摘要：官地選煤廠現(xiàn)有兩套密度控制系統(tǒng)使用的密度計為阿姆德爾高性能在線核子（數(shù)字）密度計，該種密度計源室中的放射性同位素源若保管、使用不當(dāng)，會對環(huán)境、人體產(chǎn)生很大的輻射傷害。為此，提出將傳統(tǒng)的放射源密度計升級改造為FMD78差壓式密度儀，介紹了FMD78差壓式密度儀的工作原理，分析了改造方案及FMD78差壓式密度儀安裝調(diào)試要點(diǎn)，改造完成后，選煤廠獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：FMD78差壓式密度儀;工作原理;安裝調(diào)試

0 引言

官地選煤廠于2001年3月開工建設(shè)，2003年4月建成，2006年1月正式掛牌投產(chǎn)，隸屬于西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，是一座年設(shè)計入洗能力達(dá)300萬t的選煤廠，選煤工藝采用預(yù)先脫泥分級重介質(zhì)旋流器分選+粗煤泥分選、細(xì)煤泥浮選的聯(lián)合工藝流程。其中，以入洗官地礦原煤為主的礦井型選煤廠主要生產(chǎn)原煤、噴吹煤、電精煤等產(chǎn)品，是西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司指定的噴吹煤生產(chǎn)基地，產(chǎn)品銷往國內(nèi)大型鋼鐵、電力企業(yè)。

官地選煤廠現(xiàn)有兩套密度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)使用的密度計為阿姆德爾高性能在線核子（數(shù)字）密度計，這種密度計源室中的放射性同位素源若保管、使用不當(dāng)，會對環(huán)境、人體造成很大的輻射傷害。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前在選煤生產(chǎn)過程中已廣泛使用差壓式密度儀，其穩(wěn)定性及精度能完全滿足密度控制要求。

本文對差壓式密度儀在官地選煤廠的應(yīng)用進(jìn)行了研究。為了簡化放射源的管理流程，我們經(jīng)過技術(shù)分析后，2019年7月官地選煤廠將傳統(tǒng)的放射源密度計升級改造為了差壓式密度計。FMD78差壓式密度儀通過近期的調(diào)試運(yùn)行，相較于傳統(tǒng)的放射源密度計，能將誤差控制在0.04 g/cm3以下，同時可省去使用放射源，環(huán)保監(jiān)測要求的換證、人員體檢等程序，每年可節(jié)省放射源管理費(fèi)用約30萬元。

1 工作原理

FMD78差壓式密度儀的工作原理：在實(shí)際壓力作用下，填充液將壓力傳輸至電阻橋路上（半導(dǎo)體技術(shù)），通過兩側(cè)過程隔離膜片發(fā)生形變，測量與差壓相關(guān)的橋路輸出信號，并進(jìn)行后續(xù)處理。多種隔膜密封系統(tǒng)的測量范圍為-10～10 kPa（-1.5～1.5 psi）到-4 000～4 000 kPa（-600～600 psi）;OPL單側(cè)最大測量范圍16 000 kPa（2 400 psi），OPL雙側(cè)最大測量范圍24 000 kPa（3 600 psi）;過程溫度范圍（過程連接處的溫度）為-70～400 ℃（-94～752 °F），其取決于填充液;分離型外殼的環(huán)境溫度范圍為-20～60 ℃（-4～140 °F）;FMD78差壓式密度儀的最高參考測量精度為設(shè)定量程的±0.075%。

FMD78差壓式密度儀的金屬膜片結(jié)構(gòu)如圖1所示。該型號差壓式密度儀具有穩(wěn)定性強(qiáng)、單側(cè)抗過載能力強(qiáng)的優(yōu)勢。

2 放射源密度計改造方案及FMD78差壓式密度儀安裝

2.1? ? 改造方案

在旋流器入料DN500 mm管道部分適當(dāng)位置安裝固定密度儀的配套法蘭及儀表;敷設(shè)信號電纜到集控室PLC柜，并與柜內(nèi)模擬量輸入模塊通過信號隔離器連接;修改PLC程序，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，運(yùn)行生產(chǎn)標(biāo)定檢驗(yàn)裝置是否達(dá)到設(shè)計要求。保留原來的放射源密度計，暫不拆除，與新裝差壓式密度儀進(jìn)行比較，保證其穩(wěn)定運(yùn)行后再投入實(shí)際生產(chǎn)使用，以免影響企業(yè)正常生產(chǎn)?？上冗M(jìn)行其中一套系統(tǒng)的改造，等系統(tǒng)運(yùn)行可靠后，再完成另外一套系統(tǒng)的改造。改造所需的主要材料、配件如表1所示。

