Управление эффективностью процесса измельчения по энерготехнологическому показателю

Непрерывный контроль энерготехнологических параметров и использование его для управления создают условия для поддержания на более высоком уровне экономической эффективности работы помольного агрегата. Решение этой задачи предопределило необходимость разработки устройства для автоматического контроля удельного расхода электроэнергии мельниц (типа УРЭМ) [40]. Устройство обеспечивает контроль важнейших энерготехнологических показателей работы мельницы (ее гфоизводительности, потребляемой мощности привода и удельного расхода электроэнергии на измельчение) и может быть использовано для мельниц, оборудованных непрерывными весоизмерителями расхода шихты или пневмокамерными насосами .

С использованием устройств УРЭМ проведены экспериментальные исследования взаимосвязи основных энергетических и режим;

Рис. 5.14. Диаграммы энергетических параметров ТСИ _в — потребляемая мощность; б — удельные энергозатраты.

Рис. 5.15. Зависимость потребляемой мощности от дисперсности разлнчпых марок цемента.

J—3 размеры мельниц 4 X 13,5, 3 X 14, 1 X 4 м Рис. 5.16. Диаграмма мощности при начальной подаче материала (7) и его выработке (2) на мельнице 4 X 13,5 м ных параметров работы на цементных мельницах размерами 1 х 4_Г 3 X 14, 4×13,5 м. Эксперименты проводились при измельчении различных видов и марок цемента, при различном гранулометрическом составе и соотношении компонентов шихты.

Исследованиями выявлено влияние па удельный расход электроэнергии и потребляемую мощность гранулометрического состава шихты, размалываемости клинкера, степени заполнения зоны измельчения материалом, явлений износа мелющих тел за периоды между догрузками и перегрузками мельниц, влияние их производительности и тонкости помола цемента (42, 43].

Отметим наиболее важные моменты этих исследований. Показано, что в стационарных режимах измельчения потребляемая мощиость снижается с повышением производительности и снижением тонкости помола (рис. 5.15). Однозначность этой зависимости сохраняется и в переходных нестационарных режимах. При резком скачкообразном увеличении входной производительности мощность постепенно уменьшается, причем она достигает нового установившегося значения почти в два раза быстрее, чем показатель дисперсности цемента. Это свидетельствует о большом быстродействии и информативности потребляемой мощности как параметра, характеризующего качество измельченного материала, и открывает возможность использования параметра мощности и для косвенного контроля дисперсности цемента в системах контроля режимов работы мельниц.

Определено также влияние на потребляемую мощность самого размалываемого материала в зоне измельчения (42, 43). Оно обнаружено в процессе начальной подачи материала и его выработки (рис. 5.16). При начальной подаче материала мощность сначала резко возрастает, затем снижается и плавно стабилизируется на промежуточном уровне. Резкий начальный рост мощности связан с увеличением сцепления мелющей загрузки с футеровкой, последующий спад — с проскальзыванием слоев загрузки при повышении дисперсности материала и его равномерным распределением по длине мельницы. Установившееся конечное значение мощности зависит от производительности — при увеличении производительности потребляемая мощность снижается.

Как видно из диаграммы (см. рис. 5.16), наибольшая эффективность работы мельницы (наибольшая энергия мелющих тел) достигается в области экстремума. При этом экстремум появляется как в случае непрерывной подачи материала в предварительно выработанную мельницу (кривая 2), так и при остановке подачи материала (кривая 1). Следовательно, если обеспечить в отличие от обычно применяемой непрерывной подачи материала в зону измельчения подачу материала в мельницу по специально организованному закону, то появится возможность ведения процесса в области экстремальной потребляемой мощности, т. е. можно досигнуть максимальной эффективности процесса измельчения.

В результате исследований формула полной потребляемой мощности N дополнена отдельной составляющей Л^г_мат, характеризующей влияние измельчаемого материала в зоне измельчения на кинематику мелющей загрузки:

где N_x.x — мощность холостого хода, расходуемая на непроизводительные потери при вращении пустого барабана; N_aoл — полезная мощность мелющей загрузки при отсутствии материала в барабаще мельницы; Л^_мат — дополнительные затраты мощности, вызванные влиянием материала на кинематику мелющей загрузки; эта величина характеризует изменение общей массы шароматериальной загрузки и ее трения с бронефутеровкой и составляет 5—10% от N.

Эксперименты подтвердили также возможность использования величины потребляемой мощности для оценки степени износа и сро;

Рис. 5.17. Диаграммы удельного расхода электроэнергии мельниц 4 X 13,5 н 3 X 14 м.

1 — контрольны!" режим; II — управление с использованием устройств УРЭМ ков догрузки мелющих тел; для предотвращения аварийных ситуаций запаривания или перегрузки мельниц материалом [42, 431. Влияние рассмотренных параметров на удельный расход электроэнергии складывается из их одновременного влияния на мощность и производительность и свидетельствует о параметрической чувствительности этого показателя, что позволяет использовать его для управления работой мельниц.

Применение такого управления процессом измельчения цемента в мельницах 3×14 и 4 X 13,5 м показало [9, 10] чувствительность величины удельного расхода электроэнергии к отклонениям важнейших режимных факторов процесса измельчения — расхода н состава шихты, дисперсности готового продукта, внутримельничного заполнения и явлений износа мелющей загрузки и подтвердило повышение удельных энергозатрат в мельницах большой мощности по сравнению с мельницами меньших размеров.

Использование устройств УРЭМ обеспечивает получение непрерывной информации о величине удельного расхода электроэнергии на помол, существенную стабилизацию ее величины при управлении (рис. 5.17) и способствует снижению удельных затрат энергии на 2—4%, а расхода мелющих тел на 5—7%.