расходомеры электромагнитные smartflow

Вот смотришь на эти SmartFlow, и первое, что приходит в голову — ну, еще один электромагнитный расходомер, куча их на рынке. Но именно в контексте обогатительных процессов, особенно на магнитной сепарации-промывке, начинаешь замечать детали, которые в брошюрах не пишут. Многие думают, главное — точность да устойчивость к абразиву. А на деле, ключевым часто становится именно адаптация к пульпе с высоким содержанием твердого, причем с частицами, которые могут создавать нелинейные эффекты в магнитном поле самого прибора. Если поле расходомера конфликтует, грубо говоря, с рабочими полями сепараторов — будут проблемы. И это не теория, сталкивался.

Почему именно электромагнитные на промывочных линиях?

Тут история про среду. На тех же полностью автоматических промывочных магнитных сепарациях, которые, к слову, активно продвигает ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (их сайт — jinken.ru), идет работа с плотными, сильноабразивными пульпами. Механические счетчики быстро выходят из строя, ультразвуковые могут ?терять? сигнал из-за взвеси. Электромагнитные же, в теории, измеряют скорость по закону Фарадея — и им все равно, что там в жидкости, лишь бы она была электропроводящей. Но это в теории.

На практике проводимость пульпы на железорудных проектах — величина нестабильная. Меняется в зависимости от степени измельчения, содержания железа, даже от температуры воды в оборотном цикле. Расходомеры электромагнитные SmartFlow, с которыми довелось работать, имеют довольно широкий диапазон калибровки по минимальной проводимости. Это критично. Помню случай на одном из китайских ГОКов, где использовалось оборудование Цзинькэнь: поставили обычный электромагнитник, а при падении содержания магнетита в исходной пульпе (руда стала беднее) проводимость упала ниже порога, и расходомер просто обнулился. Система автоматической промывки, завязанная на его сигнал, пошла вразнос. Пришлось срочно искать модель, рассчитанную именно на такие скачки. Тогда-то и обратили внимание на SmartFlow, у них в спецификации был явный акцент на низкопроводящие минеральные суспензии.

Еще один момент — гидравлические удары. При работе пневматических или гидропульсационных систем промывки, которые ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии интегрирует в свои комплексы, возникают кратковременные скачки давления. Не каждый датчик расхода это корректно обрабатывает, не выдавая ложный пик. В SmartFlow, по опыту, алгоритмы сглаживания в прошивке сделаны довольно качественно, они как раз для нестабильных потоков. Хотя, признаться, первые пуски были с настройкой этих алгоритмов — пришлось подбирать коэффициенты, чтобы не ?задушить? реальные изменения расхода, но и не реагировать на шум.

Интеграция с системами автоматизации Цзинькэнь: подводные камни

Компания позиционирует свои линии как полностью автоматические. И это правда — современные сепараторы и илоотделители управляются ПЛК, который собирает данные со всех датчиков. Расходомеры электромагнитные здесь — один из ключевых источников информации для управления процессом промывки. Но вот протоколы связи… Часто бывает, что сам прибор хорош, а его интеграция в существующую сеть Modbus или Profibus превращается в квест.

У нас был проект в Либерии, куда поставлялось оборудование Цзинькэнь. Местные инженеры закупили SmartFlow самостоятельно, рассчитывая на простую интеграцию. А выяснилось, что версия прошивки у расходомеров была ?стандартная?, а не ?процессная?, и некоторые регистры данных, необходимые для алгоритмов автоматической промывки, в ней просто не были прописаны. Система не могла считать мгновенный расход и интегральный объем в нужном формате. Пришлось связываться с производителем расходомеров, заказывать кастомный firmware. Потеряли неделю. Теперь всегда уточняем этот момент на стадии ТЗ.

С другой стороны, когда все настроено, связка работает безупречно. Сигнал со SmartFlow идет на контроллер, который управляет, например, клапанами подачи воды для промывки магнитного концентрата. Точное измерение расхода пульпы на входе в сепаратор позволяет точно дозировать промывочную воду, экономя и воду, и энергию. Это прямая экономия, которую можно посчитать. На том же китайском руднике, после отладки, удалось снизить удельный расход воды на тонну концентрата примерно на 15%. Для них это миллионы рублей в год.

Кстати, на сайте jinken.ru в описании технологий много говорится про оптимизацию процесса обогащения. Так вот, без точного и надежного измерения расхода ключевых потоков (исходная пульпа, промывочная вода, сбросные хвосты) эта оптимизация — просто слова. Автоматика не сможет принять правильное решение.

Проблемы монтажа и эксплуатации, о которых молчат менеджеры

Все знают про необходимость прямых участков до и после расходомера. Но на существующих фабриках, особенно тех, где модернизируют старые линии, разместить эти 5-10 диаметров прямой трубы бывает физически невозможно. Приходится идти на компромиссы. С SmartFlow работали в такой стесненной обстановке — после насоса сразу колено, потом короткий прямой участок в 3 диаметра, потом сам расходомер. Естественно, профиль потока был нарушен.

