一种用于立式辊磨机内的料层厚度控制系统及方法与流程

本发明涉及粉磨设备技术领域，具体涉及一种用于立式辊磨机内的料层厚度控制系统及方法。

背景技术：

立式辊磨机简称立磨，主要用于电力领域中的煤粉磨制（中速磨）及水泥生料、水泥熟料、矿渣等的粉磨加工，具有结构简单、制造和使用成本低的特点。

立式辊磨机工作原理：电动机通过减速机带动磨盘转动，物料经锁风喂料器从进料口落在磨盘中央，同时热风从进风口进入磨内。随着磨盘转动，物料在离心力作用下，向磨盘边缘移动，经过磨盘上环形槽时受到磨辊碾压而粉碎，粉碎后物料在磨盘边缘被风环高速气流带起，大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨，气流中物料经过上部分离器时，在旋转转子作用下，粗粉从锥斗落到磨盘重新粉磨，合格细粉随气流一起出磨，即为产品，含有水分物料在与热气流接触过程中被烘干，通过调节热风温度，能满足不同湿度物料要求，达到所要求产品水分，通过调整分离器，可达到不同产品所需粗细度。

立式辊磨机在电力领域中用于煤粉磨制的应用为例,立式辊磨机在电力领域中用于煤粉磨制时又称中速磨, 磨辊与磨盘间的原煤层厚度以及磨辊压紧力的大小是影响研磨出力和煤粉细度的重要因素，由于原煤层分布于磨内封闭的空间内，空间内高温、高风速，粉尘冲刷严重，无法安装传感器，且煤层始终处于动态波动当中，煤层厚度的直接测量极为困难，虽然安装有磨辊抬升高度指示器，但由于磨辊抬升始终处于三维抖动当中，且磨辊磨盘处于连续磨损当中，导致现有立式辊磨机无法实现磨辊与磨盘间料层厚度的在线、精确、连续测量。

由于料层厚度无法在线测量，就无法根据料层厚度来调节压紧力，将料层厚度控制在预设合理范围内。

目前立式辊磨机的磨辊压紧力通常是按照固定压力或者根据与给料量的固定比例来调节，但是，设备运行中的料层实际厚度往往要受其他诸多因素（如原煤可磨性、原煤水分等）的影响而偏离较佳范围，导致中速磨经常偏离最佳运行工况，磨煤机出力和煤粉细度分布得不到保障，甚至出现振动过大等非正常工况,这显然难以实现磨辊加载力、立式辊磨机出力、料层厚度三者之间的最佳匹配。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种用于立式辊磨机内的料层厚度控制系统及方法，实现料层实际厚度的在线、精确、连续测量，以测得的料层实际厚度值作为反馈数据来自动调整磨辊压紧力，实现料层厚度的闭环控制，使立式辊磨机处于最佳运行工况。

本发明的技术方案具体如下：

一种用于立式辊磨机内的料层厚度控制方法，其特征在于，包括如下：

获取立式辊磨机给料量的参数；

根据所述给料量的参数来确定与之相匹配的料层厚度范围值或磨辊压紧力；

测得料层实际厚度值；

以所测料层实际厚度值作为反馈数据来自动调节磨辊压紧力，使煤层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内，实现磨辊加载力、磨煤机出力、煤层厚度三者之间的最佳匹配。

其中，上述磨辊的压紧力是按如下规律进行自动调节的:在所测料层实际厚度值大于与所述给煤量的参数想匹配的料层厚度范围值时，提高磨辊压紧力；在所测料层实际厚度值小于与所述给煤量的参数相匹配的料层厚度范围值时，降低磨辊压紧力。

上述磨辊压紧力的调节是通过控制液压加载系统或者弹簧加载系统实现的。

上述料层实际厚度值的测量方法包括如下：

S1、通过抬升量测量系统检测出磨辊在运行期间的整体抬升量；

S2、通过滤波算法对不断抖动的抬升量进行滤波和算法分析，得出稳定的抬升量；

S3、测得磨辊和磨盘的基期磨损值，通过统计、分析得出磨辊和磨盘的磨损量随磨料量或磨料时间的变化规律，根据该变化规律得出磨辊和磨盘在基期至该检测时间点的时间段内的新增磨损量，磨辊和磨盘的实际磨损值为基期磨损值与新增磨损量之和；

S4、在S2所测抬升量基础上剔除S3得出的磨辊和磨盘的实际磨损值，得出料层厚度值。

S1中，当立式辊磨机的磨辊支架为直线移动式结构时，抬升量测量系统是采用安装在磨辊支架上的直线位移传感器，根据磨辊支架的直线移动距离来计算磨辊抬升量；当立式辊磨机的磨辊支架为绕转轴旋转移动式结构时，抬升量测量系统是采用安装在磨辊支架的旋转部位上的角度传感器，根据磨辊支架的转动角度来计算磨辊抬升量。

通过以上技术方案，实现了煤层厚度的精确测量，并可将所测料层实际厚度值作为反馈数据来自动调节磨辊压紧力，使料层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内，实现磨辊加载力、立式辊磨机出力、料层厚度三者之间的最佳匹配。

应用上述测量方法得出一种用于立式辊磨机内的料层厚度控制系统，该系统包括有参数获取模块、测量模块、分析控制模块和加载模块；

其中，参数获取模块：用于获取立式辊磨机给料量的参数；

测量模块：用于测得料层实际厚度值；

加载模块：用于调节磨辊压紧力；

分析控制模块：分别连接参数获取模块、测量模块和加载模块，其以所述给料量的参数来确定与之相匹配的料层厚度范围值或磨辊压紧力，以所测料层实际厚度值作为反馈数据并通过控制加载模块来自动调节磨辊压紧力，使煤层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内。

