[实用新型]湿法水泥产入窑料浆自控系统

说明书

本实用新型属于非电量流体的自控系统，特别是湿法水泥生产中当旋窑入窑料浆自上而下流动时的自控系统。

1998年颁布施行的国家标准GBJ93－86“工业自动化仪表工程施工及验收规范”第4.4.6条第2款规定“流量仪表在垂直安装在工艺管道上安装时，被测介质的流向应自下而上”。实践中垂直安装的工艺管道借助料浆泵对介质料浆产生的压力，将料浆注入工艺管道的下端口，迫使料浆自下而上流动。当选用磁流量计作为料浆流量测量仪表时，设置在工艺管道上的变送器受励磁电流作用，沿管道测量段径向产生磁场，同时在变送器测量电极上出现感应电压。由电磁流量计的基本工作原理可知，感应电压与料浆的平均流速和磁通密度之积成正比。其中，平均流速与流量呈比例关系，因此当磁通密度已知时，即可得到对应的流量数值。然而，上述公知技术有下列不足之处：（1）首先，沿管道的介质流体压强不是相等的，它自下而上逐渐减弱，流体流速也随着自下而上减小；而介质密度沿管道逐渐增大。其次，当被测介质是液固二相流体时，液体和固体颗粒之间存在速度差，而电磁流量计出厂标定时所用的流体介质通常是自来水。所以，除介质电导率分布不均引起的测量误差外，液固二相流体的速度差也会引起测量误差。（2）来自球磨机的介质料浆含有小颗粒的铁磁物质。铁磁物质密度分布没有一定规律可循，它导致了磁通密度在测量段上不均匀分布，直接破坏了磁通密度与励磁电流之间的一定比例关系。最终造成不能允许的测量误差。（3）为了提高测量精度而选用的小电流矩形波励磁的电磁流量计，以及它的变送器与转控器之间较长的连接电缆进一步影响了测量准确性。其一，励磁电流小，磁感应强度虽大大降低，但是感应电压也相应减弱。再者，当变送器与转换器之间输入输出阻抗不匹配时，在电缆上可能形成驻波，若转换器恰好处于波节上，信号很弱，信噪比降低。如果周围空间电磁场产生的干扰较强，就难以保证满意效果。其二，造成电缆分布电容加大，伴随矩形励磁电流而生的脉冲感应电压上升时间也加长。

本实用新型的目的在于设计一种当入窑料浆的流向沿垂直或倾斜管道自下而上时的自控系统。其重点在于减小铁磁物质对电磁流量计感应电压的影响，避免空间电磁场干扰以及提高料浆电气性质的均匀性。前者提高信号电流的信噪比，改善系统的静态品质和动态品质；后者减小料浆成分波动，供给检测单元较均匀的介质料浆，以保证流量检测正确。

本实用新型是这样实现的：包括测量入窑料浆流量的电磁流量计8、9；用内给定值或外给定值与电磁流量计流量信号比较，并进行函数转换的调节器11；操纵阀门调节流量的电动执行器12；以及与上述仪表连接的工艺管道5等，其特征在于：（1）在垂直或倾斜安装的工艺管道5上端装有使被测料浆电气性质均匀的稳浆桶4，（2）并且电磁流量计的矩形波励磁频率为8～20周／秒。（3）电磁流量计中，转换器9的前置放大器安装在变送器8接线盒内。（4）工艺管道5上电磁流量变送器的上下方安装有具减震功能的电绝缘管道7，上述控制系统。（1）稳浆桶4的上部呈圆柱形；其上端部外壁上有回流槽2、回流槽2围绕稳浆桶4，（2）桶内模档3支承的混流桶1，（3）稳浆桶4下部呈倒锥形，并与工艺管道5相连。上述控制系统电磁流量变送器8内，既可以连入电磁流量转换器9的前置放大器，也可以连入转换器9电路的其余部分。

图1是本实用新型示意图。

图2是本实用新型励磁电路原理图。

以下是实施例：包括电磁流量计的变送器8和转换器9，阻尼器10，调节器11，电动执行器12等。其特征在于（1）垂直安装的工艺管道5上端装有使被测料浆电气性质均匀的稳浆桶4。稳浆桶4的上部呈圆柱形；上端部外壁上有回流槽2，回流槽2围绕稳浆桶4；桶内钢质横档3上支承有混流桶1；稳浆桶4下部呈倒锥形，其锥度为45°，并与工艺管道5相连。（2）电磁流量计的矩形波励磁频率为8Hz。它在电路中这样实现：频率为50Hz的交流电压，经磁场耦合进入变压器次级线圈，再经二极管D单相半波整流和电阻R₁、R₂及R₃构成的分压限流电路后，50Hz的半波电信号进入施密特整形电路13。然后由十进计数分配器14和双JK触发器15构成6分频电路进行分频，并经与门电路16分离出一对反相电压，经光电隔离器17和差分放大电路18从而获得频率为8Hz的矩形波励磁电压信号。（3）在变送器8的接线盒内，装有LDz转换器9的前置放大器。此外，变送器8的上下方用法兰和螺栓安装了曲挠管7，管道5上部还有清洗阀6。

本实用新型有这样效果：（1）由料浆泵送到窑中的料浆，先冲入混流桶1内再通过横档3进行碰撞。不但使料浆动量减小。料浆得到缓冲，同时料浆分子之间相互碰撞，宜于获得均匀分布的料浆密度，还使料浆中夹带的气泡溅灭。为了使稳浆桶4压力和液面稳定，溢出的料浆回流槽2流走。（2）适当加大矩形波励磁频率并使它与料浆流速成一定比例关系。可以进一步减小测量误差。（3）转换器9的前置放大器设置在变送器8内，减小了空间电磁场对感应电压的干扰，提高了系统静态和动态品质。测试表明，该自动控制的精度为±2％。