造纸机械制浆系统运行过程中，如何监测和调整转速与负载？

在造纸机械制浆系统运行过程中，转速与负载的监测和调整是确保系统稳定运行、提高制浆质量和效率的关键环节。以下从监测方法、调整策略及注意事项三个方面详细说明：

一、转速与负载的监测方法

通过实时监测掌握设备运行状态，为调整提供数据依据，主要依赖传感器、仪表及自动化系统：

1. 转速监测

传感器直接监测：

在电机轴、减速器输出轴或关键设备（如碎浆机叶轮、磨浆机磨盘）的旋转部件上安装转速传感器（如霍尔传感器、光电编码器、磁电传感器），实时采集转速信号。

信号传输至控制柜的仪表或 PLC 系统，通过显示屏实时显示当前转速（单位：r/min），并设置转速上下限报警阈值，超限时触发声光报警。

间接监测：

对于变频驱动的电机，可通过变频器的控制面板直接读取电机输出转速（需校准电机与设备的传动比，换算为设备实际转速）。

对于无传感器的老旧设备，可通过观察设备运行声音、振动频率，结合经验估算转速（精度较低，仅作为辅助）。

2. 负载监测

电机电流 / 功率监测：

负载大小直接反映在驱动电机的电流或功率上，通过安装电流互感器、功率变送器，实时监测电机的工作电流、有功功率。

当负载增大（如浆浓度过高、杂质过多），电机电流 / 功率会超过额定值，此时系统自动报警（如过载保护继电器动作）。

扭矩监测：

在关键传动部件（如联轴器、传动轴）上安装扭矩传感器，直接测量设备运行时的扭矩值（负载越大，扭矩越大），数据传输至控制系统进行分析。

压力 / 液位监测：

对于浆泵、筛选设备等，可通过监测管道内的压力传感器（如浆泵出口压力）或浆池液位传感器，间接反映负载变化（如压力骤降可能因管路堵塞，导致负载异常）。

二、转速与负载的调整策略

根据监测数据，结合制浆工艺要求（如浆浓度、纤维形态、产量目标），通过机械或电气手段调整转速与负载，确保两者匹配：

1. 转速调整方法

电气调速（主流方式）：

变频调速：通过调整电机变频器的输出频率，改变电机转速（如碎浆机、磨浆机多采用此方式）。例如：当浆浓度过高导致负载增大时，可适当降低转速，减少单位时间内的处理量，避免过载；若需提高产量且负载允许，可提高转速（需在设备额定转速范围内）。

直流调速：对于直流电机驱动的设备，通过调整电枢电压或励磁电流改变转速（现已逐步被变频调速替代）。

机械调速（辅助方式）：

对于无电气调速的设备，可通过更换皮带轮、齿轮等传动部件的速比（如增大主动轮直径，提高从动轮转速），但需停机调整，适用于长期工艺参数固定的场景。

2. 负载调整方法

基于浆料特性调整：

若负载过高（如电机电流超标），优先检查浆料浓度、杂质含量：通过增加稀释水量降低浆浓度，或加强筛选、净化环节去除杂质（如金属、砂石），减少设备磨损和负载压力。

若负载过低（如电流过小），可能因浆浓度不足，可减少稀释水、提高进浆浓度，或调整进浆阀门开度，增加单位时间进浆量，使负载维持在额定范围（通常为额定负载的 70%-90%，效率最高）。

基于设备联动调整：

制浆系统是连续流程（如碎浆→筛选→磨浆→净化），需保证前后设备转速与负载匹配。例如：碎浆机转速提高时，需同步提高后续筛选设备的转速和进浆量，避免浆料在中间环节堆积（导致负载骤增）；反之，若某一环节负载过高，需降低上游设备转速，减少来料量。

自动化闭环控制：

现代制浆系统多采用PLC + 人机界面（HMI） 组成闭环控制系统：设定目标转速和负载范围（如磨浆机转速 800r/min，电机电流 30-40A），系统实时对比监测值与目标值，自动调整变频器输出频率（改变转速）或进浆阀门开度（改变负载），实现精准控制。

三、注意事项

避免频繁启停：转速和负载的调整应平稳过渡（如变频器采用软启动 / 软停止模式），避免骤升骤降导致设备冲击载荷过大，加剧部件磨损。

匹配工艺参数：转速与负载的调整需结合制浆工艺要求（如磨浆机转速影响纤维切断度，负载影响磨浆压力），不可单纯为追求负载稳定而牺牲浆质量。

定期校准设备：传感器、仪表需定期校准（如每月校准电流互感器、每年校准扭矩传感器），确保监测数据准确；传动部件（如齿轮、皮带）的磨损会导致转速传递误差，需定期检查并调整。

应急处理：当监测到转速 / 负载异常（如超速、过载），应立即停机检查，排除故障（如清除杂质、修复传动故障）后再重启，避免设备损坏（如电机烧毁、叶轮断裂）。

通过以上监测与调整手段，可实现制浆系统转速与负载的动态平衡，既能保证设备安全运行，又能稳定制浆质量，提高生产效率。