紅泥電磁流量計的選型與實施方案
宣鋼煉鐵廠根據(jù)實際情況在燒結(jié)一混機(jī)滾筒內(nèi)實現(xiàn)了煉鋼紅泥的配加,使煉鋼紅泥得到更加合理利用。紅泥具有較好的粘度和細(xì)度,可替代一部分水的配加,極大的提高了燒結(jié)混合料成球率。紅泥具有較高的有益元素,配加后較加水時可使燒結(jié)礦品位提高,燒結(jié)透氣性明顯改善。所以紅泥流量的穩(wěn)定、準(zhǔn)確的測量是非常重要的。宣鋼360M2燒結(jié)機(jī)一混紅泥流量計量原來使用的是多普勒超聲波流量計,然而,超聲波流量計由于多種原因出現(xiàn)計量不準(zhǔn)確的情況。我們研究決定,使用電磁流量計替代多普勒超聲波流量計會改善計量的度,并基于電磁流量計設(shè)計了一整套關(guān)于紅泥計量的系統(tǒng)。使崗位更為準(zhǔn)確掌握紅泥配加量,從而保證燒結(jié)礦的生產(chǎn)質(zhì)量。
1、流量計的選擇：
1.1、多普勒超聲波流量計的弊端：
①超聲波的傳播時間法只能用于較清潔液體,而多普勒法測量雜質(zhì)精度不高。紅泥液體中含有多種雜質(zhì),大小不一、過多、過大,從而影響到計量的準(zhǔn)確度。
②管道內(nèi)結(jié)垢是紅泥輸送管道不可避免的問題,這不但能使計量不準(zhǔn)確,還會使超聲波流發(fā)生散射,管壁結(jié)垢越厚誤差就越大,導(dǎo)致流量計量不準(zhǔn)確,甚至不能正常工作。
③超聲波流量計的傳感器由發(fā)射、接收換能器組成,其表面必須涂抹耦合劑。燒結(jié)混料系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境差粉塵大,導(dǎo)致耦合劑頻繁污染,耦合不牢,經(jīng)常無法工作。
④一混機(jī)設(shè)備運行振動較大,容易使超聲波流量計兩探頭發(fā)生位移,也會導(dǎo)致流量計無法工作。
1.2、使用電磁流量計的可行性：
①電磁流量計只可測量導(dǎo)電性的漿液,紅泥即為導(dǎo)電液體,與溫度粘度、濃度、壓力等無關(guān)。
②公稱壓力、公稱直徑、流量測量范圍等參數(shù)與多普勒超聲波流量計基本相同。
③從結(jié)構(gòu)上看,傳感器無突出部位、耐磨、耐腐蝕、壓力損失小,對管道條件要求較低,體積小、省空間,受外界環(huán)境因素干擾很小。
④里襯材質(zhì),有防腐蝕、防磨損、少結(jié)垢的特點,可長時間免維護(hù),減少儀表維護(hù)人員工作量。
1.3、系統(tǒng)設(shè)計：
該系統(tǒng)主要由可編程調(diào)節(jié)器、電磁流量計、智能型電動調(diào)節(jié)閥等組成(如圖1)。
2、實施方案：
2.1、電磁流量計的選型：
①電磁流量計的電極安裝于管道的兩側(cè)并與磁力線成垂直的平面上,電極采用非磁性金屬制成,常用奧氏體不銹鋼材質(zhì)。
②測量紅泥的電磁流量計,由于紅泥不可避免帶有固體顆粒,會對電極產(chǎn)生磨損,故選用一體管道式結(jié)構(gòu),并選用適合管道尺寸的傳感器尺寸。
③傳感器管道處于磁場之中,襯里選用不導(dǎo)磁和不導(dǎo)電的材料,一般在導(dǎo)管內(nèi)澆注,而且還要適應(yīng)于測量條件惡劣的磨損環(huán)境,故我們選用的電磁流量計襯里的材料為耐磨橡膠。
2.2、現(xiàn)場調(diào)試,投入運行：
①首先應(yīng)對線路的接地進(jìn)行檢測,確保接地可靠后方可進(jìn)行其它線路測試檢查,以免造成線路容性效應(yīng),儲存電量,或是測量電源對儀器產(chǎn)生破壞作用。另外,還需進(jìn)行絕緣電阻及接地電阻測試。
②電磁流量計在通水測試后,各儀表部件均在正常工作狀態(tài)后方可進(jìn)行功能性調(diào)試。由系統(tǒng)對各儀表分別進(jìn)行參數(shù)的讀取,然后進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的逐一校準(zhǔn)與調(diào)試。主機(jī)在系統(tǒng)各儀表調(diào)試驗完成后,進(jìn)行儀表終端單體PLC編輯程序。
③電磁流量計調(diào)試完成后,連續(xù)進(jìn)行24小時的不間斷測量,觀查流量計測量數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性、可靠性,紅泥流量系統(tǒng)各儀表均能按設(shè)計要求運行。
④***后進(jìn)行紅泥流量計量系統(tǒng)的驗收工作,是否工藝要求的數(shù)據(jù),驗收合格正式投入運行。
2.3、加可編程調(diào)節(jié)裝置：
可編程調(diào)節(jié)器具有控制運算功能,能實現(xiàn)前饋控制、非線性控制、純滯后時間補(bǔ)償控制等,具有常規(guī)PID自動整定,PID參數(shù)自動微調(diào)整,手自動切換時不產(chǎn)生輸出干擾、無擾切換,自動平衡功能、模擬輸入異常、運算等檢測及連鎖功能同時可用上位機(jī)監(jiān)視模擬數(shù)據(jù)的趨勢。
2.4、安裝智能型電動調(diào)節(jié)閥：
控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分是由電動執(zhí)行器和自動調(diào)節(jié)裝置組成,采用內(nèi)置式控制器,控制閥體的流量特性為等百分比特性。具有多種參數(shù)(4～20mA)智能診斷及保護(hù)措施;多種運行速度、可滿足多種控制系統(tǒng)的要求,保證系統(tǒng)的快速響應(yīng)和穩(wěn)定性;結(jié)構(gòu)簡單,體積小巧重量輕,便于安裝和維護(hù);電機(jī)采用高速同步電機(jī),運行平穩(wěn)、體積小、力矩大、抗堵轉(zhuǎn)等。
3、實施效果：
使用電磁流量計替代多普勒超聲波流量計后,經(jīng)過一年的觀察,燒結(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有所改善。
分別選取使用前兩個月(2011年11月和12月)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)與使用后選取的兩個月(2012年3月和4月)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。(見表1)
