紅泥電磁流量計的選型與實施方案
宣鋼煉鐵廠根據實際情況在燒結一混機滾筒內實現了煉鋼紅泥的配加,使煉鋼紅泥得到更加合理利用。紅泥具有較好的粘度和細度,可替代一部分水的配加,極大的提高了燒結混合料成球率。紅泥具有較高的有益元素,配加后較加水時可使燒結礦品位提高,燒結透氣性明顯改善。所以紅泥流量的穩定、準確的測量是非常重要的。宣鋼360M2燒結機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計量不準確的情況。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計了一整套關于紅泥計量的系統。使崗位更為準確掌握紅泥配加量,從而保證燒結礦的生產質量。
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精度不高。紅泥液體中含有多種雜質,大小不一、過多、過大,從而影響到計量的準確度。
②管道內結垢是紅泥輸送管道不可避免的問題,這不但能使計量不準確,還會使超聲波流發生散射,管壁結垢越厚誤差就越大,導致流量計量不準確,甚至不能正常工作。
③超聲波流量計的傳感器由發射、接收換能器組成,其表面必須涂抹耦合劑。燒結混料系統現場環境差粉塵大,導致耦合劑頻繁污染,耦合不牢,經常無法工作。
④一混機設備運行振動較大,容易使超聲波流量計兩探頭發生位移,也會導致流量計無法工作。
1.2、使用電磁流量計的可行性：
①電磁流量計只可測量導電性的漿液,紅泥即為導電液體,與溫度粘度、濃度、壓力等無關。
②公稱壓力、公稱直徑、流量測量范圍等參數與多普勒超聲波流量計基本相同。
③從結構上看,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,受外界環境因素干擾很小。
④里襯材質,有防腐蝕、防磨損、少結垢的特點,可長時間免維護,減少儀表維護人員工作量。
1.3、系統設計：
該系統主要由可編程調節器、電磁流量計、智能型電動調節閥等組成(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。
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,會對電極產生磨損,故選用一體管道式結構,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,襯里選用不導磁和不導電的材料,一般在導管內澆注,而且還要適應于測量條件惡劣的磨損環境,故我們選用的電磁流量計襯里的材料為耐磨橡膠。
2.2、現場調試,投入運行：
①首先應對線路的接地進行檢測,確保接地可靠后方可進行其它線路測試檢查,以免造成線路容性效應,儲存電量,或是測量電源對儀器產生破壞作用。另外,還需進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后方可進行功能性調試。由系統對各儀表分別進行參數的讀取,然后進行控制數據的逐一校準與調試。主機在系統各儀表調試驗完成后,進行儀表終端單體PLC編輯程序。
③電磁流量計調試完成后,連續進行24小時的不間斷測量,觀查流量計測量數據具有穩定性、可靠性,紅泥流量系統各儀表均能按設計要求運行。
④***后進行紅泥流量計量系統的驗收工作,是否工藝要求的數據,驗收合格正式投入運行。
2.3、加可編程調節裝置：
可編程調節器具有控制運算功能,能實現前饋控制、非線性控制、純滯后時間補償控制等,具有常規PID自動整定,PID參數自動微調整,手自動切換時不產生輸出干擾、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監視模擬數據的趨勢。
2.4、安裝智能型電動調節閥：
控制系統的執行部分是由電動執行器和自動調節裝置組成,采用內置式控制器,控制閥體的流量特性為等百分比特性。具有多種參數(4～20mA)智能診斷及保護措施;多種運行速度、可滿足多種控制系統的要求,保證系統的快速響應和穩定性;結構簡單,體積小巧重量輕,便于安裝和維護;電機采用高速同步電機,運行平穩、體積小、力矩大、抗堵轉等。
3、實施效果：
使用電磁流量計替代多普勒超聲波流量計后,經過一年的觀察,燒結主要技術經濟指標均有所改善。
分別選取使用前兩個月(2011年11月和12月)的經濟指標數據與使用后選取的兩個月(2012年3月和4月)的經濟指標數據進行對比。(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格，安裝位置上的直管段要求也很嚴格，,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、全開閘閥后通常認為只要離電磁流量計電極中心線(不是傳感器進口端連接面)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。各標準或檢定規程所提出上下游直管段長度亦不一致，要求比通常要求高。這是由于為保證達到當前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，甚至會損壞流量計。
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壁應清潔，無明顯凹痕、積垢和起皮等現象。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物質注入的情況下，極易導致電導率的不均勻性，流量計應盡量遠離主入口至少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 應小于15°(如圖2)。
為了確保電磁流量計的測量準確，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），安裝時流量計軸威力巴流量計線應與管道軸線同心，流向要一致。
電磁流量計上游管道長度應有不小于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徑與流量計內徑相同。
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的正常使用，在流量計的前后管道上應安裝切斷閥門（截止閥），同時應設置旁通管道。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生不穩流現象。
電磁流量計對外部環境的要求：
流量計***好安裝在室內，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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應安裝在管道上上升處；
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在開口排放管道安裝,應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連起來就能聯系到廠家，而不應安裝在傳感器上游；
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傳感器不能安裝在泵的進出口處,應安裝在泵的出口處；
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，并保證測量管內始終充滿液體。
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應該遠離強磁場設備。
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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該有一定的直管段，一般在5D~10D。
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避開強震動、強腐蝕性的場所。
5、結語：
更換了紅泥流量的測量裝置后,紅泥流量得到穩定控制,基本上消除了配加過程對燒結產、質量的影響。燒結礦質量提高,高爐爐況表現為穩定順行,無不良反應,且有利于高爐焦比降低。紅泥還具有對粉塵粘結的作用,抑制揚塵,減少污染,資源損耗減少,環保降耗效果明顯。有利于高爐焦比降低,為宣鋼挖潛增效任務做出突出的貢獻。