自动化计量在选矿用水中的应用

1、 第 21 卷第 3 期2007 年 9 月 江西有色金属 Jiangxi Nonferrous MetalsVol.21,No.3Sep. 2007文章编号: 1005- 2712(2007)03- 0014- 03自动化计量在选矿用水中的应用武四平 (宜春钽铌矿,江西 宜春 336003)摘要: 为循环利用水资源，根据矿山各级水泵的运行状态，分析超声波流量计的特点，选择插入式传感器应用在 选矿厂供用水管路上，结合组态软件的编程特点，进行自动化计量，达到选厂各班各时段用水情况实时查询及统计 分析的目的。 关键词: 超声波流量计; 选矿厂; 水计量; 自动化 文献标识码: A中图分类号:TD9

2、28.6由两个换能器交替发射或接收超声脉冲信号，通过超声信号传递的时间差测量管道中的介质流速，以积分法在微计算机中自动算出管道中的介质流量。因此，超声波流量计的探头可直接安装于管道外壁， 随时检测管路各点的流量，除适用于大口径的管道外，对于一般管道也是一种很好的检验和辅助检测手段。同时安装了用于观测储水池水位的液位计，通过转换器的 485 接口用电缆把 10 台仪表的信号汇集到选矿中央控制室，利用组态软件设计出水计量系统，对计量数据保存到数据库，通过软件可查询到各管路各小时的供、用水量，并且将程序设计为三班自动倒 班，分别对 3 个班组进行全自动计量。 该矿选用的 MLF- 100H 系列超声

3、波流量计，其技术参数见表 1。该流量计具有三大技术特色： 表 1 MLF- 100H 型技术参数 0引言宜春钽铌矿采用重力选矿方法，用水量比较大， 仅磨重车间用水量就达 400 t/h 左右。为循环利用水资源，节能降耗，及时了解各水泵的运行状态，提高员工多回收水与节约用水的积极性，实施自动化计量可为降低生产成本、加强水资源管理提供一系列分析数据。 1储水池分布情况 选矿厂储水池共有 4 个供水点和 4 个出水点， 它们的具体情况如下。4 个供水点分别是：!45 m 浓 密机回水 （DN350，v=0.3 2.16 m/s）;!30 m 浓密机 （DN350，v=0.31.3 m/s）;庙下水源

4、地(明渠, v=0.3 3.0 m/s);幸福亭水源(DN600，v=0.51.06 m/s)。4 个出 水点分别是:破碎用水（DN200，v=0.32.46 m/s），其中一路用多级泵扬送至 200 t 高位水池,再分为两路用水： 破碎机用水（DN200，v=0.152.10 m/s）与冲矿 池等用水 （DN150，v =0.15 2.5 m/s）)； 泥矿用水 （DN125，v=0.3 1.13 m/s）； 磨重用水 （DN600，v = 0.150.68 m/s）；细泥用水（DN200，v=0.150.35 m/s）。 2 系统设计 考虑流速的测量范围、安装与维护的方便、计量 的精度与适

5、用水质等因素，选用了管内无检测部件， 无水头损失的超声波流量计来计量。超声波流量计 管径范围mm流速范围m/s准确度级 电缆长度m安装方式测量液体水、河水、海水、石 油、化学液体及其他均质液体 管段式202 0000120.55500804 0000121.05500插入式外夹式204 0000121.55300（1）特点； 传感器具有强度高、耐腐蚀、不易结垢等（）2流量计系微功耗、数字化设计，采用微功耗收稿日期: 2007- 01- 25作者简介: 武四平（1969- ），男，江西高安人，工程师，研究方向为矿山自动化、企业信息化。 15第 3 期武四平: 自动化计量在选矿用水中的应用 硬件及

6、软件设计，对超声波信号进行数字发射、数字接收和数字分析，达到了全面的数字化设计，仪表能适应工业现场的恶劣环境，测量准确可靠，整机功耗小于 0.5 W； （3）该机具有卓越的计量和管理功能。 在软件设计上，除采用先进的分析和计量技术， 保证准确的计量外，还设计了先进的管理功能，能在任何时间查阅前 10 a 任何时候的仪表运行情况，包括平均流量、累计流量、上电和断电等。流量计由转换 器、传感器和连接电缆组成，转换器依据安装方式可分壁挂式、盘装式等，其传感器也分为管段式、插入式、外夹式。该矿采用了（CR- 1 型）插入式传感器，安装过程中不需停产，利用专用钻孔工具在管壁上钻孔，将传感器插入管内壁 5

