電廠球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置設(shè)計

［摘 要］為了提升球磨機(jī)補(bǔ)球的安全性和工作效率，文章設(shè)計了一個球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置。該裝置采用自動化、智能化、無人化、精準(zhǔn)化的操作方式，不僅極大降低了補(bǔ)球的風(fēng)險，還能夠提高補(bǔ)球的效率和準(zhǔn)確性。具體而言，本設(shè)計能夠?qū)η蚰C(jī)的鋼球進(jìn)行定時、定量、持續(xù)均勻、精準(zhǔn)補(bǔ)加，實現(xiàn)了精準(zhǔn)添加和精準(zhǔn)統(tǒng)計。相比傳統(tǒng)的手工補(bǔ)球方式，這種智能化的裝置不僅解放了人力，而且過程更加高效穩(wěn)定，能夠在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)效率。因此，本設(shè)計為球磨機(jī)的補(bǔ)球操作帶來了極大的便利和優(yōu)勢，具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價值。

［關(guān)鍵詞］球磨機(jī)；補(bǔ)球；自動化；智能化；無人化；精準(zhǔn)化；效率

［中圖分類號］TM621 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）01–0131–03

在電廠的磨礦過程中，球磨機(jī)內(nèi)的鋼球會隨著對煤礦的磨蝕而逐漸損耗變小。為了確保球磨機(jī)的高效運(yùn)行，維持良好的煤礦磨破效率，需要定期對球磨機(jī)進(jìn)行鋼球補(bǔ)充，以保持適當(dāng)?shù)某涮盥?。在電廠生產(chǎn)中，保持球磨機(jī)內(nèi)鋼球的充填率至關(guān)重要，因為其直接影響到磨礦效率和煤粉的質(zhì)量。如果充填率不足，將導(dǎo)致磨礦效率下降[1-3]，甚至可能造成設(shè)備停機(jī)，嚴(yán)重影響電廠的生產(chǎn)運(yùn)行。因此，定期對球磨機(jī)進(jìn)行鋼球補(bǔ)充是電廠磨煤系統(tǒng)中的重要工作。

1 傳統(tǒng)球磨機(jī)補(bǔ)球方式

目前，大部分球磨機(jī)都依靠人工操作來進(jìn)行加球。加球的方式多種多樣，其中大多數(shù)采用手動將鋼球投入球磨機(jī)中，還有部分采用鏟車將鋼球加入漏斗，然后讓鋼球直接流入球磨機(jī)。還有一種方式是使用電葫蘆吊掛電磁吸鐵器，吸取鋼球后放入活底斗倉，然后通過地磅秤稱重，再利用行車吊掛將活底斗倉中的鋼球集中添加到球磨機(jī)中。

然而，以上幾種加球方式存在一些缺點(diǎn)：①加球量很難精確控制和計量，這導(dǎo)致了加球的不穩(wěn)定性；②加球的間隔時間無法準(zhǔn)確控制，這對于實現(xiàn)均勻的磨礦過程不利；③以上方式都需要大量的人力和物力投入，增加了成本和工作量。

為了解決這些問題，文章設(shè)計了一個球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置，通過傳感器和計算機(jī)控制系統(tǒng)，可準(zhǔn)確控制加球的數(shù)量和頻率。這樣可以減少工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并且降低了操作的風(fēng)險，進(jìn)一步提高了電廠的生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量。

2 球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置的設(shè)計思路

2.1 某電廠球磨機(jī)及其補(bǔ)球現(xiàn)場狀況

根據(jù)對某電廠進(jìn)行實地考察，其球磨機(jī)和補(bǔ)球的現(xiàn)場狀況如下。

（1）1 臺球磨機(jī)每日大概需要1 t 的鋼球，現(xiàn)場有2 臺球磨機(jī)，每天需要補(bǔ)鋼球2 t。

（2）鋼球直徑為50～80 mm，鋼球補(bǔ)料頻率控制在5～10 s。

（3）每天通過推車運(yùn)送鋼球。

（4）當(dāng)球磨機(jī)缺鋼球時，警示燈亮起，提醒工人及時補(bǔ)充足量的鋼球。一旦補(bǔ)充的鋼球達(dá)到要求，警示燈熄滅，表示球磨機(jī)已經(jīng)恢復(fù)正常工作。

（5）球磨機(jī)位于第1 層，補(bǔ)鋼球口位于球磨機(jī)上方小平臺，鋼球靠重力下落進(jìn)入球磨機(jī)。

2.2 某電廠球磨機(jī)智能補(bǔ)球需求

根據(jù)現(xiàn)場狀況，總結(jié)了以下幾點(diǎn)需求，并作為智能補(bǔ)球裝置的設(shè)計思路。

（1）需要1 個適當(dāng)尺寸的料倉，能夠滿足每日補(bǔ)充鋼球的需求，并至少能夠儲存2 t 的鋼球。此外，料倉應(yīng)具備防塵、防潮等功能，以保證儲存鋼球的質(zhì)量和使用效果。

（2）智能補(bǔ)球裝置應(yīng)當(dāng)具備對直徑為50～80 mm的鋼球的兼容性，同時能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)補(bǔ)充頻率（一般為5～10 s），并且具備靈活的調(diào)控功能，以滿足不同生產(chǎn)情況下的實際需求。

