一、概述

對(duì)于陶瓷生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，電耗是其生產(chǎn)成本的重要部分，而原料車(chē)間或釉料車(chē)間球磨機(jī)是陶瓷廠主要能耗設(shè)備之一，因此降低球磨機(jī)的能耗成為陶瓷行業(yè)降低成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。

球磨機(jī)對(duì)物料的粉碎作用主要是研磨體對(duì)物料的碰擊與研磨，用間歇式球磨機(jī)粉磨物料時(shí)，在開(kāi)始不久粗顆粒的含量迅速減少，物料粉磨的速度很快，隨著粉磨過(guò)程的進(jìn)行，粉磨速度逐漸減慢下來(lái)，以后則愈來(lái)愈慢。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是顆粒愈細(xì)，顆粒上的微裂紋等缺陷愈少，不易形成應(yīng)力集中，顆粒愈難粉碎。如何選擇一套理想的球磨工藝，是提高球磨效率，減少球磨能耗的關(guān)鍵所在。

研磨體在球磨機(jī)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基本上可以分為：瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和離心式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)證明，在離心式運(yùn)動(dòng)中，研磨體不再對(duì)物料產(chǎn)生碰擊和研磨作用，而研磨體瀉落式運(yùn)動(dòng)和拋落式運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的研磨效果隨著粉磨的過(guò)程，其對(duì)物料的粉碎作用也不一樣，根據(jù)球磨工藝，合理控制球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是球磨機(jī)節(jié)能改造獲得成功的有效途徑。
    目前大多數(shù)的陶瓷廠除了在風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了節(jié)能改造外，絕大多數(shù)廠家在球磨機(jī)的節(jié)能改造上沒(méi)有任何進(jìn)展，這其中的主要原因有以下幾點(diǎn)：

1：球磨機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中負(fù)荷波動(dòng)大，要求變頻器過(guò)流、過(guò)載、限流功能強(qiáng)；

2：球磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)負(fù)荷非常重，要求點(diǎn)動(dòng)即可將球磨機(jī)運(yùn)行到任何位置，這樣要求變頻器低頻轉(zhuǎn)矩大，一定要用到矢量型變頻器；

3：節(jié)能效果一定要和球磨工藝過(guò)程相結(jié)合，否則達(dá)不到節(jié)電效果；

因此如何選擇一種性能良好的變頻器，采用可靠、適用的控制方案來(lái)進(jìn)行球磨機(jī)的節(jié)能改造，對(duì)于減少能源浪費(fèi)具有重要意義。

二、球磨機(jī)機(jī)節(jié)能改造的注意事項(xiàng)

 1、將球磨工藝技術(shù)與變頻器技術(shù)完美結(jié)合

派遣球磨工藝技術(shù)人員、變頻器技術(shù)的工程師，前往現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)了解球磨機(jī)的工況及控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。盡量不改變球磨機(jī)原有的控制系統(tǒng)，做到隨時(shí)可進(jìn)行工、變頻轉(zhuǎn)換，將球磨機(jī)控制技術(shù)與變頻器技術(shù)完美結(jié)合，是陶瓷廠球磨機(jī)變頻器節(jié)能改造成功的前提。
   2、關(guān)于變頻器的選型
    對(duì)變頻器的選型應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和要求來(lái)定。因球磨機(jī)的負(fù)載性質(zhì)是恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)，機(jī)械特性較硬，動(dòng)態(tài)特性要求較高，所以應(yīng)選用高性能矢量型變頻器。普通V/F型變頻器在低速時(shí)雖然具有轉(zhuǎn)矩提升功能，但提升不足，電機(jī)轉(zhuǎn)矩可能無(wú)法滿足起動(dòng)或低速穩(wěn)速運(yùn)行的需要，如果提升過(guò)大，又可能使因磁路飽和而過(guò)流。