2.2? ? 密度儀安裝及調(diào)試

2.2.1? 密度儀安裝

FMD78差壓式密度儀安裝示意圖如圖2所示。

（1）拆除原入料管;

（2）安裝新入料管;

（3）安裝303合介管，進(jìn)行FMD78差壓式密度儀密度儀調(diào)試。

2.2.2? ? 調(diào)試

FMD78差壓式密度儀的連接法蘭為DN80 PN1.6 MPa，安裝在合介泵出口到混料桶的主豎直管道側(cè)壁，安裝時要求上下管間距為150 mm，以防止堵塞。FMD78差壓式密度儀調(diào)試通過操作按鍵直接在儀表上校正因安裝位置引起的零點(diǎn)漂移。安裝位置不規(guī)范也會引起隔膜密封系統(tǒng)的零點(diǎn)漂移。儀表外殼的最大旋轉(zhuǎn)角度為380°。隔膜密封系統(tǒng)連接處出現(xiàn)粘附或堵塞現(xiàn)象時，應(yīng)使用法蘭和隔膜密封系統(tǒng)沖洗環(huán)，沖洗環(huán)可以安裝在兩側(cè)過程連接和隔膜密封系統(tǒng)之間。過程隔離膜片前端的粘附物可以被沖洗，通過兩個橫向的沖洗孔確保壓力腔室始終通風(fēng)。測量含固介質(zhì)時，例如臟液體，安裝分離器或排放閥有助于清除和去除固體沉積物。安裝三閥組或五閥組，無需中斷測量過程即可簡單進(jìn)行儀表的調(diào)試、安裝和維護(hù)。取壓管路的常規(guī)安裝要求符合DIN 19210標(biāo)準(zhǔn)“流體測量方式：差壓流量測量設(shè)備的差壓管道”或相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)。取壓管路的傾斜安裝角度應(yīng)至少為10%。戶外安裝取壓管路時，應(yīng)采取有效的防凍措施，例如在管路外部安裝電加熱帶的方法。電纜和連接頭向下放置，防止水汽滲入（例如雨水或冷凝水）。

FMD78差壓式密度儀中氧氣和其他氣體可以與油、油脂及塑料發(fā)生爆炸反應(yīng)。因此，必須采取以下預(yù)防措施：必須遵照BAM標(biāo)準(zhǔn)（DIN 19247）要求清洗所有系統(tǒng)部件，例如測量儀表;應(yīng)用氧氣過程中禁止超過指定的最高溫度和最大壓力;清洗最大壓力為16 000 kPa，氧氣應(yīng)用中的最高溫度為85 ℃（185 °F）。

3 工藝效果

官地選煤廠于2019年8月中旬改造完畢，8下旬，停用了放射源密度計，F(xiàn)MD78差壓式密度儀投入運(yùn)行。相較于使用放射源密度計，F(xiàn)MD78差壓式密度儀可將誤差控制在0.04 g/cm3以下，可滿足生產(chǎn)需要，省去了使用放射源，環(huán)保要求的換證、監(jiān)測、輻射人員體檢等程序，節(jié)約了大量的放射源管理費(fèi)用。

4 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

4.1? ? 經(jīng)濟(jì)效益

官地選煤廠通過采用FMD78差壓式密度儀，簡化了設(shè)備的管理和維護(hù)流程，經(jīng)濟(jì)效益顯著，每年可節(jié)約放射源管理費(fèi)用30萬元。

4.2? ? 社會效益

FMD78差壓式密度儀運(yùn)行平穩(wěn)、無輻射，成為了真正的環(huán)保型產(chǎn)品，有力保證了選煤廠的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。

5 結(jié)語

綜上所述，利用FMD78差壓式密度儀對現(xiàn)有放射源密度計進(jìn)行升級改造，可避免選煤廠發(fā)生輻射事故，減少輻射污染，為創(chuàng)建無放射源輻射的選煤廠提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

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收稿日期：2020-04-24

作者簡介：張培軍（1976—），男，山西晉城人，工程師，從事煤炭洗選加工工藝管理及機(jī)電設(shè)備維護(hù)改造方面的工作。