（3）1 臺機(jī)器要能滿足2 臺球磨機(jī)的日常需求，同時對2 臺機(jī)器進(jìn)行鋼球的補(bǔ)充。

（4）要有1 個簡易的提升機(jī)構(gòu)，用于鋼球往料倉的運(yùn)輸，方便工人往料倉里每日補(bǔ)充鋼球。

（5）智能補(bǔ)球裝置應(yīng)具備堵料、卡料自動停機(jī)報警功能，一旦發(fā)生堵料或卡料情況，裝置能夠立即停機(jī)并發(fā)出報警信號，提醒工作人員及時處理，并避免因此引發(fā)生產(chǎn)事故。

（6）為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)線的智能化水平，可以將缺料警示燈的電信號接入智能補(bǔ)鋼球裝置，作為其控制信號之一。這樣一來，當(dāng)磨機(jī)缺少鋼球時，智能補(bǔ)球裝置能夠迅速做出響應(yīng)，實現(xiàn)快速補(bǔ)充，從而保障生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3 球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置的組成

根據(jù)上述設(shè)計思路進(jìn)行市場調(diào)研，考慮到實用性、經(jīng)濟(jì)性、現(xiàn)場布置面積等綜合因素，設(shè)計了智能補(bǔ)球裝置。該裝置如圖1、圖2 所示。

球磨機(jī)智能補(bǔ)鋼球裝置主要由提升機(jī)構(gòu)、料倉、三推板機(jī)構(gòu)、傳送帶、氣動推桿、傳感器等組成。其中，提升機(jī)構(gòu)、料倉、三推板機(jī)構(gòu)、傳送帶及氣動推桿為球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置的核心部件。各部件的主要功用如下。

（1）提升機(jī)構(gòu)起到將鋼球從地面輸送到料倉的作用，工人只需將鋼球使用推車運(yùn)輸至提升機(jī)構(gòu)旁邊，并倒入其中，省去了繁瑣的搬運(yùn)過程，極大提高了工作效率和減輕了工人的勞動強(qiáng)度。

（2）料倉是用于儲存和供應(yīng)鋼球的地方，確保鋼球的充足供應(yīng)。

（3）三推板機(jī)構(gòu)則通過推板的上升將料倉中的鋼球送至傳送帶，實現(xiàn)了從料倉到傳送帶的順暢轉(zhuǎn)移。

（4）傳送帶作為一個重要的組件，起著將鋼球向前運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵作用，確保鋼球能夠準(zhǔn)確、連續(xù)地傳送到下一個步驟。

（5）氣動推桿則負(fù)責(zé)將鋼球推下傳送帶，送入滑軌。通過增加氣動推桿和滑軌的個數(shù)，可以實現(xiàn)對多臺球磨機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充鋼球的操作。每個氣動推桿都對應(yīng)1 個滑軌和1 個球磨機(jī)，確保鋼球能夠有序地進(jìn)入到各個球磨機(jī)中，實現(xiàn)高效的生產(chǎn)流程。

整個智能補(bǔ)球裝置的設(shè)計使得鋼球的供應(yīng)和傳輸過程更加智能、高效。通過自動化的操作和減少人工搬運(yùn)環(huán)節(jié)，不僅提高了生產(chǎn)效率，同時還降低了人力成本和勞動強(qiáng)度。

對球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置進(jìn)行現(xiàn)場布置，具體如圖3 所示。

4 球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置的操作流程

球磨機(jī)智能補(bǔ)球裝置的具體操作流程如下。

（1）電流反饋。當(dāng)球磨機(jī)缺少鋼球時，球磨機(jī)會向智能補(bǔ)球裝置發(fā)送1 個低于44 A 的電流信號。智能補(bǔ)球裝置接收到電流信號后開始動作。

（2）鋼球輸送。智能補(bǔ)球裝置內(nèi)設(shè)有1 個料倉，里面儲存著鋼球。通過三推板結(jié)構(gòu)，鋼球會被輸送到傳送帶上。

（3）氣動推桿作動。傳送帶上安裝有傳感器，當(dāng)傳感器檢測到鋼球經(jīng)過氣動推桿時，氣動推桿會動作，將鋼球推至滑軌。

（4）鋼球進(jìn)入球磨機(jī)。鋼球通過滑軌進(jìn)入球磨機(jī)，用于磨碎物料。智能補(bǔ)球裝置會根據(jù)球磨機(jī)的需要，多次補(bǔ)充鋼球，以保持球磨機(jī)的正常運(yùn)行。

（5）電流信號監(jiān)測。智能補(bǔ)球裝置會不斷監(jiān)測電流信號的變化。當(dāng)電流大于46 A 時，表示球磨機(jī)已經(jīng)補(bǔ)充足夠的鋼球，智能補(bǔ)球裝置會停止動作。

（6）堵料檢測。在滑軌底部安裝了堵料檢測傳感器。當(dāng)發(fā)生鋼球堵料時，智能補(bǔ)球裝置會停止動作，并發(fā)出警報，以便及時處理堵料情況。

5 結(jié)束語

智能補(bǔ)球裝置的應(yīng)用使得鋼球的供應(yīng)和傳輸過程變得自動化，減少了人工操作環(huán)節(jié)，從而提高了生產(chǎn)效率。同時，由于不需要人工補(bǔ)充鋼球，也降低了勞動強(qiáng)度和人力成本，為企業(yè)節(jié)省了大量的人力資源和財力開支。此外，該裝置還能有效避免由于人工操作不當(dāng)而導(dǎo)致的問題，例如效率低下、工作內(nèi)容單一、現(xiàn)場環(huán)境噪聲大等，也避免了對人體的傷害和危險。綜上所述，智能補(bǔ)球裝置的應(yīng)用為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益，是一種值得推廣和使用的先進(jìn)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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