Электромагнитный счетчик потока в стальной системе непрерывного литья для охлаждения воды.

Предыстория клиента

"интегрированный сталелитейный завод мощностью 2,5 миллиона тонн в год в Северном Китае выбрал завод Xi'an Qinwei Instrument Factory для решения постоянных проблем с измерением расхода в своих цепях непрерывной разливки и горячей прокатки. Завод эксплуатирует две машины непрерывного литья заготовок, производящие слябы толщиной 200 мм и 250 мм, а также стан горячей прокатки, который прокатывает до толщины 1,5 мм. Измерение расхода имеет решающее значение для нескольких контуров водоснабжения: вода первичного охлаждения для охлаждения кристаллизатора и сегментов в машине непрерывного литья, вода вторичного распыления, вода для удаления окалины под давлением 180 бар для черновой клети и рециркулирующая эмульсия для смазки валков в чистовой клети.

Система охлаждающей воды циркулирует примерно12 000 м³/ч по полузамкнутому контуру с градирнями и боковой фильтрацией. Качество воды является проблемой — рециркулирующая вода несет30–80 мг/л взвешенных твердых частиц включая мелкие частицы окалины оксида железа (металлическая окалина), следы гидравлического масла от утечек и остаточные растворенные твердые вещества, концентрирующиеся в циклах испарения.

Столкнувшиеся проблемы

• Помехи от магнитных частиц: Металлическая окалина (частицы Fe₃O₄ и Fe₂O₃) является ферромагнитной. Предыдущие электромагнитные расходомеры врезного типа испытывали снижение сигнала из-за накопления магнитных частиц на поверхностях электродов, образуя проводящий мост, который искажал измерение индуцированного напряжения. Точность снизилась с ±1% до ±5–8% в течение 2–3 недель эксплуатации при пиковой нагрузке.
• Абразивный износ: Вода для удаления окалины с высокой скоростью (до 8 м/с в трубах DN150), несущая частицы окалины, вызывала эрозию роторов турбинных расходомеров и поверхностей подшипников. Замена ротора требовалась каждые3–4 месяца со стоимостью 8 000 юаней за расходомер, при этом только на линии удаления окалины было установлено 8 расходомеров.
• Термический удар: Во время прерывистых операций разливки температура охлаждающей воды могла колебаться от 25°C до 80°C в течение нескольких минут при снижении расхода во время смены промежуточного ковша. Механические расходомеры испытывали заедание, вызванное тепловым расширением, что приводило к неровным показаниям или полному заклиниванию.
• Загрязнение эмульсией: Эмульсия масло в воде (содержание масла 3–5%) в контуре прокатного стана покрывала диафрагмы дифференциальных манометров, требуя очистки дважды в неделю. Годовая стоимость технического обслуживания 6 расходомеров контура эмульсии превышала95 000 юаней.

Условия работы на месте

Решение: Электромагнитный расходомер Xi'an Qinwei

Принцип измерения по закону Фарадея электромагнитных расходомеров Xi'an Qinwei принципиально не зависит от плотности, вязкости жидкости и наличия взвешенных твердых частиц — ключевых преимуществ в системах водоснабжения сталелитейных заводов. Гладкая трубка без препятствий исключает любую поверхность для накопления частиц окалины или загрязнения эмульсией.

• Лайнер из твердой резины (охлаждающая вода): Для линий охлаждающей воды большого диаметра DN400 лайнеры из твердой резины обеспечивают превосходную износостойкость к взвешенной металлической окалине при стоимости, значительно меньшей, чем у ПТФЭ. Рассчитаны на непрерывную работу при температуре до 80°C, что находится в пределах температурного диапазона охлаждающей воды.
• Лайнер из ПТФЭ (эмульсия): Антиадгезионная поверхность из ПТФЭ предотвращает прилипание масляной эмульсии и образование карбонизированных отложений от горячей прокатки. Химическая инертность гарантирует отсутствие набухания или деградации от попадания гидравлического масла.
• Электроды из Hastelloy C-276 (все точки): Универсально выбраны для условий сталелитейного завода благодаря комбинированной стойкости к хлоридному питтингу (от циклов охлаждающей воды), эрозионно-коррозионному износу (от потока, насыщенного частицами) и электрохимическим помехам (от блуждающих токов сварки, распространенных в сетях заземления сталелитейных заводов).
• Встроенный электрод заземления: Важен в условиях сталелитейного завода, где сильные электромагнитные поля от дуговых печей и станций металлургии ковшей могут вызывать синфазные помехи. Интегральный электрод заземления обеспечивает путь ссылки с низким импедансом, достигая соотношения сигнал/шум более 80 дБ даже в пределах 50 метров от работающих трансформаторов дуговых печей.
• Погружной датчик IP68 с выносным преобразователем IP67: Установки в подвалах машин непрерывного литья подвержены периодическим затоплениям из-за перелива шламовых ям. Датчики с классом защиты IP68 выдерживают временное погружение без повреждений. Выносные преобразователи устанавливаются на стойках с виброизоляцией на уровне глаз оператора.
• Modbus RTU через RS485: Цифровая связь устраняет проблемы с земляными петлями 4–20 мА, распространенные на сталелитейных заводах. Интерфейс Modbus обеспечивает ПЛК автоматизации Уровня 1 данными о проводимости в реальном времени и состоянии пустой трубы, позволяя автоматически регулировать скорость разливки на основе фактического расхода охлаждающей воды.

Место установки

Расходомер охлаждающей воды кристаллизатора DN400 был установлен на горизонтальном участке в 5 метрах ниже по потоку от выходного патрубка основного насоса охлаждающей воды, обеспечивая 15D прямого участка до и 8D после. Горизонтальная ориентация электродов (3 и 9 часов) предотвращает помехи от газовых пузырьков, выделяющихся из растворенного воздуха при падении давления. Для линии удаления окалины DN150, работающей под давлением 180 бар, был поставлен корпус расходомера из кованой углеродистой стали с фланцевым соединением Schedule 160, а преобразователь был установлен удаленно вне корпуса высокого давления. Виброгасящие опоры трубы были установлены в пределах 1 метра от обоих фланцевых соединений для изоляции расходомера от механических вибраций, вызванных насосом.

Результаты — 12 месяцев после установки

Рекомендация по продукту