   3、電機(jī)、變頻器容量的選擇
   在選配電機(jī)、變頻器容量前，應(yīng)實(shí)測(cè)一下球磨機(jī)在各個(gè)工序過(guò)程中最大的輸出力矩，作為選擇電機(jī)容量的依據(jù)。變頻器的額定電流最好為控制電機(jī)額定電流的1.2～1.5倍，且電壓等級(jí)與控制電機(jī)相符。

4、變頻器的安裝環(huán)境
   因?yàn)樘沾蓮S溫度高，粉塵多，因此柜體要設(shè)計(jì)合理，柜內(nèi)變頻器周?chē)鷳?yīng)留足夠的空間，保證良好的通風(fēng)管道，并加裝冷卻風(fēng)扇以強(qiáng)迫風(fēng)冷，變頻器最好選用散熱器柜外安裝方式?，F(xiàn)場(chǎng)需安裝在通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離熱源和塵埃多的地方。

5、改造后的特性

·   節(jié)電率可達(dá)16%左右。

·   減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)球磨機(jī)軸和齒輪波箱的使用壽命。

·   減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少電網(wǎng)裝機(jī)容量。

·   平滑軟起動(dòng)，對(duì)電機(jī)具有過(guò)壓、過(guò)流、缺相等多種保護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命 。

節(jié)電計(jì)算實(shí)例：陶瓷生產(chǎn)用14噸球磨機(jī)，電機(jī)55kw

市電工頻運(yùn)行時(shí)，球磨時(shí)間13.5小時(shí)，耗電370度

        用變頻器進(jìn)行節(jié)能改造后，球磨時(shí)間13.5小時(shí),耗電310度

        每球節(jié)電：60度電，節(jié)電率：60/370＝16.2％

6、設(shè)備安裝程序

·       用戶需提供球磨機(jī)電氣控制系統(tǒng)圖。

·       用戶方工藝、電氣技術(shù)人員配合，共同完成設(shè)備安裝。

7、參考資料

在本方案中所引用的參考資料：

（1）  變頻器應(yīng)用手冊(cè)

（2）  球磨工藝

（3）  陶瓷工業(yè)機(jī)械與設(shè)備

三、設(shè)計(jì)球磨機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)控制柜

控制柜電氣原理圖如下圖1所示

     1、控制柜操作面板上安裝有：

     A）三位選擇開(kāi)關(guān)K1：用于變頻運(yùn)行/工頻運(yùn)行切換；

     B）常開(kāi)控制按鈕K2：用于變頻器電動(dòng)運(yùn)行；

     C）面板工頻運(yùn)行指示燈ED1；

     D）面板變頻運(yùn)行指示燈ED2。

     2、上圖中，KM1和KM2為變頻運(yùn)行接觸器，這兩個(gè)接觸器與原來(lái)工頻運(yùn)行接觸有互鎖的關(guān)系，MCCB為進(jìn)線空氣斷路器，選用規(guī)格和線徑可參考用戶手冊(cè)的有關(guān)說(shuō)明。

    3、注意：應(yīng)在操作面板的顯要位置提示：工變頻轉(zhuǎn)換的注意事項(xiàng)。

對(duì)工/變頻轉(zhuǎn)換時(shí)的注意事項(xiàng)，應(yīng)在控制柜操作面板上重點(diǎn)醒目位置印出，以提醒操作人員。

(例如：請(qǐng)先按下球磨機(jī)的停止按鈕，將工/變頻轉(zhuǎn)換按鈕打到停止位置， 等電機(jī)停止后，再轉(zhuǎn)換到變頻起動(dòng)球磨機(jī)工作；如變頻出現(xiàn)故障，請(qǐng)按操作面板上的復(fù)位按鈕。)

四、安裝、調(diào)試和使用過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題             

   1、控制柜通風(fēng)設(shè)計(jì)：變頻器支持散熱器柜外安裝，請(qǐng)務(wù)必做好控制柜的通風(fēng)設(shè)計(jì)，（否則會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)不良，變頻器過(guò)熱，控制柜內(nèi)部過(guò)熱，需要現(xiàn)場(chǎng)加裝風(fēng)扇的情況）；      

