расходомер потока воды

Когда слышишь ?расходомер потока воды?, первое, что приходит в голову — это какая-то стандартная, отлаженная вещь, купил, поставил, работает. Но в реальности, особенно на магнитных обогатительных фабриках, с этим узлом связано столько нюансов и подводных камней, что иногда кажется, будто половина технологических сбоев происходит именно из-за него. Не из-за того, что прибор плохой, а из-за того, что его работа вписана в систему без понимания физики всего процесса.

Зачем вообще мерить воду в магнитной сепарации?

Здесь многие могут ошибиться, думая, что главное — это контроль общего водопотребления. Конечно, это важно для экономии. Но куда критичнее — поддержание точного расходомера потока воды на конкретных операциях. Возьмем, к примеру, промывку. В технологии, которую продвигает, скажем, ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии — полностью автоматическая промывочная магнитная сепарация — эффективность отделения пустой породы от магнетита напрямую зависит от гидродинамики в зоне разделения. А гидродинамика — это давление и расход воды. Если подавать воду ?на глазок?, можно либо недопромыть концентрат, оставив в нем кремнезем, либо, что хуже, смыть ценные частицы магнетита вместе с хвостами. Потери на тоннах — колоссальные.

Я помню один случай на небольшом руднике, где пытались сэкономить на автоматике. Поставили простейшие механические счетчики на линии подачи воды для промывки в сепараторы. Вроде бы все работает, цифры показывают. Но качество концентрата начало ?прыгать?. Долго искали причину — меняли режимы работы электромагнитов, проверяли питание. Оказалось, что в тех счетчиках забивалась мелкодисперсная магнитная фракция из оборотной воды. Показания врет, оператор, думая, что подает 50 кубов в час, на самом деле подает 35. Промывка неэффективна. Вот вам и экономия.

Поэтому для таких сред, особенно с оборотной водой, содержащей твердые частицы, выбор типа расходомера — это первичный вопрос. Электромагнитные (вихретоковые) часто выходят из строя из-за той же магнитной взвеси. Ультразвуковые могут давать сбой при сильной аэрации пульпы. В итоге часто возвращаешься к проверенным, но более требовательным к обслуживанию тахометрическим или, что лучше, к современным кориолисовым расходомерам для критичных участков. Но они, конечно, дороже. И здесь уже нужен технолог, который сможет аргументировать закупку, посчитав потери от некачественного концентрата.

Ошибки интеграции и ?мертвые зоны? контроля

Допустим, прибор выбран правильно. Следующая ловушка — место установки. Это кажется очевидным: ставить на прямом участке трубопровода. Но на действующей фабрике, где все забито оборудованием, найти такой идеальный участок длиной в 10 диаметров до и 5 после прибора — задача порой нереальная. Ставят где придется. А потом удивляются нелинейным показаниям.

У нас был опыт внедрения системы точного дозирования воды для флотации на одном из комплексов, использующих оборудование Цзинькэнь. Там как раз применяется их серия промывочных машин магнитной флотации. Так вот, для подготовки флотационного реагента нужна была очень точная подача воды. Поставили точный электромагнитный расходомер. Но смонтировали его сразу после колена от насоса. Показания постоянно плавали, система дозирования реагента работала нестабильно. Потом, уже после анализа, переварили трубопровод, добавили прямой участок — проблема ушла. Мелочь? На бумаге — да. На практике — недели простоя и тонны некондиционного продукта.

Еще один момент, о котором часто забывают, — это контроль не только входящего, но и выходящего потока. Особенно в системах с замкнутым циклом водоснабжения, которые сейчас стандарт для любого современного производства. Расход на входе в аппарат и на выходе из него может отличаться из-за утечек, испарения в условиях высоких температур (например, при сушке концентрата) или подсоса воздуха. Если контролировать только один point, можно пропустить развитие аварийной ситуации. Например, падение расхода на выходе из сгустителя может сигнализировать о его забивании, что грозит остановкой всей секции.

Взаимосвязь с другими параметрами: не вода сама по себе

Расход воды редко когда является самостоятельным, абсолютным параметром. Его значение всегда нужно рассматривать в связке. Самая главная связка — с плотностью пульпы. Можно подавать стабильные 100 кубов в час, но если плотность рудной пульпы на входе в сепаратор скачет от 1.8 до 2.3 т/м3, то и количество твердого, и время пребывания материала в аппарате будут разными. Эффективность сепарации упадет. Поэтому современные системы управления, к которым стремится отрасль, оперируют не расходом воды, а удельным расходом воды на тонну твердого или, еще лучше, автоматически поддерживают оптимальную вязкость пульпы в аппарате, регулируя и подачу воды, и подачу исходного материала.