上述加载模块为液压加载系统或弹簧加载系统。

上述测量模块包括有抬升量测量系统、滤波模块、磨损值计算模块和料层厚度测算模块；

其中，抬升量测量系统：对磨辊抬升量进行测量；当立式辊磨机的磨辊支架为直线移动式结构时，抬升量测量系统是采用安装在磨辊支架上的直线位移传感器；当立式辊磨机的磨辊支架为绕转轴旋转移动式结构时，抬升量测量系统是采用安装在磨辊支架的旋转部位上的角度传感器。

滤波模块：连接抬升量测量系统以对所测抬升量进行滤波处理，得出磨辊的稳定抬升量；

磨损值计算模块：测得磨辊和磨盘的基期磨损值，通过统计、分析得出磨辊和磨盘的磨损量随磨料量或磨料时间的变化规律，根据该变化规律得出磨辊和磨盘在基期至该检测时间点的时间段内的新增磨损量，磨辊和磨盘的实际磨损值为基期磨损值与新增磨损量之和；

料层厚度测算模块：分别连接滤波模块和磨损值计算模块，以接收磨辊的稳定抬升量和磨辊、磨盘的磨损值，得出剔除磨损值后的料层厚度值（抬升量+磨损值）；

上述控制系统可直接应用于现有立式辊磨机（或中速磨），实现料（煤）层厚度的精确、连续测量并可以所测料层实际厚度值作为反馈数据来自动调节磨辊压紧力，使料层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内，实现磨辊加载力、立式辊磨机出力、料层厚度三者之间的最佳匹配。

本发明的有益效果体现在：其实现了料（煤）层厚度的精确、连续测量，并可以所测料层实际厚度值作为反馈数据来自动调节磨辊压紧力，使料层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内，实现磨辊加载力、立式辊磨机出力、料层厚度三者之间的最佳匹配。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为实施例中中速磨的结构示意图。

图2为料层厚度控制系统的功能架构图。

图3为料层厚度控制方法的流程示意图。

图4为料层厚度测量方法的流程示意图。

具体实施方式

附图为本发明中所述的用于立式辊磨机内的料层厚度控制系统的一种具体实施例，该实施例是以立式辊磨机在电力领域中用于煤粉磨制（中速磨）的应用为例。

该实施例中的中速磨是采用直线移动式结构的磨辊支架，主要包括有如图1所示的机架1、安装于机架上部的分离器2、安装于机架下部的减速器4 及驱动电机3、安装于机架中的磨盘5、压在磨盘上的磨辊6 和磨辊上方与磨辊相连的磨辊支架7、另外加上固定在基础上的加载油缸9、加载油缸和磨辊支架间的连接拉杆8 和液压加载系统。

用于上述中速磨内的煤层厚度控制系统包括有如图2所示的参数获取模块、测量模块、分析控制模块和加载模块；

其中，参数获取模块：用于获取获取立式辊磨机给料量的参数；

测量模块：用于测得料层实际厚度值，具体包括有抬升量测量系统、滤波模块、磨损值计算模块和料层厚度测算模块；其中，抬升量测量系统：采用安装在磨辊支架上的位移传感器（激光位移传感器或电阻式位移传感器）来对磨辊抬升量进行测量；滤波模块：连接抬升量测量系统以对所测抬升量进行滤波处理，得出磨辊的稳定抬升量；磨损值计算模块：测得磨辊和磨盘的基期磨损值，通过统计、分析得出磨辊和磨盘的磨损量随磨料量或磨料时间的变化规律，根据该变化规律得出磨辊和磨盘在基期至该检测时间点的时间段内的新增磨损量，磨辊和磨盘的实际磨损值为基期磨损值与新增磨损量之和；料层厚度测算模块：分别连接滤波模块和磨损值计算模块，以接收磨辊的稳定抬升量和磨辊、磨盘的磨损值，得出剔除磨损值后的料层厚度值；

加载模块：为用于调节磨辊压紧力的液压加载系统，具体是由该液压加载系统中的比例溢流阀根据控制指令信号来控制液压系统的压力来实现磨辊压紧力的调节；

分析控制模块：分别连接参数获取模块、测量模块和加载模块，其以所述给料量的参数来确定与之相匹配的料层厚度范围值，以所测料层实际厚度值作为反馈数据并通过控制驱动模块来自动调节磨辊压紧力，使煤层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内。

如图3所示，一种用于立式辊磨机内的料层厚度控制方法，包括如下：

获取立式辊磨机给料量的参数；

根据所述给料量的参数来确定与之相匹配的料层厚度范围值；

测得料层实际厚度值；

以所测料层实际厚度值作为反馈数据来自动调节磨辊压紧力，使煤层厚度被控制在与所述给料量的参数相匹配的料层厚度范围值内。

上述料层实际厚度值的测量方法包括如下：

S1、通过安装在磨辊支架上的位移传感器检测出磨辊在运行期间的整体抬升量；

S2、通过滤波算法对不断抖动的抬升量进行滤波和算法分析，得出稳定的抬升量；

S3、测得磨辊和磨盘的基期磨损值，通过统计、分析得出磨辊和磨盘的磨损量随磨料量或磨料时间的变化规律，根据该变化规律得出磨辊和磨盘在基期至该检测时间点的时间段内的新增磨损量，磨辊和磨盘的实际磨损值为基期磨损值与新增磨损量之和；

S4、在S2所测抬升量基础上剔除S3得出的磨辊和磨盘的实际磨损值，得出料层厚度值。

上述磨辊压紧力的调节是通过控制液压加载系统实现的。