摘 要:紅泥流量計量使用電磁流量計替代多普勒超聲波流量計會改善計量的精確度,并基于電磁流量計設(shè)計一套關(guān)于紅泥計量的測量系統(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,掌握紅泥配加量,從而保證燒結(jié)礦的質(zhì)量。

電磁流量計

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精確度,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。

④zui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)

電磁流量計在燒結(jié)紅泥流量計量中的應(yīng)用

從以上圖表不難看出使用電磁流量計的效果十分明顯。

4 結(jié)語

更換了紅泥流量的測量裝置后,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)。