红泥电磁流量计的选型与实施方案
宣钢炼铁厂根据实际情况在烧结一混机滚筒内实现了炼钢红泥的配加,使炼钢红泥得到更加合理利用。红泥具有较好的粘度和细度,可替代一部分水的配加,极大的提高了烧结混合料成球率。红泥具有较高的有益元素,配加后较加水时可使烧结矿品位提高,烧结透气性明显改善。所以红泥流量的稳定、准确的测量是非常重要的。宣钢360M2烧结机一混红泥流量计量原来使用的是多普勒超声波流量计,然而,超声波流量计由于多种原因出现计量不准确的情况。我们研究决定,使用电磁流量计替代多普勒超声波流量计会改善计量的度,并基于电磁流量计设计了一整套关于红泥计量的系统。使岗位更为准确掌握红泥配加量,从而保证烧结矿的生产质量。
1、流量计的选择：
1.1、多普勒超声波流量计的弊端：
①超声波的传播时间法只能用于较清洁液体,而多普勒法测量杂质精度不高。红泥液体中含有多种杂质,大小不一、过多、过大,从而影响到计量的准确度。
②管道内结垢是红泥输送管道不可避免的问题,这不但能使计量不准确,还会使超声波流发生散射,管壁结垢越厚误差就越大,导致流量计量不准确,甚至不能正常工作。
③超声波流量计的传感器由发射、接收换能器组成,其表面必须涂抹耦合剂。烧结混料系统现场环境差粉尘大,导致耦合剂频繁污染,耦合不牢,经常无法工作。
④一混机设备运行振动较大,容易使超声波流量计两探头发生位移,也会导致流量计无法工作。
1.2、使用电磁流量计的可行性：
①电磁流量计只可测量导电性的浆液,红泥即为导电液体,与温度粘度、浓度、压力等无关。
②公称压力、公称直径、流量测量范围等参数与多普勒超声波流量计基本相同。
③从结构上看,传感器无突出部位、耐磨、耐腐蚀、压力损失小,对管道条件要求较低,体积小、省空间,受外界环境因素干扰很小。
④里衬材质,有防腐蚀、防磨损、少结垢的特点,可长时间免维护,减少仪表维护人员工作量。
1.3、系统设计：
该系统主要由可编程调节器、电磁流量计、智能型电动调节阀等组成(如图1)。
2、实施方案：
2.1、电磁流量计的选型：
①电磁流量计的电极安装于管道的两侧并与磁力线成垂直的平面上,电极采用非磁性金属制成,常用奥氏体不锈钢材质。
②测量红泥的电磁流量计,由于红泥不可避免带有固体颗粒,会对电极产生磨损,故选用一体管道式结构,并选用适合管道尺寸的传感器尺寸。
③传感器管道处于磁场之中,衬里选用不导磁和不导电的材料,一般在导管内浇注,而且还要适应于测量条件恶劣的磨损环境,故我们选用的电磁流量计衬里的材料为耐磨橡胶。
2.2、现场调试,投入运行：
①首先应对线路的接地进行检测,确保接地可靠后方可进行其它线路测试检查,以免造成线路容性效应,储存电量,或是测量电源对仪器产生破坏作用。另外,还需进行绝缘电阻及接地电阻测试。
②电磁流量计在通水测试后,各仪表部件均在正常工作状态后方可进行功能性调试。由系统对各仪表分别进行参数的读取,然后进行控制数据的逐一校准与调试。主机在系统各仪表调试验完成后,进行仪表终端单体PLC编辑程序。
③电磁流量计调试完成后,连续进行24小时的不间断测量,观查流量计测量数据具有稳定性、可靠性,红泥流量系统各仪表均能按设计要求运行。
④***后进行红泥流量计量系统的验收工作,是否工艺要求的数据,验收合格正式投入运行。
2.3、加可编程调节装置：
可编程调节器具有控制运算功能,能实现前馈控制、非线性控制、纯滞后时间补偿控制等,具有常规PID自动整定,PID参数自动微调整,手自动切换时不产生输出干扰、无扰切换,自动平衡功能、模拟输入异常、运算等检测及连锁功能同时可用上位机监视模拟数据的趋势。
2.4、安装智能型电动调节阀：
控制系统的执行部分是由电动执行器和自动调节装置组成,采用内置式控制器,控制阀体的流量特性为等百分比特性。具有多种参数(4～20mA)智能诊断及保护措施;多种运行速度、可满足多种控制系统的要求,保证系统的快速响应和稳定性;结构简单,体积小巧重量轻,便于安装和维护;电机采用高速同步电机,运行平稳、体积小、力矩大、抗堵转等。
3、实施效果：
使用电磁流量计替代多普勒超声波流量计后,经过一年的观察,烧结主要技术经济指标均有所改善。
分别选取使用前两个月(2011年11月和12月)的经济指标数据与使用后选取的两个月(2012年3月和4月)的经济指标数据进行对比。(见表1)
从以上图表不难看出使用电磁流量计的效果十分明显。
电磁流量计安装能保证直管段的长度要求，则能保证测量的精度.，下面我们说下电磁流量计安装对直管段的要求：
电磁流量计安装位置要求严格，安装位置上的直管段要求也很严格，,一段安装前段5倍管径,后段3倍管径来安装,
为获得正常测量度，电磁流量传感器上游也要有一定长度直管段，但其长度与大部分其它流量仪表相比要求较低。90度弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀后通常认为只要离电磁流量计电极中心线(不是传感器进口端连接面)5倍直径(5D)长度的直管段，不同开度的阀则需10D；
