электромагнитный расходомер всэ м

Когда слышишь ?электромагнитный расходомер ВСЭ-М?, многие сразу думают о стандартных задачах – учет воды, щелочи, пульпы. Но в обогащении, особенно в магнитной сепарации, это совсем другая история. Частая ошибка – ставить его как отдельный измерительный прибор и забыть. На деле, его показания напрямую влияют на дозирование реагентов, работу промывочных узлов и, в конечном счете, на грейд концентрата. Если расход по нему ?пляшет?, можно всю флотацию или магнитную промывку угробить, получив на выходе продукт с превышением кремнезема. Сам сталкивался, когда на одной из фабрик пытались сэкономить, поставив дешевый аналог на питание в секцию дообогащения – колебания в 5-7% по расходу пульпы привели к нестабильности магнитного поля в сепараторе и просыпам хвостов. Пришлось разбираться.

Место ВСЭ-М в контуре промывочной магнитной сепарации

Вот возьмем, к примеру, технологическую линию с полностью автоматической промывочной магнитной сепарацией, которую продвигает, скажем, ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии. У них сайт jinken.ru, кстати, где хорошо видно, что они фокус делают на комплексные решения. Так вот, в их схемах электромагнитный расходомер редко стоит один. Он обычно в паре с датчиком плотности, и эта пара данных – основа для управления клапанами подачи промывочной воды и отсечки магнитного продукта. Если расходомер врет по фазе (имею в виду, индукционный сдвиг сигнала), автоматика начинает открывать воду не вовремя. Результат – переразжижение пульпы, падение эффективности отделения магнетита. Это не теория, на одном из сибирских ГОКов именно так и было, пока не откалибровали всю систему по реальному эталону – проливной мерной установке на месте.

Еще нюанс – материал электродов. В паспорте на ВСЭ-М часто пишут ?нержавеющая сталь? и все. Но для агрессивных сред, особенно если в пульпе остатки флотационных реагентов или повышенная кислотность после десорбции, этого мало. Видел случаи точечной коррозии на электродах после полугода работы в цикле дообогащения хвостов. Сигнал начинал затухать, приходилось постоянно ?подкручивать? усиление на преобразователе, что, естественно, снижало общую точность. Выход – или заказывать исполнение с хастеллоем, что дорого, или ставить его на участки с максимально стабильным химическим составом, например, на главный циркуляционный поток после первичных барабанных сепараторов, но до промывочных машин.

Именно поэтому в описании оборудования от Цзинькэнь Технологии акцент на полную автоматизацию. Это подразумевает не просто наличие датчиков, а их грамотную интеграцию. Электромагнитный расходомер ВСЭ-М здесь – не поставщик данных для отчета, а источник сигнала обратной связи. Его показания по расходу пульпы в реальном времени используются для корректировки скорости подачи в пневматическую или перемешивающую промывочную машину. Если расход падает – значит, где-то затор или забился гидроциклон на питании; система должна не просто зафиксировать это, а дать команду на увеличение оборотов питающего насоса или переключить на резервную линию. Без надежного расходомера такая автоматика слепа.

Проблемы монтажа и ?нулевой? сигнал

Казалось бы, что сложного – поставил на прямой участок трубы, заземлил, запустил. На практике – половина проблем из-за монтажа. Правило ?10 диаметров до и 5 после? для ВСЭ-М в горно-обогатительной практике часто нарушается из-за нехватки места. Ставили как-то на обводную линию, где было всего 3 диаметра после насоса и сразу колено. Расходомер постоянно ?шумел?, показывал хаотичные скачки при запуске мощных магнитов на соседней секции. Пришлось экранировать сигнальный кабель и делать отдельное контурное заземление, независимое от общего заземления корпуса аппарата. Помогло, но не полностью. Вывод – в проекте цеха под такие вещи нужно место закладывать сразу, а не впихивать потом.

Отдельная головная боль – ?нулевой дрейф? на малых расходах. В технологиях, где используется, например, серия промывочных машин магнитной флотации, циклы могут быть пульсирующими. Есть момент, когда основной поток перекрыт, идет только тонкая струйка промывочной воды. ВСЭ-М, если он неверно подобран по диапазону (поставили на 0-500 м3/ч, а текущий расход 2 м3/ч), может показывать ноль или, что хуже, отрицательные значения. Автоматика воспринимает это как аварию, может остановить секцию. Решение – либо каскад из двух расходомеров на разных диапазонах (дорого и громоздко), либо использование моделей с улучшенной низкорасходной характеристикой и настройка порога срабатывания в контроллере с учетом инерционности процесса. На одном из предприятий, где использовалось оборудование Цзинькэнь для оптимизации процесса обогащения, эту проблему решили, встроив алгоритм усреднения показаний за 30 секунд для управления клапанами, что сгладило ложные срабатывания.

Зимняя эксплуатация в неотапливаемых помещениях – тоже испытание. Если измеряемая среда – пульпа с высоким содержанием твердого, есть риск ее застывания в измерительной трубе расходомера при простое. Стандартная рекомендация – слив. Но если это критичный участок, слив означает остановку. Видел реализацию с греющим кабелем, обмотанным вокруг фланцев и измерительного участка. Помогает, но увеличивает энергопотребление и требует контроля. Инженеры с того же jinken.ru в одном из проектов для Камеруна предлагали вариант с установкой ВСЭ-М в небольшом утепленном боксе с принудительным подогревом воздуха от общей системы, что оказалось надежнее.