從以上圖表不難看出使用電磁流量計的效果十分明顯。
電磁流量計安裝能保證直管段的長度要求，則能保證測量的精度.，下面我們說下電磁流量計安裝對直管段的要求：
電磁流量計安裝位置要求嚴(yán)格，安裝位置上的直管段要求也很嚴(yán)格，,一段安裝前段5倍管徑,后段3倍管徑來安裝,
為獲得正常測量度，電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段，但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。90度彎頭、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認(rèn)為只要離電磁流量計電極中心線(不是傳感器進(jìn)口端連接面)5倍直徑(5D)長度的直管段，不同開度的閥則需10D；
下游直管段為(2～3)D或無要求；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內(nèi)。各標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長度亦不一致，要求比通常要求高。這是由于為保證達(dá)到當(dāng)前0.5級精度儀表的要求。
4、電磁流量計安裝對直管段的要求：
選擇正確的安裝點和安裝方法是使用好電磁流量計的關(guān)鍵，若安裝失誤，不但會影響測量精度，還會影響流量計的使用壽命，甚至?xí)p壞流量計。
4.1、直管段要求：
為保證電磁流量計的測量精度，儀表所在的上下游直管段內(nèi)壁應(yīng)清潔，無明顯凹痕、積垢和起皮等現(xiàn)象。電磁流量計安裝位置上下游直管段一般遵循前十后五原則，要求前直管段不小于10 D，后直管段不小于5 D;若在上游管段處有其他化學(xué)物質(zhì)注入的情況下，極易導(dǎo)致電導(dǎo)率的不均勻性，流量計應(yīng)盡量遠(yuǎn)離主入口至少20 D 處(如圖 1);若電磁流量計上下游采用異徑管時，異徑管中心錐角 α 應(yīng)小于15°(如圖2)。
為了確保電磁流量計的測量準(zhǔn)確，必須正確地選擇安裝位置 （如下圖所示：）
電磁流量計對直管段的要求：
電磁流量計必須水平安裝在管道上（管道傾斜在50以內(nèi)），安裝時流量計軸威力巴流量計線應(yīng)與管道軸線同心，流向要一致。
電磁流量計上游管道長度應(yīng)有不小于2D的等徑直管段，如果安裝場所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。
電磁流量計對配管的要求：
流量計安裝點的上下游配管的內(nèi)徑與流量計內(nèi)徑相同。
電磁流量計對旁通管的要求：
為了保證流量計檢修時不影響介質(zhì)的正常使用，在流量計的前后管道上應(yīng)安裝切斷閥門（截止閥），同時應(yīng)設(shè)置旁通管道。流量控制閥要安裝在流量計的下游，流量計使用時上游所裝的截止閥必須全開，避免上游部分的流體產(chǎn)生不穩(wěn)流現(xiàn)象。
電磁流量計對外部環(huán)境的要求：
流量計***好安裝在室內(nèi)，必須要安裝在室外時， 熱工寶典一定要采用防曬、防雨.防雷措施，以免影響使用壽命。
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應(yīng)安裝在水平管道較低處和垂直向上處,避免安裝在管道的***高點和垂直向下處；
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應(yīng)安裝在管道上上升處；
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在開口排放管道安裝,應(yīng)安裝在管道的較低處；
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若管道落差超過5m時,在傳感器的下游安裝排氣閥；
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應(yīng)在傳感器的下游安裝控制閥和切斷閥,前面130中間2329后面0389連起來就能聯(lián)系到廠家，而不應(yīng)安裝在傳感器上游；
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傳感器不能安裝在泵的進(jìn)出口處,應(yīng)安裝在泵的出口處；
END
注意事項
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可以水平、垂直和傾斜安裝，但要保證測量管與工藝管道同軸，并保證測量管內(nèi)始終充滿液體。
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應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場設(shè)備。
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傳感器的測量管、外殼、引線的屏蔽線，以及傳感器兩端的管道都必須可靠接地，決不能與其他電器設(shè)備的接地共用，這是蒙暉MH6100電磁流量計的特殊安裝要求。
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流量計傳感器上游也應(yīng)該有一定的直管段，一般在5D~10D。
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避開強(qiáng)震動、強(qiáng)腐蝕性的場所。
5、結(jié)語：
更換了紅泥流量的測量裝置后,紅泥流量得到穩(wěn)定控制,基本上消除了配加過程對燒結(jié)產(chǎn)、質(zhì)量的影響。燒結(jié)礦質(zhì)量提高,高爐爐況表現(xiàn)為穩(wěn)定順行,無不良反應(yīng),且有利于高爐焦比降低。紅泥還具有對粉塵粘結(jié)的作用,抑制揚塵,減少污染,資源損耗減少,環(huán)保降耗效果明顯。有利于高爐焦比降低,為宣鋼挖潛增效任務(wù)做出突出的貢獻(xiàn)。