钾肥生产中浮选装置液位计控制改进

摘要：改进了钾肥生产浮选装置的液位控制系统, 使用浮球液位计代替原有的雷达液位计控制浮选机出口阀门, 提高了浮选机液位控制精度;使用差压式液位计与尾盐泵联锁的方式, 改变了当前生产过程中尾盐含大量泡沫未实现自动化控制的现状, 实现了尾盐液位的自动化控制。

  从盐湖卤水中提取氯化钾, 青海盐湖工业股份有限公司已有50多年的生产经验和技术[1,2]。公司承担建设的100万t钾肥工程被列入西部大开发首批十大工程, 这个备受关注的重大钾肥工程已于2006年达产达标。为了加速发展我国的钾肥工业, 同时减少钾肥进口量, 降低对国外市场的依存度, 缓解国内钾肥供需矛盾, 青海盐湖工业股份有限公司在原100万t钾肥生产装置基础上自行设计并建成了新增100万t钾肥项目, 项目在设计环节中做了很大改进。

  在过去的钾肥生产中, 一是通过浮选机液位控制尾盐排放量, 控制不合理的情况下会给后续工序带来一定程度的影响;二是通过人工观测浮选尾盐液位, 调节尾盐泵变频器, 因液位波动较大, 无法实现自动联锁控制。因此本文重点介绍浮选装置液位控制方式的改进, 主要包括浮选机液位控制和尾盐液位控制两个方面。

  雷达液位计是浮选系统中常用的液位监测仪器。其工作原理是[3]:雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号, 发射波在被测物料表面产生反射, 反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离, 送终端显示器进行显示、报警、操作等。

  浮球液位计常用于石油、化工等行业各类常压和承压容器内介质液位的测量, 其工作原理是[4]:浮球液位计通过连接法兰安装于容器顶上, 浮球根据排开液体体积相等原理浮于液面, 当容器的液位发生变化时, 浮球也随之上下移动, 由于磁性作用, 浮球液位计的干簧受磁性吸合, 将液面位置变化成电信号, 通过仪表显示液体的实际位置, 从而实现液面的远距离检测和控制。

  差压式液位计用在石油、化工、冶金等工业生产过程检测控制系统中, 检测液体差压、表压、绝压, 以及开口或密闭容器内液体的液位, 其工作原理是[5]:差压式液位变送器安装在液体容器的底部, 通过表压信号反映液位高度。

  此外, 工业生产过程中常用于液位监测的仪表还包括电容式液位计、磁致伸缩式液位计等。

  本文在原浮选装置基础上对新装置液位控制做了优化和改进, 并对改进前后的控制方式进行了对比, 见表1。

表1 改进前后液位控制对照表

  钾肥浮选装置中浮选槽上层含大量泡沫, 原装置选用雷达液位计控制浮选机内物料液位, 测得的是上层泡沫液位, 并不是浮选机槽内矿浆的真实液位。此时联锁控制浮选机出口阀门存在很大误差, 会对后续生产造成影响。新装置对此进行了改进, 采用浮球液位计替代原装置使用的雷达液位计, 将其固定在浮选设备顶部 (见图1) , 通过浮球测得了真实的矿浆液位, 并联锁控制浮选机出口阀门的开度, 提高了浮选效率。

图1 改进前后浮选机液位控制对照图

  改进前, 浮选后尾盐中含大量泡沫, 且靠人工观测泡沫高度, 无法得出真实液位, 只能依靠频繁调整泵的变频器来实现液位控制, 不便于生产;改进后选用差压式液位计, 浮选尾盐矿浆上层泡沫对压差控制影响不大, 在尾盐泵入口安装差压式液位计 (见图2) 与泵变频联锁, 根据流体静力学原理控制尾盐泵的变频器, 实现了自动化控制, 减少了人工操作。

  在钾盐浮选液位控制过程中, 使用浮球液位计代替原来的雷达液位计控制浮选机出口阀门, 提高了浮选机液位控制精度;使用差压式液位计与尾盐泵联锁的方式, 改变了当前生产过程中尾盐中含大量泡沫未实现自动化控制的现状, 实现了尾盐液位的自动化控制。工业现场实际运行结果表明,**新建钾肥项目浮选装置液位控制系统工作稳定, 达到了良好的控制效果。

图2 改进后浮选尾盐液位控制图