摘 要:紅泥流量計(jì)量使用電磁流量計(jì)替代多普勒超聲波流量計(jì)會(huì)改善計(jì)量的精確度,并基于電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)一套關(guān)于紅泥計(jì)量的測(cè)量系統(tǒng),使崗位更為準(zhǔn)確的確定料批、料層、水份與加泥量的平衡點(diǎn),掌握紅泥配加量,從而保證燒結(jié)礦的質(zhì)量。

電磁流量計(jì)

宣鋼煉鐵廠根據(jù)實(shí)際情況在燒結(jié)一混機(jī)滾筒內(nèi)實(shí)現(xiàn)了煉鋼紅泥的配加,使煉鋼紅泥獲得更加合理利用。紅泥具有較好的粘度和細(xì)度,可替代一部分水的配加,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(shí)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(cè)量是非常重要的。宣鋼360M2燒結(jié)機(jī)一混紅泥流量計(jì)量原來使用的是多普勒超聲波流量計(jì),然而,超聲波流量計(jì)由于多種原因出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確的情況。我們研究決定,使用電磁流量計(jì)替代多普勒超聲波流量計(jì)會(huì)改善計(jì)量的精確度,并基于電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)了一整套關(guān)于紅泥計(jì)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)礦的質(zhì)量。

1 流量計(jì)的選擇

1.1 多普勒超聲波流量計(jì)的弊端

①超聲波的傳播時(shí)間法只能用于較清潔液體,而多普勒法測(cè)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(jì)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(jì)量不準(zhǔn)確,還會(huì)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(jì)量不準(zhǔn)確,甚至不能正常工作。

③超聲波流量計(jì)的傳感器由發(fā)射、接收換能器組成,其表面須涂抹耦合劑。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(yùn)行振動(dòng)較大,容易使超聲波流量計(jì)兩探頭發(fā)生位移,也會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)無法工作。

1.2 使用電磁流量計(jì)的可行性

①電磁流量計(jì)只可測(cè)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(cè)量范圍等參數(shù)與多普勒超聲波流量計(jì)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(duì)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(diǎn),可長時(shí)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(jì)

該系統(tǒng)主要由可編程調(diào)節(jié)器、電磁流量計(jì)、智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等組成(如圖1)。

2 實(shí)施方案

2.1 電磁流量計(jì)的選型

①電磁流量計(jì)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(cè)量紅泥的電磁流量計(jì),由于紅泥不可避免帶有固體顆粒,會(huì)對(duì)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(cè)量條件惡劣的磨損環(huán)境,故我們選用的電磁流量計(jì)襯里的材料為耐磨橡膠。

2.2 現(xiàn)場調(diào)試,投入運(yùn)行

①首先應(yīng)對(duì)線路的接地進(jìn)行檢測(cè),確保接地可靠后方可進(jìn)行其它線路測(cè)試檢查,以免造成線路容性效應(yīng),儲(chǔ)存電量,或是測(cè)量電源對(duì)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(cè)試。

②電磁流量計(jì)在通水測(cè)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(duì)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(yàn)完成后,進(jìn)行儀表終端單體PLC編輯程序。

③電磁流量計(jì)調(diào)試完成后,連續(xù)進(jìn)行24小時(shí)的不間斷測(cè)量,觀查流量計(jì)測(cè)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(jì)要求運(yùn)行。

④zui后進(jìn)行紅泥流量計(jì)量系統(tǒng)的驗(yàn)收工作,是否工藝要求的數(shù)據(jù),驗(yàn)收合格正式投入運(yùn)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(yùn)算功能,能實(shí)現(xiàn)前饋控制、非線性控制、純滯后時(shí)間補(bǔ)償控制等,具有常規(guī)PID自動(dòng)整定,PID參數(shù)自動(dòng)微調(diào)整,手自動(dòng)切換時(shí)不產(chǎn)生輸出干擾、無擾切換,自動(dòng)平衡功能、模擬輸入異常、運(yùn)算等檢測(cè)及連鎖功能同時(shí)可用上位機(jī)監(jiān)視模擬數(shù)據(jù)的趨勢(shì)。

2.4 安裝智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分是由電動(dòng)執(zhí)行器和自動(dòng)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(yùn)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(yùn)行平穩(wěn)、體積小、力矩大、抗堵轉(zhuǎn)等。

3 實(shí)施效果

使用電磁流量計(jì)替代多普勒超聲波流量計(jì)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(gè)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(gè)月(2012年3月和4月)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。(見表1)

電磁流量計(jì)在燒結(jié)紅泥流量計(jì)量中的應(yīng)用

從以上圖表不難看出使用電磁流量計(jì)的效果十分明顯。

4 結(jié)語

更換了紅泥流量的測(cè)量裝置后,紅泥流量獲得穩(wěn)定控制,基本上消除了配加過程對(duì)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(duì)粉塵粘結(jié)的作用,抑制揚(yáng)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)。