在水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)運行時，一旦石灰石、石膏、混 合材等原料粒度控制不到位，就會造成輥壓機(jī)喂料不穩(wěn)定，擠壓輥兩側(cè)輥縫偏差大，導(dǎo)致整個設(shè)備震動大，故障率增加，制約了整個系統(tǒng)的產(chǎn)能及效率發(fā)揮。如何提高設(shè)備的適應(yīng)性，而且根據(jù)工況自動調(diào)節(jié)，是迫切需要解決的問題，此時對輥壓機(jī)智能化應(yīng)用就應(yīng)運而生，具體的改進(jìn)方案如下。

1 擠壓輥自動糾偏系統(tǒng)

對于輥壓機(jī)設(shè)備，影響效率的主要因素就是在物料 破碎時，輥軸兩側(cè)輥縫的波動，會直接影響到設(shè)備破碎物料的效果，導(dǎo)致設(shè)備工作效率下降。以往在遇到兩側(cè)輥縫不平衡時，只能通知操作人員前往現(xiàn)場人工調(diào)節(jié)物料流向，調(diào)節(jié)時間長，速度慢，而且容易造成設(shè)備停機(jī)，對于物料性能不太好的企業(yè)，如果頻繁的停機(jī)，不僅僅對設(shè)備損害較大，而且極大地影響了生產(chǎn)效率。

針對這一問題的優(yōu)化方案是，結(jié)合輥縫波動位移檢 測反饋的信號，通過在液壓系統(tǒng)中增加快速加壓、慢速卸荷等自動化控制手段，即輥縫偏大的一側(cè)，控制液壓泵啟動，快速加壓，提高工作壓力，將大塊物料快速破碎，恢復(fù)兩側(cè)輥縫平衡；如果通過快速加壓，不能恢復(fù)兩側(cè)輥縫平衡，則另一側(cè)通過控制慢速卸荷電磁閥，降低壓力，以增大輥縫，保證兩側(cè)輥縫恢復(fù)平衡，從而實現(xiàn)設(shè)備在運行中，能夠根據(jù)當(dāng)前輥縫波動的趨勢，自動快速調(diào)節(jié)輥縫。 

2 進(jìn)料裝置系統(tǒng)優(yōu)化

早期輥壓機(jī)進(jìn)料裝置采用的是手輪絲桿調(diào)節(jié)式，在 遇到異常工況時，通過手動現(xiàn)場調(diào)整喂料量，達(dá)不到及時 調(diào)節(jié)的作用，而且人工勞動強度非常大，不能滿足客戶的使用需求。 

為解決這一問題，遠(yuǎn)程操作控制的喂料裝置應(yīng)運而 生。該裝置主要由一組氣動雙層棒條閥和電液動進(jìn)料裝置共同組成，氣動雙層棒條閥通過4組或6組氣缸控制(根據(jù)輥壓機(jī)大小進(jìn)行匹配)，實現(xiàn)快速開啟或關(guān)閉輥壓機(jī)喂料通道。電液動進(jìn)料裝置主要由2組或4組電液動推桿 (根據(jù)輥壓機(jī)大小進(jìn)行匹配)控制輥壓機(jī)進(jìn)料閥板的開啟或關(guān)閉。該喂料系統(tǒng)被獨立于輥壓機(jī)設(shè)備以外的PLC進(jìn)行控制，同時操作控制終端設(shè)在DCS控制室，可由操作人員實現(xiàn)電液動進(jìn)料裝置的任意開度控制，從而實現(xiàn)設(shè)備的精細(xì)化喂料操作，同時免除了設(shè)備現(xiàn)場的人工操作需求，大大降低了人工勞動強度。

3 設(shè)備重要部件在線智能監(jiān)控

對于輥壓機(jī)來說，軸承、減速機(jī)及電機(jī)等重要部件 的運行質(zhì)量，直接影響到輥壓機(jī)穩(wěn)定性、可靠性。因此， 對這些部件進(jìn)行監(jiān)控、故障診斷及預(yù)防是非常重要的。但是實際情況是多數(shù)客戶的專業(yè)技術(shù)人員的水平有限，很難提前發(fā)現(xiàn)這些部件出現(xiàn)問題，無法提前做好檢修準(zhǔn)備，等到故障發(fā)生時被迫停機(jī)檢修，不僅僅造成設(shè)備備件保供的困難，而且會給客戶的生產(chǎn)造成較大的損失。如圖1所示，未及時發(fā)現(xiàn)行星輪軸承出現(xiàn)故障，在軸承帶病運行一段時間后，因軸承滾動體脫落進(jìn)入行星機(jī)構(gòu)中，造成大齒圈碎裂，導(dǎo)致減速機(jī)報廢，被迫臨時停產(chǎn)等待更換新的減速機(jī)，對生產(chǎn)造成較大損失。

