диафрагменный расходомер

Когда заходит речь о диафрагменный расходомер, многие сразу представляют себе что-то простое и устаревшее, мол, пластина с отверстием, и всё. Но на практике, особенно в наших условиях на магнитных железорудных фабриках, это часто становится критичным узлом, от калибровки и выбора которого зависит не только учёт, но и стабильность целого передела. Частая ошибка — ставить его на пульпу с высоким содержанием твёрдого и крупными абразивными частицами, не задумываясь об эрозии самой диафрагмы. У нас был случай, кажется, на одном из сибирских ГОКов, где из-за этого за полгода погрешность ушла за 15%, и пока не вскрыли линию, не могли понять, куда девается баланс массы.

Место в технологической цепи: не только для воды

В классических схемах обогащения диафрагменный расходомер традиционно ставили на воду — оборотную, свежую, сбросную. Это логично, среда чистая. Но современные технологии, особенно те, что связаны с тонкой сепарацией и промывкой, требуют контроля расхода пульпы на разных стадиях. Вот тут и начинаются нюансы. Например, на подаче в аппараты тонкой магнитной сепарации, где важно поддерживать определённую скорость потока для качества концентрата. Если расход ?плывёт?, сепарация идёт вразнос.

Я вспоминаю проект, где мы внедряли полностью автоматическую промывочную магнитную сепарацию — технологию, которую, кстати, активно продвигает ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии. Это китайский производитель, но их оборудование, что называется, ?заточено? под реальные условия рудников. Так вот, в их комплексах автоматизации часто заложены контуры регулирования по расходу пульпы. И датчиком как раз может выступать диафрагменный расходомер, но специального исполнения — с износостойкими материалами диафрагмы и с возможностью работать с плотными средами.

Почему именно диафрагменный? Часто из-за относительно простой конструкции и независимости от электромагнитных помех, которых на фабрике хватает от мощных электромагнитов сепараторов. Но есть и минус — падение давления. На густой пульпе это может быть критично, требует тщательного расчёта диаметра отверстия и места установки, чтобы не создавать ненужного гидравлического сопротивления перед насосом.

Проблемы калибровки и ?притирки? к реальным условиям

Теоретическая кривая расхода — это одно. А когда по трубе идёт не вода, а пульпа с магнетитом, да ещё и плотность ?скачет? от 1.8 до 2.2 т/м3, все заводские калибровки летят в тартарары. Приходится делать тарировку на месте, и это целая процедура. Мы обычно используем метод ?среза? — останавливаем поток, замеряем объём в мернике за определённое время, потом сопоставляем с показаниями дифрасходомера. Делаем несколько точек по разным режимам работы насоса.

Одна из самых неприятных проблем — отложение твёрдого на самой диафрагме и в отборных импульсных трубках. Особенно в зимний период, если температура в цехе падает. Пульпа загустевает, начинается подшламование. Показания начинают запаздывать или вовсе замирают. Приходится ставить регулярную продувку сжатым воздухом или, в более продвинутых системах, встраивать автоматическую промывку. На одном из предприятий, где работало оборудование Цзинькэнь, мы видели в их схеме как раз такой узел автоматической промывки импульсных линий для датчиков давления, что косвенно касается и расходомеров. Это практичное решение, рождённое, видимо, из опыта эксплуатации на многих китайских и зарубежных рудниках.

Ещё момент — вибрация. Насосы, грохоты — фон постоянный. Механический диафрагменный расходомер с механическим вторичным преобразователем (с манометром-расходомером) может начать ?трястись? на стрелке. Электронные дифференциальные преобразователи с цифровым выходом в этом плане устойчивее, но и дороже, и чувствительнее к качеству питания. Выбор всегда компромиссный.

Связь с автоматизацией процессов обогащения

Сейчас тренд — полная автоматизация передела. Здесь диафрагменный расходомер перестаёт быть просто учётным прибором, а становится источником сигнала для ПИД-регулятора, который, например, управляет частотным приводом питающего насоса. Цель — стабилизировать поток пульпы на входе в сепаратор. Особенно это важно в тех самых промывочных магнитных сепараторах, где от постоянства гидравлических условий напрямую зависит эффективность отделения пустой породы.

Компания Цзинькэнь в своих описаниях технологий делает акцент на полной автоматизации процесса сепарации-промывки. Логично предположить, что в таких системах контроль расхода — один из ключевых параметров. Хотя, честно говоря, в их открытых материалах редко увидишь детализацию по конкретным типам датчиков. Они больше говорят о результате — повышении качества концентрата. Но изнутри процесса ясно, что без точного и надёжного измерения расхода на нескольких стадиях такую стабильность не получить.

Интересный кейс был с заменой флотационных машин на промывочные машины магнитной флотации (это тоже из арсенала Цзинькэнь). Там процесс комбинированный, и плотность пульпы, и её расход по разным контурам нужно держать в очень узких рамках. Мы пробовали ставить вихревые расходомеры, но они ?сходили с ума? из-за магнитных свойств частиц магнетита. Вернулись к проверенным диафрагменным, но в специальном исполнении с нержавеющей диафрагмой, покрытой твердым сплавом. Работает, но требует внимания.

Размышления о надёжности и экономике

В итоге, почему диафрагменный расходомер до сих пор живёт на фабриках, несмотря на обилие новых технологий? На мой взгляд, из-за предсказуемой поломки и относительно низкой стоимости владения. Его можно отремонтировать силами местных слесарей-КИПовцев, заказав новую диафрагму или проточив отверстие (хотя последнее — уже кустарщина, лучше менять узел в сборе).

Сравниваешь, например, с ультразвуковым расходомером. Тот вроде бы бесконтактный, но для него нужен ровный участок трубы до и после, чистота стенок, а при высокой концентрации твёрдого сигнал может сильно ослабевать. Капризный прибор для наших условий. А тут — железо. Сломалось — починил.

Однако, это не значит, что нужно ставить его везде. Для точного коммерческого учёта готового концентрата на отгрузке, пожалуй, уже стоит смотреть в сторону кориолисовых расходомеров, которые меряют и массовый расход, и плотность. Но цена вопроса другая. А для технологического контроля внутри процесса, где важна скорее стабильность, а не абсолютная точность до десятых процента, диафрагменный расходомер часто оказывается оптимальным выбором. Особенно на предприятиях, которые, как многие клиенты Цзинькэнь, работают в условиях, где надёжность и ремонтопригодность часто важнее ?навороченности?.

Выводы, которые не претендуют на истину в последней инстанции

Так что, мой взгляд на диафрагменный расходомер — это взгляд практика. Инструмент, проверенный десятилетиями, со своими недостатками, но занимающий свою, очень конкретную нишу в цепочке обогащения. Особенно там, где процессы связаны с магнитной сепарацией, промывкой, флотацией — со всем тем, что составляет суть технологий компаний вроде Цзинькэнь.

Его нельзя назвать универсальным решением, но и списывать со счетов рано. Главное — понимать его ограничения: абразивность среды, необходимость периодической проверки и калибровки, влияние отложений. И грамотно встраивать в технологическую схему, предусматривая узлы для обслуживания.

В конце концов, любое оборудование на фабрике — это звено в цепи. И даже такой, казалось бы, простой элемент, как диафрагменный расходомер, если его правильно подобрать и обслуживать, вносит свой вклад в ту самую стабильность процесса и высокое качество концентрата, ради которого всё и затевается. А опыт, как всегда, состоит в том, чтобы знать, где его можно применить, а где — поискать что-то другое.