расходомер vzo

Когда слышишь ?расходомер ВЗО?, многие сразу представляют стандартный вихревой или электромагнитный прибор для воды. Но в обогащении, особенно на магнитных операциях, где гуляет пульпа с 60% твердого и кусками магнетита, всё иначе. Это не просто учет, а ключевой сенсор для управления промывкой. И здесь часто ошибаются, ставя серийные модели — они забиваются, стираются, показывают ерунду. Настоящий ВЗО для таких условий — это, по сути, кастомное решение.

Почему типовой расходомер не работает на выходе сепаратора

Возьмем классическую схему после барабанного сепаратора. Пульпа идет на сгущение или дальше на доводку. Казалось бы, ставь обычный электромагнитный расходомер и всё. Ан нет. Абразив. Частицы магнетита, особенно крупные, действуют как наждак. Стандартные футеровки камеры и электроды долго не живут.

Вторая проблема — неравномерность потока и пульсации. Из-за работы питателей или насосов плотность и скорость скачут. Простой расходомер усредняет, но для автоматизации промывки нужно видеть эти скачки в реальном времени, чтобы вовремя скорректировать подачу воды или магнитное поле. Я видел установки, где из-за этого теряли до 5% выхода концентрата — просто потому что сигнал с расходомера был слишком ?сглаженным? и система реагировала с опозданием.

И третий момент — магнитная природа самого шлама. Частицы магнетита могут создавать помехи для электромагнитных датчиков, если неверно подобрана частота тока или конструкция катушек. Бывает, что показания начинают ?плыть? при изменении магнитных свойств сырья, хотя расход физически не менялся. Это критично, когда точность нужна в пределах 1.5-2%.

Опыт интеграции с системами промывочной магнитной сепарации

Здесь я хочу отступить от чистого ВЗО и затронуть систему в целом. Мы как-то работали над модернизацией участка доводки на одном из сибирских комбинатов. Там стояли старые магнитные колонны, и управление было ручным. Задача была — поставить полностью автоматическую промывочную линию. Ключевым звеном стал именно расходомер ВЗО, но не один, а каскад: на входе пульпы в аппарат, на выходе концентрата и на выходе хвостов.

Сравнивая показания этих трех точек, система сама определяла эффективность сепарации в реальном времени. Если расход хвостов резко падал при том же входном потоке, значит, аппарат начинал перегружаться и терять магнетит — срабатывала автоматическая промывка. Раньше это делали по таймеру или ?на глаз?, что вело либо к перерасходу воды, либо к потерям.

Интересно получилось с выбором места установки. На выходе концентрата пульпа очень густая, под 70%. Ни один серийный расходомер не брал. Пришлось консультироваться с инженерами, в том числе из ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (их сайт — jinken.ru — полезно полистать, там много про физику процессов). Они как раз делают упор на полностью автоматические системы, где контроль потока — основа. Мы в итоге поставили специальную камеру с усиленной керамической футеровкой и увеличенным зазором, чтобы уменьшить скорость потока и износ. Да, немного потеряли в точности на мгновенных значениях, но зато получили стабильный сигнал без постоянных простоев на чистку.

Провальные попытки и неочевидные детали

Не всё, конечно, шло гладко. Была история, когда попробовали поставить ультразвуковой корреляционный расходомер. Технология модная, бесконтактная, в теории идеальна для абразива. Но не учли, что в пульпе постоянно есть микропузырьки воздуха от перемешивания и падения с высоты. Ультразвук от них рассеивался, и через пару часов работы прибор начинал выдавать случайные числа. Пришлось снимать.

Еще один тонкий момент — температура. Зимой в неотапливаемых помещениях пульпа может остывать до +2...+5°C. Вязкость меняется, и электромагнитный расходомер ВЗО, откалиброванный на +20°C, начинает врать. Причем нелинейно. В паспорте на это редко обращают внимание, но на практике приходится либо греть участок трубы до стабильной температуры, либо вносить поправку в программу контроллера, завязанную на показания отдельного термодатчика. Мелочь, а без нее весь смысл автоматизации теряется.

Или вот установка. Кажется, что поставил по инструкции — 10 диаметров прямой трубы до и 5 после. Но если до расходомера стоит задвижка или колено, которые создают несимметричное завихрение, этих диаметров может не хватить. Пульпа — не вода, она хуже выравнивается. Мы настраивали эмуляцию потока на воде, а на реальной пульпе погрешность была втрое выше. Пришлось методом проб удлинять прямой участок.

Связь с качеством концентрата и экономикой процесса

В конечном счете, зачем всё это? Чтобы повысить Fe в концентрате и снизить потери. Автоматика, завязанная на точные данные по расходу, позволяет поддерживать оптимальную плотность пульпы в сепараторе. Если плотность слишком высокая, вода не успевает промывать зерна, и в концентрат идет пустая порода. Если слишком низкая — падает производительность, увеличивается расход воды и теряется мелкий магнетит.

Тот же ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии в описании своих полностью автоматических промывочных сепараторов прямо указывает, что система управляет процессом на основе данных о расходе и плотности. Это не маркетинг — без точного расходомера такая система просто слепа. Я видел отчеты с их внедрений на китайских рудниках: увеличение содержания железа в концентрате на 2-3 процентных пункта только за счет стабилизации гидродинамики. А это — прямая добавленная стоимость.

Для среднего рудника даже 0.5% потерь магнетита в хвостах — это тысячи тонн в год. Хороший, правильно подобранный и интегрированный расходомер ВЗО окупается за несколько месяцев. Но важно считать не стоимость самого прибора, а стоимость решения ?под ключ?: с учетом особой конструкции, материалов, системой калибровки и интеграции в АСУ ТП. Дешевый серийный датчик, который выйдет из строя через полгода или будет врать, обойдется в итоге дороже.

Взгляд в будущее: что еще можно выжать из сигнала расходомера

Сейчас мы подходим к тому, что сигнал с расходомера — это не просто число в м3/ч. Его динамика, спектр пульсаций — это богатый источник данных о состоянии всего участка. Например, по нарастанию высокочастотных шумов можно предсказать износ крыльчатки питающего насоса. Или по изменению характера пульсаций — определить начало сводообразования в бункере.

Некоторые продвинутые системы, вроде тех же от Цзинькэнь, уже используют сложные алгоритмы для анализа формы сигнала. Это следующий шаг. Расходомер становится не только измерителем, но и диагностическим зондом. Правда, для этого нужны модели, обученные на большом количестве данных с конкретной фабрики. Универсальных решений тут нет и быть не может — слишком сильно отличаются свойства руды, даже в пределах одного месторождения.

Так что, если говорить о расходомере ВЗО в контексте магнитного обогащения, то это давно уже не просто ?трубка в линии?. Это интеллектуальный сенсор, от выбора и настройки которого зависит эффективность дорогостоящего основного оборудования. И подход здесь должен быть не со стороны КИП, а со стороны технологии обогащения. Нужно понимать, что течет, зачем мы это меряем и как на основе этих измерений будем управлять процессом. Без этого любая автоматизация — пустая трата денег.