為解決上述問題，我們在設(shè)備的重要部件中，如主 軸承、減速機(jī)、主電機(jī)關(guān)鍵零部件上，增加了不同型號 (根據(jù)震動頻率確定)的振動傳感器，通過采集現(xiàn)場設(shè)備運行時軸承、齒輪等產(chǎn)生的振動信號，經(jīng)過電腦計算分析，生成振動包絡(luò)頻譜，與正常運行狀態(tài)下的頻譜進(jìn)行對比分析，見圖2，從而判斷出零部件是否正常，并且可以在出現(xiàn)問題的早期階段，發(fā)出警報，告知部件失效的時間，可提前準(zhǔn)備檢修工作，減少突發(fā)故障給企業(yè)造成的損失。

4 智能化效果

上述各項智能化項目已摩海螺水泥工廠推廣應(yīng)用，取得了顯著的效果，具體如下。 

4.1 擠壓輥自動糾偏系統(tǒng)

通過對現(xiàn)場設(shè)備運行時的輥縫位移監(jiān)測，可以查看當(dāng)前設(shè)備運行時輥縫波動趨勢及位移大小，通過輥縫運行趨勢的對比，可以明顯看出，有糾偏控制的設(shè)備，其左右兩側(cè)輥縫波動趨勢相對一致，能夠保證輥縫相對穩(wěn)定，提高設(shè)備對破碎物料的效率。輥縫運行趨勢的對比見圖3。

4.2 進(jìn)料裝置優(yōu)化系統(tǒng) 

通過對現(xiàn)場設(shè)備的改造，將原來現(xiàn)場手動控制的進(jìn) 料方式，改變成DCS中控集中控制，有效地提高設(shè)備運行效率，見圖4。

4.3 設(shè)備重要部件在線智能監(jiān)控 

下面是海螺某水泥廠應(yīng)用案例：在減速機(jī)水平、垂直方向安裝振動傳感器，見圖5。輥壓機(jī)減速機(jī)測點布置見圖6。監(jiān)測數(shù)據(jù)頻譜見圖7。

遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)于2018年5月份時，檢測到高速軸軸承異常振動，發(fā)出警報信息，技術(shù)人員在對頻譜進(jìn)行分析后，及時通知減速機(jī)出現(xiàn)的異常，提前做好了各項檢修準(zhǔn)備工作，并在2018年1明實施計劃檢修，更換了相關(guān)軸承零件。

通過在線監(jiān)控系統(tǒng)的及時報警，組織了計劃性檢修， 有效地避免了減速機(jī)突發(fā)性故障對生產(chǎn)造成的重大影響。檢修后監(jiān)測數(shù)據(jù)頻譜圖見圖8。

5 智能化發(fā)展趨勢

目前，設(shè)備運行的自動化程度越來越高，人的勞動強度也逐步下降，但是設(shè)備始終脫離不開人的遠(yuǎn)程操作及調(diào)節(jié)，這也造成了同樣的設(shè)備，由不同的人員去操作，產(chǎn)能發(fā)揮的差異性很大，主要是每個操作人員的操作習(xí)慣不同造成的。

如何讓這種差異性減小甚至消失，即讓設(shè)備運行脫 離人為操作因素的影響，就是輥壓機(jī)智能化需要解決的主要問題。 

如果能夠讓設(shè)備實現(xiàn)自動操作，根據(jù)工況實時自動 調(diào)節(jié)，那么就可以極大程度地擺脫人為操作因素的影響。為此，需要將設(shè)備運行時的壓力、輥縫、電流波動，與粉磨系統(tǒng)的一系列影響水泥產(chǎn)能、成品質(zhì)量和設(shè)備穩(wěn)定運行等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總及分析，與不同工況下的最佳匹配參數(shù)進(jìn)行比對，從而建立數(shù)學(xué)計算模型，找出最佳匹配規(guī)律，最終實現(xiàn)在設(shè)備運行時，采用各信號采集器，將以上所需的參數(shù)進(jìn)行收集并分析，由電腦程序自動根據(jù)參數(shù)變化，通過各種執(zhí)行器調(diào)節(jié)相對應(yīng)的設(shè)備或部件的工作狀態(tài)，實現(xiàn)輥壓機(jī)設(shè)備的智能化運行，并形成專家控制系統(tǒng)，最終降低或消除人為操作因素造成的影響。 

6 結(jié)束語

輥壓機(jī)是聯(lián)合粉磨系統(tǒng)提高產(chǎn)量和降低電耗的核心設(shè)備，只有輥壓機(jī)運行穩(wěn)定，能效充分發(fā)揮，才能夠提高粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量，降低粉磨系統(tǒng)電耗。隨著對粉磨系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和智能化要求的逐步提高，輥壓機(jī)設(shè)備智能化是發(fā)展的必然趨勢，同時只有將智能化的輥壓機(jī)設(shè)備與粉磨系統(tǒng)進(jìn)行匹配融合，才能夠更進(jìn)一步地體現(xiàn)聯(lián)合粉磨粉磨系統(tǒng)的優(yōu)越性，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益才能得到充分的發(fā)輝。

來源：《中國建材湖州煤山南方水泥技術(shù)部》

作者：徐明

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