В этом плане интересен подход, который видится в технологиях Цзинькэнь. Если посмотреть на описание их оборудования — электромагнетизм, ультразвук, гидравлическая пульсация. Это все — способы управления средой внутри аппарата. А среда эта — водно-рудная суспензия. Без точного знания и контроля расхода воды все эти продвинутые физические методы становятся слепыми. Ультразвуковая кавитация для разрушения сростков будет эффективна только при определенной скорости потока. Гидравлическая пульсация для отсадки — тоже. Получается, что расходомер потока воды — это не просто счетчик, а один из ключевых датчиков, обеспечивающих работу ?мозга? всей системы автоматической промывочной сепарации.

На одном из австралийских проектов, куда поставлялось китайское оборудование, я видел, как инженеры долго и мучительно ?притирали? алгоритмы управления новыми магнитными сепараторами. Основная проблема была именно в синхронизации работы питающих насосов пульпы, насосов добавочной воды и электромагнитных систем сепараторов. Датчики расхода воды стояли везде, но их показания нужно было увязать в единую логику с датчиками плотности, магнитной восприимчивости и даже с размером частиц (онлайн-анализаторы). Только когда эту связку выстроили, оборудование вышло на паспортные показатели по извлечению и качеству концентрата.

Практические советы по выбору и эксплуатации

Исходя из горького опыта, сформировал для себя несколько негласных правил. Во-первых, для оборотной воды, особенно в магнитном производстве, нужно сразу закладывать в проект расходомеры, устойчивые к абразиву и способные самоочищаться или иметь простейшую систему промывки. Часто выручают электромагнитные расходомеры с футеровкой из износостойкой резины, но, повторюсь, внимательно смотреть на содержание магнитных частиц — они могут влиять на работу сенсора.

Во-вторых, резервирование. На критичных участках, от которых зависит остановка секции (например, подача охлаждающей воды на электромагниты сепараторов), лучше ставить два прибора параллельно или, как минимум, иметь запасной, оперативно заменяемый модуль. Простой сепаратора из-за поломки датчика воды — это прямые убытки.

В-третьих, калибровка. Заводскую калибровку в полевых условиях нужно проверять. Идеально — проливным методом, хотя бы раз в полгода для ключевых точек. Потому что накипь, износ, отложения — все это меняет внутренний диаметр и характеристики потока. Мы как-то обнаружили, что три однотипных расходомера на трех параллельных технологических линиях показывают расхождение в 8% после года работы. После чистки и калибровки разница упала до 1.5%. А 8% на производительности линии — это серьезно.

И последнее — не гнаться за сверхточностью там, где она не нужна. Для контроля общего водопотребления предприятия подойдет и простой, надежный прибор. А вот для дозирования реагентов или управления процессом в аппаратах, подобных тем, что делает Цзинькэнь, точность и быстродействие выходят на первый план. Тут уже экономить на датчике — себе дороже.

Вместо заключения: вода как кровь процесса

В итоге, размышляя о расходомере потока воды, приходишь к простой, но важной мысли. В обогащении, особенно магнитном, вода — это не просто среда или растворитель. Это транспорт, это сила, разделяющая зерна, это инструмент для управления состоянием пульпы. И расходомер — это прибор, который позволяет эту силу измерить и, следовательно, подчинить. Без этого измерения любой, даже самый технологичный сепаратор, будь то китайский полностью автоматический комплекс или что-то еще, работает вслепую.

Поэтому, когда видишь новое оборудование, например, на том же сайте https://www.jinken.ru, с описанием сложных физических принципов работы, первым делом теперь смотрю, как в нем организован контроль гидравлических параметров. Есть ли встроенные датчики расхода, как заложено управление по ним. Потому что именно от этого, порой не самого дорогого узла, во многом зависит, будет ли эта машина просто железом, или станет тем самым инструментом, который поднимет и извлечение, и качество концентрата. Опыт, в том числе и негативный, учит, что мелочей в этом деле не бывает. И вода, точнее, ее учет и управление ею, — это одна из самых главных ?не мелочей?.