7、 mm。这种传感器适合管内壁结垢严重和流体含气的测量环境。 585457305收缩段扩散段喉道图 2巴歇尔槽槽体示意图 该矿的储水池为两个连通的水池,1# 水池直径为 29.80 m，2# 水池直径为 29.60 m，两水池面积总和 为 1 384.897 m3。计算其精度过程如下： （1）供水 979.127 m3，用水 576.839 m3，水池容量变化增加 405.805 m3， 精度=(979.127 - 576.839 - 405.805)/979.127=- 0.4%； （2）供水 996.020 m3，用水 1039.831 m3，水池容量变化减少 66.475 m3，精度=(9

8、96.020 - 1039.831 + 66.475)/996.020=2.3%； （3）供水 711.043 m3，用水 656.079 m3，水池容量 变化增加 73.399 m3， 精 度 =(711.043 - 656.079 -73.399)/ 711.043=- 2.6%。 因该计量系统中有两根小水管未纳入计量，对精度略有影响，但从该次计量数据分析来看，其精度符合钽铌矿要求不超过 3%误差。 4 数据检测 整个工程完工后，同一天对该系统进行了 3 次测试，数据详见表 2、表 3、表 4。 表 2 水池液位 3.807 m 时测试数据 3安装要求 该流量计应安装在直管段内，其长度视具

9、体现场取不同值，要求直管段部分表面平滑、较新，圆度较好。首选液体向上（或斜向上）流动的竖直管路，尽量避开液体向下（或斜向动的管路，防止液体不满管，详见图 1。测量点不能选在管路走向的最高点，防止管路内因有气泡聚集而造成测量不正常。当安装材质为可焊材料时，则焊接上一个由厂方提供的金属底座，当材质为不可焊时，可使用厂方提供的专用卡具，然后再进行钻孔安装传感器。 不宜选用的位置液体方向优选位置优选位置不宜选用的位置 液体方向液体方向优选位置图 1安装位置 该计量系统中还有一处系明渠进水，选用了MLF- 900 超声波明渠流量计，其采用液位传感器来测量明渠中水堰槽的液位高度，再按相应水堰槽的水位流量关

10、系，从而得出明渠流量。这种仪表从电路设计上充分考虑了复杂的工业现场，采用数字分析技术，测量准确、可靠。根据明渠的流量范围在 093 m3/s，采用了巴歇尔槽（如图 2），应用钢板设计了一个槽体嵌入明渠内。这种槽体安装简便， 可以不停产、不停水在线安装，同时无压损的限制。这种槽体计量方式还可应用在污水治理排放渠，城 市供水引水渠，火电厂冷却水引水和排水渠，工矿企业废水以及水利工程和农业灌溉等地方。 取样时间: 10:12:0612033011422376381供水 用水 瞬时流量 累计流量 地点 m3/hm3瞬时流量 累计流量 地点 m3/hm3庙下水源地 408.580 136 133.184

11、30 m 回 水 0.000 116701.76745 m 回水 276.150 339 908.681幸福亭水源 0.000358.053破碎用水 2.050 70 575.934泥矿用水 1.600 29 801.523磨重用水 345.820 536 030.271细泥用水 16.590 43 808.669 江西有色金属16第 21 卷表 3 水池液位 4.100 m 时测试数据 表 4 水池液位 4.052 m 时测试数据 取样时间: 11:45:18从表 2、表 3、表 4 中的测试数据可知，利用流量计对进出水互相校正，计量精确，使用方便，满足设计要求。 取样时间: 14:24:1

12、1RS- 485 转 RS- 232 板卡送入工控机进行处理。并利用工控组态软件的网络版进行网上发布，这样在局域网上的工作用机就能快速、方便的查询各班分时的用水量。实时的水池液位设置了最高与最低的限位声光报警，为管理人员关注储水池的水量起到了辅助管理作用。 5 结语宜春钽铌矿用数据线将所有转换器（RS- 485 接口）的输出接口并联送入选矿中央控制室，并通过 The Automatic Measuring Application on Process Water of Mill RunWU Si- ping(Yichun Guimaraesite Mine, Yichun 336003, Ch

13、ina)Abstract: To circulatly use the favorable water resources according to the gravitational segregation mine s water pumps running status all levels. We apply ultrasonic flux appliance to automatization of measuring at supply and outflow on process water at mine, and use configuration software to d

14、esign programme, make report forms on pro- cess water to reach the goal of realtime inquiry and the statistical analysis in various group and time about water used in the factory.Key words: ultrasonic flux appliance; ore process factory; water measuring; automation.( 编辑: 刘忠洪)!供水 用水 瞬时流量 累计流量 地点 m3/hm3瞬时流量 累计流量 地点 m3/hm3庙下水源地 219.120 137 394.816!30 m 回水 144.020 116 866.551!45 m 回水 187.200 340 457.412幸福亭水源 0.000358.053破碎用水 163.500 70 664.394泥矿用水 41.070 29 811.374磨重用水 337.330 537 479.082细泥用水 25.280 43 878