下游直管段为(2～3)D或无要求；但要防止蝶阀阀片伸入到传感器测量管内。各标准或检定规程所提出上下游直管段长度亦不一致，要求比通常要求高。这是由于为保证达到当前0.5级精度仪表的要求。
4、电磁流量计安装对直管段的要求：
选择正确的安装点和安装方法是使用好电磁流量计的关键，若安装失误，不但会影响测量精度，还会影响流量计的使用寿命，甚至会损坏流量计。
4.1、直管段要求：
为保证电磁流量计的测量精度，仪表所在的上下游直管段内壁应清洁，无明显凹痕、积垢和起皮等现象。电磁流量计安装位置上下游直管段一般遵循前十后五原则，要求前直管段不小于10 D，后直管段不小于5 D;若在上游管段处有其他化学物质注入的情况下，极易导致电导率的不均匀性，流量计应尽量远离主入口至少20 D 处(如图 1);若电磁流量计上下游采用异径管时，异径管中心锥角 α 应小于15°(如图2)。
为了确保电磁流量计的测量准确，必须正确地选择安装位置 （如下图所示：）
电磁流量计对直管段的要求：
电磁流量计必须水平安装在管道上（管道倾斜在50以内），安装时流量计轴威力巴流量计线应与管道轴线同心，流向要一致。
电磁流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段，如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。
电磁流量计对配管的要求：
流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。
电磁流量计对旁通管的要求：
为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装切断阀门（截止阀），同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游，流量计使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游部分的流体产生不稳流现象。
电磁流量计对外部环境的要求：
流量计***好安装在室内，必须要安装在室外时， 热工宝典一定要采用防晒、防雨.防雷措施，以免影响使用寿命。
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应安装在水平管道较低处和垂直向上处,避免安装在管道的***高点和垂直向下处；
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应安装在管道上上升处；
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在开口排放管道安装,应安装在管道的较低处；
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若管道落差超过5m时,在传感器的下游安装排气阀；
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应在传感器的下游安装控制阀和切断阀,前面130中间2329后面0389连起来就能联系到厂家，而不应安装在传感器上游；
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传感器不能安装在泵的进出口处,应安装在泵的出口处；
END
注意事项
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可以水平、垂直和倾斜安装，但要保证测量管与工艺管道同轴，并保证测量管内始终充满液体。
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应该远离强磁场设备。
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传感器的测量管、外壳、引线的屏蔽线，以及传感器两端的管道都必须可靠接地，决不能与其他电器设备的接地共用，这是蒙晖MH6100电磁流量计的特殊安装要求。
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流量计传感器上游也应该有一定的直管段，一般在5D~10D。
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避开强震动、强腐蚀性的场所。
5、结语：
更换了红泥流量的测量装置后,红泥流量得到稳定控制,基本上消除了配加过程对烧结产、质量的影响。烧结矿质量提高,高炉炉况表现为稳定顺行,无不良反应,且有利于高炉焦比降低。红泥还具有对粉尘粘结的作用,抑制扬尘,减少污染,资源损耗减少,环保降耗效果明显。有利于高炉焦比降低,为宣钢挖潜增效任务做出突出的贡献。