Калибровка и поверка в полевых условиях

Паспортная точность – это хорошо, но в цеху она быстро ?уплывает?. Особенно на абразивных пульпах. Износ футеровки измерительной камеры, микроцарапины на электродах – все это меняет электрическую проводимость участка и влияет на сигнал. Периодическая поверка по месту – must have. Но как ее делать, если нет возможности снять расходомер и отправить на стенд? Применяем метод ?пролива? по мерной емкости для участков с самотеком. Для напорных участков сложнее – иногда помогает временная установка ультразвукового клипсового расходомера на тот же участок трубы для сравнительных замеров. Не эталон, конечно, но тренд улавливает и позволяет понять, ?врёт? ли ВСЭ-М и насколько.

Важный момент, который часто упускают – калибровка ?нуля?. Ее нужно проводить при заполненной трубопроводной системе, но при полной остановке потока. В условиях непрерывного производства такое окно выловить сложно. Налаживали мы систему на железорудном комбинате, где использовалась полностью автоматическая промывочная магнитная сепарация. Остановка одной линии на даже 20 минут – это потеря тонн концентрата. Пришлось договориться на плановый останов на регламентные работы, подгадать момент, когда насосы выключены, но трубы еще полны, и быстро провести процедуру для всех критичных расходомеров в секции. Без этого даже новые электромагнитные расходомеры давали систематическое смещение в +1.5%.

Есть и субъективный фактор – недоверие операторов к показаниям ?электроники?. Бывало, оператор видит на экране SCADA один расход, а по своему опыту ?на глаз? (глядя на струю в открытом лотке) ему кажется, что должно быть иначе. Он начинает вручную подкручивать задвижки, ломая весь алгоритм. Поэтому важно, чтобы монтаж и первичная настройка проводились с его участием, с наглядными объяснениями и проверками. Когда он сам увидит, что при заданном по расходомеру значении плотность концентрата на выходе из сепаратора стабильно держится в кондиции, доверие появляется. Технология тогда работает как часы.

Интеграция с системами управления и опыт импортозамещения

Современные ВСЭ-М, как правило, имеют выходные сигналы 4-20 мА и импульсный, часто с поддержкой протоколов типа HART или даже Modbus. Казалось бы, подключил к PLC – и управляй. Но на старых фабриках, где как раз и идет активная модернизация с установкой, например, автоматических электромагнитных илоотделителей или новых промывочных машин, часто стоят системы управления прошлого поколения. Возникают сложности с интеграцией. Приходится ставить промежуточные преобразователи сигналов или даже использовать аналоговый выход в паре с частотным преобразователем для управления насосами. Это дополнительное звено – дополнительная точка потенциального отказа.

В свете последних лет многие задумываются об импортозамещении. Отечественные аналоги ВСЭ-М есть, но их применение в столь ответственных контурах, как управление процессом магнитного обогащения, где ключевую роль играет стабильность, – вопрос острый. Опыт замены импортного расходомера на один из российских на линии питания флотационной машины (не на основном, на контрольном) показал, что по базовой точности разницы нет. Но нарекания вызвала устойчивость к вибрации от соседнего оборудования – через пару месяцев появился дребезг сигнала. Производитель доработал крепление измерительного блока, проблема ушла. Вывод – аппарат может быть хорош, но его нужно ?обкатывать? в конкретных условиях, на не самых критичных участках сначала. Компании-интеграторы, типа ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии, которые поставляют комплексное оборудование, часто сами проводят такие испытания, подбирая оптимальную связку датчиков под свою автоматику, чтобы в итоге гарантировать ту самую значительную эффективность повышения качества концентрата, которую заявляют.

Кстати, о зарубежном опыте. На сайте Цзинькэнь указано, что их оборудование работает в Австралии, Перу. Там климатические и регламентные требования жестче. Подход к приборам учета, в том числе и к электромагнитным расходомерам ВСЭ-М, соответствующий – обязательные регулярные калибровки с аттестацией, дублирование критичных измерительных линий. Этот опыт полезно перенимать. У нас же часто работает по принципу ?пока не сломалось – не трогай?. Но в современном обогащении, где все завязано на эффективность и выход продукта, такой подход ведет к прямым финансовым потерям.

Вместо заключения: расходомер как индикатор здоровья системы

Так что, возвращаясь к началу. Электромагнитный расходомер ВСЭ-М в горно-обогатительном цикле – это не просто счетчик кубометров. Его поведение – ранний симптом многих проблем: от износа насосных крыльчаток и зарастания трубопроводов до сбоев в работе реагентного хозяйства или изменений в гранулометрическом составе исходной руды. Научиться ?читать? его показания в динамике, понимать, что стоит за кратковременным всплеском или плавным спадом расхода – это уже уровень продвинутого технолога или инженера АСУ ТП.

Поэтому при проектировании новых линий или модернизации старых, будь то с оборудованием от китайского лидера вроде Цзинькэнь Технологии или любого другого, на выбору точек установки, модельного ряда и систем резервирования этих приборов нужно уделять времени не меньше, чем выбору основного сепарационного оборудования. Потому что от этого выбора зависит, будет ли работать сложная физическая технология обогащения – с ее электромагнетизмом, гидравликой, пневматикой – как отлаженный оркестр, или как группа музыкантов, каждый из которых играет в своем ритме. А разница в результате – это десятки, а то и сотни тысяч тонн качественного или некондиционного концентрата в год. Мелочей здесь нет.