всэ расходомер

Когда говорят ?всэ расходомер?, многие сразу представляют себе просто прибор на трубе, который показывает цифры. Но на практике, особенно в нашем деле — обогащении руды — это часто становится узким местом. Цифра на экране — это одно, а как эта цифра соотносится с реальным потоком пульпы, с её плотностью, с содержанием твёрдого — совсем другая история. Часто вижу, как технологи берут показания с такого расходомера для расчёта реагентов, а потом удивляются, почему клев нестабильный. Проблема в том, что всэ расходомер калибруется обычно на воду, а в наших условиях по нему течёт взвесь с магнетитом, иногда с крупными частицами. И вот тут начинаются все танцы с бубном.

Где тонко, там и рвётся: опыт внедрения на магнитных сепараторах

Вспоминается проект на одном из сибирских ГОКов. Ставили новую линию обогащения с упором на автоматизацию. Ключевым звеном был контроль подачи пульпы на сепараторы. Выбрали, естественно, электромагнитные расходомеры (всэ расходомер). По паспорту — идеально: высокая точность, нет движущихся частей, которые забиваются. Смонтировали, запустили. А показания плавают, причём не синхронно с работой питающих насосов. Оказалось, что из-за специфики подготовки пульпы (использовались мощные гидроциклоны) в потоке были сильные завихрения и неоднородное распределение частиц по сечению трубы. Всэ расходомер усредняет сигнал по всему сечению, но если в центре — почти вода, а у стенок — густая взвесь, он врёт. И врёт системно.

Пришлось экспериментировать с длиной прямых участков до и после расходомера. Стандартные 5 диаметров до и 3 после — это для условно однородных жидкостей. Для нашей пульпы пришлось увеличивать почти до 10 диаметров, чтобы поток успел стабилизироваться. А это, между прочим, дополнительные метры трубопроводов, опоры, пространство. Не каждый технолог готов на такие жертвы, когда чертеж уже утверждён.

Ещё один нюанс — заземление. Казалось бы, банальность. Но в цеху, где всё заземлено на общий контур, а вокруг работают мощные электромагниты от сепараторов, наводки — обычное дело. Сигнал с всэ расходомера начинал ?прыгать? в такт с включением соленоидов на промывочных машинах. Решение нашли через раздельное, изолированное заземление измерительных электродов непосредственно на фланцах прибора, минуя общий контур цеха. Мелочь, но без неё вся система управления питанием сепаратора работала вхолостую.

Не расходомером единым: интеграция с процессом обогащения

Сам по себе точный расход — это просто цифра. Его ценность раскрывается только в связке с другими параметрами. Вот, например, китайская компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (сайт: https://www.jinken.ru). Они как раз делают ставку на комплексные решения. Их полностью автоматические промывочные магнитные сепараторы — это не просто железные короба с магнитами. Это система, где важна синхронизация: подача пульпы, интенсивность промывки, сила магнитного поля, сброс хвостов. И здесь всэ расходомер выступает не как самостоятельный измеритель, а как главный ?поставщик данных? для блока управления.

На их оборудовании видел интересную реализацию. Расходомер стоит на входе в сепаратор, но его сигнал используется не напрямую, а входит в алгоритм, который также учитывает данные с датчика уровня в камере и датчика магнитной восприимчивости потока (есть и такие). Если всэ расходомер показывает рост расхода, а магнитная восприимчивость падает, система понимает, что пришла обеднённая руда, и может автоматически скорректировать либо время промывки, либо порог срабатывания отсечных клапанов. Это уже уровень интеллектуального управления процессом, а не просто контроль.

Именно такой подход, как у Цзинькэнь, где физические технологии обогащения (электромагнетизм, гидравлика, пневматика) тесно связаны с измерительными приборами, и даёт тот самый эффект повышения качества концентрата. Расходомер здесь — сенсорная система процесса. Кстати, их оборудование, по их же данным, работает на более чем 90% магнитных рудников в Китае и поставляется в Австралию, Перу. Значит, и к нашим условиям их подходы применимы, включая требования к измерительной технике.

