CC BY
30
© А.А. Лавриненко, В.П. Топчаев, Г.В. Федин, 2013
А.А. Лавриненко, В.П. Топчаев, Г.В. Федин
КОМПЛЕКС ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СДФР-1 СИСТЕМЫ ДОЗИРОВАНИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ ИМПУЛЬСНЫМИ ДОЗАТОРАМИ
Представлена информация о технических средствах, их взаимосвязи в процессе работы системы дозирования флотационных реагентов импульсными дозаторами
Ключевые слова: флотация, расход реагентов, импульсный дозатор, система дозирования
Одним из основных управляющих воздействий на процесс флотации является подача флотационных реагентов в камеры флотационных машин. Точки подачи реагентов распределены по технологическому процессу в соответствии с технологией процесса флотации. Количество точек дозирования может достигать нескольких десятков до сотни и более. Расходы флотационных реагентов укладываются в пределы от литра (малые расходы) до сотен литров в час (средние расходы).
На обогатительных фабриках цветной металлургии широкое распространение получили импульсные дозаторы ввиду их высокой надежности, простоты конструкции, высокой точности, простоты управления, малого потребления электрической энергии. Перечисленные достоинства в полной мере реализуются при использовании микропроцессорных систем управления и новых технических решений при конструировании таких систем.
Для реализации потенциальных возможностей импульсного дозатора необходимо с высокой точностью выдержать следующие параметры:
— цикл То работы дозатора,
— установленное время 1:0 открытого состояния дозирующего клапана в течение времени То,
— установленное давление на входе дозирующего клапана.
Предпочтительными клапанами для использования их в качестве дозаторов являются быстродействующие клапаны, имеющие равные время включения и время выключения. Иначе при задании 1:0 необходимо учитывать разность времени включения и выключения.
При конструировании канала дозирования реагента следует исключить взаимное влияние каналов дозирования. Это влияние возникает при питании двух и более клапанов из одного трубопровода малого сечения. Четырехканальная система дозирования изображена на рис. 1, где показаны БСУ-1-[1] блок стабилизации уровня реагента, АДИ-1 — блок аналитических дозаторов импульсных, УДР-16 — устройство управления импульсными дозаторами, расходомер Р, сигнал которого поступает на блок сбора аналоговых сигналов БВА-1 системы верхнего уровня.
Блок стабилизации уровня представляет собой поплавковый затвор и содержит цилиндрическую емкость с входным трубопроводом, поплавок и выходы для подключения дозаторов импульсных. При поступлении реагента в цилиндрическую емкость поплавок всплывает и перекрывает входное отверстие цилиндрической ёмкости. При открывании дозаторов импульсных АДИ-1 поплавок опускается, открывая входное отверстие. При отсутствии расхода реагента поплавок всплывает и перекрывает входное отверстие БСУ-1. В крышке БСУ-1 предусмотрено дроссельное отверстие, которое закрывается при достижении реагентом недопустимого уровня. Этим обеспечивается отсутствие возможного выхода реагента из БСУ-1.
Чувствительность АЬ/АИ изменения уровня в БСУ-1 при изменении уровня реагента в расходном баке определяется отношением У/О)2, где < диаметр входного отверстия, Э — диаметр поплавка, АЬ — изменение уровня реагента на входе дозатора, АИ — изменение уровня реагента на вход БСУ-1.
Блок дозаторов АДИ-1 располагается в металлическом корпусе, где также располагается электротехническая арматура. Соединение выходов БСУ-1 с дозирующими клапанами блока АДИ-1 обеспечивается химически стойкими трубками с помощью «быстрых» соединений. Выход реагента из каждого канала АДИ-1 происходит в воронку. Это гарантирует условия работы дозатора аналогичными условиям, при которых выполнялась калибровка каналов дозирования.
Рис. 1. Четырехканальная система дозирования реагента
Устройство управления импульсными дозаторами [2] построено на базе микроконтроллера Р1С16Р887, оснащено пленочной тактильной клавиатурой, цифробуквенным ЖКИ дисплеем и цифровым каналом связи с открытым протоколом. Число выходных каналов УДР — 8 или 16. УДР-16 формирует 8(16) сдвинутых по времени друг относительно друга периоди-
ческих двухступенчатых сигналов. Напряжение первой ступени — 28В, напряжение второй ступени — 12В. Первая ступень напряжения обеспечивает форсированное включение дозирующего клапана в течение 0.4с, вторая ступень — удержание его во включенном состоянии на заданное время. Применение такого способа управления позволило уменьшить потребление энергии в 4 раза и исключило необходимость стабилизации питающего напряжения в пределах ГОСТа на допустимые колебания первичного питающего напряжения. Отметим, что форсированное включение в любой момент времени происходит только одного дозирующего клапана, что существенно упрощает источник питания дозирующих клапанов.
Технологическое программирование УДР-16 осуществляется путем ввода следующих констант.
— Цикл работы дозатора — То — общий для всех каналов каждого УДР-16,
— длительность включения дозатора — каждого канала индивидуально,
— производительность дозатора — каждого канала индивидуально,
— разность времени включения и выключения дозирующих клапанов общая для всех каналов,
— номер УДР для цифрового канала связи — от 0 до 255.