   2、關(guān)于過(guò)流

         球磨機(jī)一般不易空載辨識(shí)電機(jī)參數(shù)，在此情況下可采取以下措施：

          1）進(jìn)行電機(jī)靜態(tài)參數(shù)整定；

          2）滿載起動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)，調(diào)整變頻器參數(shù)，不出現(xiàn)失速過(guò)流或過(guò)壓現(xiàn)象。

五、售后服務(wù) 

l       18個(gè)月超長(zhǎng)免費(fèi)保修，終生維護(hù)

l       24小時(shí)服務(wù)響應(yīng)

附：球磨機(jī)中研磨體運(yùn)動(dòng)情況

   在球磨機(jī)中研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與筒體的轉(zhuǎn)速和研磨體與筒體內(nèi)壁的摩擦因素等有關(guān)系。研磨體在筒中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基本上可以分為：

（1）瀉落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)   當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，全部研磨體可以看成是一個(gè)松散的“團(tuán)塊”，“團(tuán)塊”的界面隨著筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)而沿著轉(zhuǎn)動(dòng)方向不斷向上偏斜，形成斜坡。當(dāng)斜坡的傾斜角到達(dá)研磨體的自然休止角時(shí)，研磨體在重力等作用下將沿斜坡滾下，形成瀉落式運(yùn)動(dòng)，如下圖所示。在瀉落式運(yùn)動(dòng)中，物料主要在研磨體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的碰擊和研磨作用而被粉碎。

（2）拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)  當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，研磨體隨筒體上升致一定高度后，象拋射體一樣拋落下來(lái)，在拋落式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，物料主要是在研磨體拋落時(shí)的碰擊作用以及部分的研磨作用下而被粉碎的。

（3）離心式運(yùn)動(dòng)狀態(tài)  當(dāng)筒體轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，由于離心力的作用，研磨體“貼附”在筒體內(nèi)壁上與筒體一道做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不再拋落。在離心式運(yùn)動(dòng)中，研磨體不再對(duì)物料產(chǎn)生碰擊和研磨作用，物料當(dāng)然就不會(huì)被粉碎。

    球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)其工作有很大的影響，如果轉(zhuǎn)速適當(dāng)，則能使粉磨工作以較快的速度和在較高的效率下進(jìn)行，太快，由于離心力太大，研磨體緊貼在筒體內(nèi)壁不會(huì)沿拋物線軌跡落下，當(dāng)然就不能給物料以有效粉碎，反之，轉(zhuǎn)速太慢，在單位時(shí)間內(nèi)研磨體對(duì)物料作用的次數(shù)就減少，同時(shí)研磨體上升高度不足，落下時(shí)對(duì)物料做的功也少，粉磨速度和效率當(dāng)然也底。

何時(shí)讓研磨體做拋落運(yùn)動(dòng)，拋落運(yùn)動(dòng)的最佳轉(zhuǎn)速是多少，何時(shí)讓研磨體做瀉落式運(yùn)動(dòng)，瀉落式運(yùn)動(dòng)時(shí)球磨機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速是多少，是球磨機(jī)節(jié)能改造成功的關(guān)鍵。匯川變頻器廠家的技術(shù)人員和陶瓷行業(yè)的設(shè)備專(zhuān)家、工藝專(zhuān)家通過(guò)長(zhǎng)期不懈的努力和合作，取得了大量關(guān)于球磨機(jī)變頻器節(jié)能改造的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，取得了一次又一次的成功，匯川變頻器應(yīng)用于陶瓷行業(yè)球磨機(jī)變頻器節(jié)能改造必將開(kāi)啟陶瓷行業(yè)球磨機(jī)變頻器節(jié)能改造的新局面，為社會(huì)和行業(yè)的發(fā)展做出新的、更大的貢獻(xiàn)！