Типичные ошибки монтажа и эксплуатации, которые сводят точность на нет

Чаще всего проблемы с всэ расходомером начинаются не из-за поломки, а из-за неправильной установки. Видел случаи, когда его ставили сразу после колена или тройника. Поток закручен, а потом удивляются нелинейности показаний в разных диапазонах. Или ещё хуже — ставят на вертикальный участок, где пульпа не полностью заполняет трубу. Для электромагнитного расходомера полное заполнение — догма. Пузырь воздуха у электрода — и сигнал пропадает.

Вторая беда — электроды. В паспорте пишут ?нержавеющая сталь? или ?хастеллой?. Но для абразивных пульп с магнетитом этого мало. Со временем на электродах появляются микроцарапины, которые меняют их потенциал. Сигнал начинает дрейфовать. Нужно либо закладывать более стойкие материалы изначально (титан с покрытием), либо иметь регламент периодической проверки и чистки. Но кто этим занимается? Чаще всего, пока не прижмёт, на расходомер не смотрят.

И третье — преобразователь. Часто его вешают прямо на трубу в цеху, где и вибрация, и перепады температуры, и высокая влажность. Электроника такого не любит. Преобразователь сигнала — мозг прибора. Его лучше выносить в щитовую, в нормальные условия. А на трубе оставлять только сенсорную часть. Да, это дороже по кабелям, но надёжность работы системы возрастает в разы.

Калибровка в полевых условиях: когда паспортных данных недостаточно

Заводская калибровка — это хорошо, но она, повторюсь, на воде. А нам нужна точность на рабочей среде. Идеальный метод — пролив. Но как организовать пролив нескольких сотен кубов пульпы в час? Нереально. Поэтому идём на хитрости. Один из рабочих методов, который применял — сравнительный, с использованием маркеров.

Суть: на определённое время (например, ровно на час) фиксируем все параметры процесса, чтобы он был максимально стабилен. Параллельно, в поток пульпы перед всэ расходомером вводим инертный маркер (например, раствор соли в известной концентрации). Далее, через определённое расстояние по трубопроводу (после хорошего перемешивания) берём пробы пульпы и анализируем на содержание этого маркера. Зная объём системы между точкой ввода и точкой отбора проб, по разбавлению маркера можно с хорошей точностью рассчитать реальный расход. Затем сравниваем с показаниями расходомера и вносим поправочный коэффициент в контроллер. Метод трудоёмкий, требует лабораторной поддержки, но даёт реальную картину. После такой процедуры расходомер начинает ?говорить правду? именно для этого конкретного технологического потока.

Конечно, это не панацея. Состав руды меняется, плотность пульпы колеблется. Поэтому такой верификационный цикл хорошо бы повторять раз в квартал или при существенном изменении сырьевой базы. Но на многих предприятиях на это нет ни времени, ни ресурсов. В итоге живут с погрешностью в 10-15%, списывая это на ?технологические потери?.

Будущее: умные системы вместо точечных измерений

Смотрю на тенденции и понимаю, что эра одиночных всэ расходомеров, висящих на трубах и выдающих цифры в SCADA, потихоньку уходит. Будущее — за встроенными сенсорными массивами. Как в тех же сепарационных машинах от Цзинькэнь. Расходомер становится частью интегрированного измерительного блока, который в реальном времени определяет не только объёмный поток, но и плотность, скорость твёрдой фазы, даже гранулометрический состав в некоторых пределах.

Уже сейчас появляются многофункциональные измерительные ячейки, где метод всэ комбинируется с ультразвуковым или корреляционным методом для компенсации влияния неоднородности потока. Это дорого, но для ключевых точек процесса, таких как питание основного сепаратора или контроль конечного концентрата, это оправдано. Точность управления повышается, выход продукта стабилизируется.

Поэтому, выбирая сегодня всэ расходомер, нужно смотреть не на отдельный прибор, а на его способность интегрироваться в более широкую систему сбора и анализа данных. На наличие цифровых интерфейсов (не только 4-20 мА), на возможность встроенной первичной обработки сигнала с фильтрацией помех от работы соседнего оборудования. И конечно, на репутацию производителя в части понимания именно наших, горно-обогатительных, а не ?молочных? или ?водопроводных? задач. Всё-таки, магнитная пульпа — это вам не питьевая вода, и подход к её измерению должен быть соответствующим.