主分量分析在球磨机噪声料位测量中的应用.pdf

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1、第42卷第4期当代化工Vo1．42．No．42013年4月ContemporaryChemica]IndustryApri1，2013主分量分析在球磨机噪声料位测量中的应用张忠洋(中国石油抚顺石化公司，辽宁抚顺113008)摘要：球磨机已经在工业领域得到了广泛的应用，但磨筒内的料位测量一直是球磨机系统经济运行的制约因素。以噪声信号料位测量方法为依据，研究一种噪声特征频谱的选择方法，经分析得m：通过分析噪声主分量分析的特征向量可以得到有用频段范围为：0-5kHz；通过原始信号与PCA特征向量变换得到的波形基本一致。关键词：球磨机；料位测量；噪声；主分量分

2、析中图分类号：TQ051．9文献标识码：A文章编号：1671—0460(2013)04—0443—03ApplicationofPrincipalComponentAnalysisintheBallMillNoiseLevelMeasurementZHANGZhong-yang(PetroChinaFushunPetrochemicalCompany,LiaoningFushun113008，China)Abstract：Ballmillshavebeenwidelyusedintheindustries，butthelevelmeasuremento

3、fthemillhasbeentheconstraintoftheeconomicoperationofballmillsystem．Inthispaper,akindofnoisecharacteristicspectrumselectionmethodbasedonthenoisesignallevelmeasurementmethodologywasresearched．Theresultsshowthatusingprincipalcomponentanalysiscangetusefulfrequencyrange0～5kHz；thewave

4、formsobtainedbytheoriginalsignalandthePCAeigenvectorstransfclrrnarebasicallythesame．Keywords：Ballmill；Levelmeasurement：Noise；PCA球磨机广泛应用于电力、水泥和矿山等行业，实用和可靠满意的程度。本文针对目前国内外主要它具有运行可靠、维护简单、对物料适应性强等特以噪声信号为依据的料位的测量方法的局限性，提点。在我国电站锅炉制粉系统中，凡采用中间储出给出了一种利用噪声主分量特征频谱进行料位测仓式结构，相当一部分都配备了筒式低速球磨机。

5、定的方法选择方法。采用中间储仓式结构的制粉设备可靠性高，对煤种l球磨机噪声机理分析的适应性广，整个制粉系统相对来说与机组运行具有一定的独立性。这种制粉系统的出力不像直吹式图1是球磨机研磨过程原理示意图。制粉系统由机组负荷决定，而是应尽量使其达到端张转方晒最佳经济工况运行，即达到最大出力。而事实上大部分球磨机系统都在保守工况下运行，制粉系统耗电率相当大，主要原因之一是没有一种准确可靠的磨筒内料位(存煤量)测量手段，使得运行人员只能牺牲其经济性而保守运行，因为磨筒内料位一旦超过一定限度，将造成堵磨和跑粉事故的发生。磨煤机内的料位是一个很难直接测量的量，因为

6、目前传感器尚不能安装在筒体内直接对料位进行测量。多年来人们对如何得到磨机料位最佳工作图1球磨机研磨过程原理示意图Fig．1Schematicdiagramoftheballmillgrindingprocess点做了大量的研究工作，其中一些还用到了比较先进的检测和数据处理方法，比如基于神经网络的软磨机内钢球和衬板相互碰撞产生噪声，磨机噪测量方法和数据融合技术等。但没有一种达到了声随着磨机存料量的变化而变化。在磨机内物料较收稿日期：2013-03—20作者简介：张忠洋(1974一)，男，辽宁抚顺人，高级工程师，工程硕士，1998年毕业于石油大学(华东)化

7、学工程专业，从事炼化工艺技术、节能、计量工作。E-mail：zha旧zy3@petr。ch1na．com．CTI，电话：024—52997522。化工小时，钢球、衬板碰撞的几率大、能量大，产生的如图2所示。噪声大；在磨机内物料增大时，因为物料的不断填充，钢球、衬板碰撞的几率减小、能量变小，产生的噪声也减小。因而，用噪声传感器就可以检测到磨机内物料的变化和大小。因为噪声包括环境噪声、非特征噪声等，所以需要寻求能够表征存料量多少的特征量。按照噪声测量原理，料位的变化能够通过噪声的频谱反映。但是存在以下问题：因为周围存在环境噪声，所以并不是所有频率范围都适合

8、，因而存时间(秒)在特征频率段；因为磨机空时噪声大，而且响亮，图215rain球磨机噪声进行功