨聲自控創(chuàng)新效果

項目研發(fā)成功投入使用后，經(jīng)過近幾個月的現(xiàn)場觀察和數(shù)據(jù)分析，該項目取得了令人滿意的效果，主要表現(xiàn)為：

1、實現(xiàn)了自動控制功能，其中自動控制曲線如下圖：

2、瞬時礦粉精度提高，有效節(jié)約磷礦石

該項目投入使用后，瞬時礦粉控制精度大大提高，改造前的人工控制的礦粉誤差范圍為±5Kg之間，改造后的礦粉誤差范圍大幅度降為±0.5Kg之間。瞬時礦粉精度的提高，大大減少了磷礦粉的浪費，經(jīng)過計算，在使用同樣磷礦粉的情況下，該項目投入使用后，至少可以使磷肥產(chǎn)量增加10%以上。

3、有效保證了磷肥產(chǎn)品的質(zhì)量

以往的人工控制，瞬時礦粉波動大，忽大忽小，很容易造成加入到混合器的瞬時礦粉與稀酸不匹配，導(dǎo)致投入礦粉過多，反應(yīng)不充分，造成產(chǎn)品有效 磷含量偏低;或者導(dǎo)致投入礦粉過少，造成磷肥產(chǎn)品酸度偏高，對產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生了不良的影響。

而研發(fā)項目的運用，使得加入到混合器的瞬時礦粉與稀酸得以很好的匹配，大大降低了產(chǎn)品質(zhì)量的風險。

4、減少系統(tǒng)停工率

人工控制系統(tǒng)由于控制的瞬時礦粉波動大，嚴重情況時，礦粉時有時無，有時瞬時礦粉過多，導(dǎo)致礦粉輸送管道、粉斗堵塞、坍塌，必須要停機處理才能繼續(xù)生產(chǎn)。

“磨聲自控”系統(tǒng)的投入，使得瞬時給粉量控制精確，不多不少，很好的減少了人工控制帶來的需要停機處理的弊端。

5、減少人工強度

“磨聲自控”系統(tǒng)投入使用，大大降低了操作人員的勞動強度，不需要時時刻刻盯著瞬時礦粉流量、等指標對球磨機給料電機變頻器不斷的人工修正和操作。

減少了礦粉輸送管道的堵塞，減少了對設(shè)備的沖擊和破壞，降低了因為人工控制不佳帶來的停機檢修，減輕了維修人員的勞動強度。

6、減少了相關(guān)設(shè)備的使用和維修費用

該自動控制系統(tǒng)研發(fā)投入運行以來，減少了球磨機襯板的消耗費用。據(jù)統(tǒng)計，2016～2017年襯板年消耗約38576.96元/年，2018年襯板消耗為32790.42元，該項可為廠節(jié)約材料費用5786.55元。另外還降低了礦粉輸送管道的堵塞，減少了礦粉對管道、礦斗的沖擊，降低了對設(shè)備的磨損，有效避免了混合器礦粉波動導(dǎo)致瞬時稀酸過多，對混合器造成的腐蝕。減少了相關(guān)設(shè)備的維護周期，降低了生產(chǎn)成本。

7、減少了環(huán)境污染

很好的避免了由于人工控制造成的瞬時稀酸過多，導(dǎo)致混合器腐蝕，酸霧及氟氣等泄漏問題的發(fā)生，有效的保護了生產(chǎn)環(huán)境，保證了生產(chǎn)現(xiàn)場工作人員的身體健康。

五、推廣應(yīng)用價值

1、在云硫礦業(yè)的推廣應(yīng)用價值：

⑴該研究應(yīng)用成果解決了磷肥球磨機自動控制問題，提高了生球磨機效率。解決了磷肥生產(chǎn)裝置的重大問題。

⑵對于干法磨粉裝置具有極大的推廣價值，對于濕法磨礦裝置尚不適應(yīng)。

2、在化工行業(yè)的推廣應(yīng)用價值：

⑴該項目以前原理上可行，但是僅限于基本設(shè)施，導(dǎo)致試用效果欠佳，在北海、湛化作過應(yīng)用。

⑵現(xiàn)在技術(shù)進步，設(shè)施先進，可以成功應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)中，這是繼承性創(chuàng)新。