Что сделали? Заказали для SmartFlow специальный монтажный комплект с выпрямителем потока (flow conditioner). Это такая решетка внутри трубы, которая устанавливается прямо перед расходомером. Она, конечно, добавляет гидравлическое сопротивление, но зато позволяет получить условно ламинарный профиль на входе в измерительную камеру. Погрешность, по нашим замерам контрольными методами, уложилась в заявленные 0.5%. Без этого выпрямителя ошибка была под 2.5%, что для контроля реагентного режима или расчета выхода концентрата — неприемлемо.

Другая вечная проблема — электроды. В пульпе с мелкодисперсным магнетитом они со временем покрываются тонким, но плотным слоем. Обычная рекомендация — чистить по графику. Но на практике график сбивается. Умные системы вроде SmartFlow имеют функцию самодиагностики, могут отслеживать постепенное падение уровня сигнала с электродов и генерировать предупреждение о необходимости очистки. Это реально полезная фишка, которая предотвращает внезапный отказ. Хотя, честно говоря, на первых порах мы этим предупреждениям не очень доверяли — думали, срабатывает ложно. Пока в один день расходомер не начал показывать явную ерунду. Разобрали — а электроды действительно в равномерном шероховатом налете. После очистки — все вернулось в норму. С тех пор к этим алертам относимся серьезно.

Сравнение с другими решениями на реальных кейсах

Нельзя сказать, что SmartFlow — панацея. На одном из проектов в Перу, где также использовалось оборудование ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии, ставили задачу измерить расход очень густой пульпы после отсадки. Там и твердого больше 70%, и крупность частиц до 3 мм. Электромагнитные расходомеры, в принципе, могут работать, но износ футеровки измерительной камеры и электродов становится запредельным. Пробовали SmartFlow с усиленной керамической футеровкой и электродами из специального сплава. Проработали полгода, потом все равно пришлось менять. В итоге для этого конкретного узла перешли на кориолисовый массовый расходомер. Он дороже, но для сверхгустых и абразивных сред оказался надежнее.

А вот для стандартных потоков на магнитной сепарации-промывке, где плотность пульпы более-менее стабильна и находится в районе 50-65% твердого, расходомеры электромагнитные SmartFlow показывают себя отлично. Их главный конкурент здесь — более дешевые вихревые расходомеры. Но у тех проблемы с низкими расходами и все та же чувствительность к вибрациям от работающих рядом сепараторов или насосов. Электромагнитные же инертны к механическим колебаниям. На новой линии в Камеруне как раз сравнивали оба типа в одинаковых условиях на питании сепаратора. Вихревой постоянно ?ловил? помехи от работы вибрационного питателя, его показания прыгали. SmartFlow держался стабильно. Решение было очевидным.

Что касается стоимости владения, то здесь нужно считать не только цену прибора. Замена измерительной вставки у того же вихревого, чистка электродов у электромагнитного, возможные простои. По нашему опыту, за трехлетний цикл на типовой линии с 8-10 точками измерения, общие затраты на электромагнитные расходомеры SmartFlow (с учетом их более высокой начальной цены) оказались примерно равны затратам на вихревые. Но при этом мы получили более высокую надежность и меньше ложных срабатываний автоматики. Для непрерывного процесса обогащения это важнее.

Взгляд в будущее: что еще хотелось бы от таких приборов?

Работая в тесной связке с технологиями, подобными тем, что разрабатывает ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии, начинаешь хотеть от приборов не просто измерения, а больше аналитики. Вот, например, SmartFlow измеряет скорость и, зная площадь сечения, выдает объемный расход. Но в обогащении часто критична масса твердого. Хотелось бы, чтобы в прибор была встроена функция расчета массового расхода на основе вводимой в него плотности пульпы (например, с связанного датчика плотномера). Сейчас это делается на уровне SCADA-системы, но чем ближе расчет к первичному датчику, тем быстрее и надежнее контур управления.

Еще один момент — диагностика. Современные ?умные? приборы генерируют кучу служебных данных: импеданс электродов, температура, уровень шума сигнала. Было бы здорово, если бы производитель расходомеров и производитель обогатительного оборудования (Цзинькэнь, к примеру) договорились о каком-то общем протоколе, который позволял бы системе автоматической промывки не просто читать расход, но и получать статус ?здоровья? датчика. Чтобы алгоритм мог предсказать, например, что через неделю потребуется техническое обслуживание, и скорректировать режим работы сепарации заранее, плавно, без остановки.

Пока же расходомеры электромагнитные SmartFlow — это очень добротный, надежный инструмент для тяжелых условий обогатительных фабрик. Они не идеальны, с ними нужно уметь работать, знать их особенности и ограничения. Но когда они правильно подобраны, смонтированы и интегрированы, они становятся тем самым ?невидимым? рабочим элементом, на показания которого можно положиться. А в нашей работе, где от точности измерения ключевых параметров зависит и выход концентрата, и его качество, и в конечном счете — экономика всего проекта, это именно то, что нужно. Просто не стоит ждать от них чудес ?из коробки?. Как и от любого другого серьезного оборудования.