Калибровка каждого канала дозирования выполняется по
месту установки дозатора АДИ-1 путем измерения расхода реагента, например, за 30 секунд и деления полученного расхода на 30. Секундный расход реагента вводится в граммах в секунду в режиме «ВВОД КОНСТАНТ» в УДР-16. Расход реагента по каждому каналу устанавливается в процентах ц от 0 до100 % максимального расхода, который определяется как расход реагента при полностью открытом клапане.
Нарастающий итог расхода реагента осуществляется путем суммирования расхода по соответствующему каналу. В приборе предусмотрена возможность сброса накопленного расхода
Работа с устройством УДР-16 осуществляется по графу в режиме «МЕНЮ». В ветви графа «ПРОСМОТР ТЕКУЩИХ ЗНАЧЕНИЙ» выполняется контроль накопительного расхода реагента по каждому каналу.
Система дозирования флотационных реагентов СДФР-1 Рис. 2. Система дозирования флотационных реагентов СДФР-1
Таким образом, с лицевой панели УДР-16 имеется возможность программирования работы 16 каналов дозирования. Эти же операции могут выполняться по цифровому каналу связи НБ-485 из верхнего уровня системы автоматизации (АСУТП) — с пульта оператора.
Для контроля работы оборудования системы дозирования предусмотрен расходомер Р суммарного расхода реагента. Предлагаемый способ контроля оборудования заключается в том, что в нормальном режиме функционирования системы дозирования суммарный расход реагента за один цикл То работы УДР-16 равен сумме (1=1, ...4) расходов, установленных по каждому каналу дозирования. Этот же расход должен быть и в показаниях выходного сигнала расходомера Р. Отклонения (в заданных пределах) в показаниях расходомера и суммы расходов, установленных по каждому каналу являются признаком неисправности оборудования системы дозирования.
Алгоритм контроля работы оборудования системы дозирования реализуется на верхнем уровне АСУТП.
При флотации руды во многих случаях требуется дозирование вести по расходу «твердого», поступающего в камеры флотационных машин. В этом случае дозирование осуществляется в граммах на тонну (г/т) и определяется выражением:
Ц = ( Ж*0тв/0тах*СУж.р.)*100 %, (1)
где ж — заданное по технологии соотношение г/т, 0тв — расход руды тонн в час, поступающий в камеру флотомашины. 0тах — максимальный расход жидкого реагента в час, С — массовая концентрация реагента, dж.р. — плотность жидкого реагента.
Для дозирования по количеству расхода твердого реагента в час следует воспользоваться выражением:
Ц = ( 0ч/0тах* С Ч,р.)*100 % , (2)
где — расход «сухого» (без жидкой фазы) реагента в час.
Массовая концентрация С «сухого» реагента в жидком реагенте обычно является известной. Она же является функцией плотности жидкого реагента и определяется выражением: С = Ус..РУУж.р...) Уж.р. - dж./dс.р. - dж.), (3)
где dc.pi., dx.pi. — плотность сухого и жидкого реагента соответственно, dж — плотность жидкости.
Формула (3) справедлива для вычисления количества «твёрдого» в пульпе в ограниченном диапазоне изменения плотности пульпы. 292
^руды руды./ ^ пульпы).(^ пульпы. ^ ж./ ¿руды (4)
Для вычисления массового расхода руды, поступающей в камеру флотационной машины, следует вести измерение плотности пульпы и входного потока пульпы в камеру флотационной машины.
При дозировании жидких реагентов более 1000 л/ч целесообразно задействовать два канала дозирования — один полностью открытый (содержащий дозирующий клапан или без него), который обеспечивает постоянный стабильный минимально допустимый расход реагента, а второй канал дозирования — регулируемый и непрерывно работающий.
Для дозирования быстро осаждающихся реагентов, например, известковых растворов, используются дозаторы, содержащие циркуляционный насос. Принцип работы такого дозатора заключается в том, что непрерывно циркулирующий поток реагента в каждом цикле на определенный интервал времени направляется в технологический процесс. Управление таким дозатором осуществляется устройством УДР-16. Приведенные выше расчеты для длительности включения дозирующего клапана в течение одного цикла работы справедливы и для рассматриваемого типа дозаторов.
Таким образом, представленная система дозирования флотационных реагентов с соответствующим оборудованием обеспечивает их высокоэффективную подачу в технологический процесс.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Патент РФ на полезную модель № 81349, Б.И. № 7 от 10.03.2009.
2. Патент РФ на изобретение № 2270980, Б.И. № 6 от 27.02.2006.
гатш
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ-
Лавриненко Анатолий Афанасьевич — доктор технических наук, зав. лабораторией, Институт проблем комплексного освоения недр РАН, lavrin_a@mail.ru
Топчаев Владимир Петрович — кандидат технических наук, генеральный директор ОАО «Союзцветметавтоматика,
Федин Георгий Васильевич — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией, ОАО «Союзцветметавтоматика», geofedin@yandex.ru
