Ключевые критерии выбора дифференциального преобразователя давления для горных работ

Измерение перепада давления на горных объектах обычно применяется для контроля перепада давления на фильтровальных рукавах систем пылеулавливания, потерь давления в вентиляционных трубопроводах, вспомогательного определения уровня материала в бункерах, перепада давления в герметичных пространствах и измерения уровня жидкости. По сравнению с обычными промышленными объектами, оборудование в горнодобывающих районах, как правило, эксплуатируется в условиях высокой запыленности, непрерывной вибрации, колебаний температуры и влажности, а также электромагнитных помех. Ориентация только на диапазон измерения или точность часто не позволяет обеспечить долгосрочную стабильную работу.

При выборе необходимо одновременно учитывать измеряемый объект, место установки, характеристики среды, классификацию опасных зон и условия технического обслуживания. Особенно в подземных угольных шахтах, системах транспортировки угольной пыли, углеобогатительных цехах или зонах с горючими газами и пылью тип взрывозащиты должен соответствовать опасной среде на объекте, классификации зоны и требованиям к сертификации всего оборудования. Нельзя заменять требования по взрывозащите обычной степенью защиты.

Для специалистов по контролю качества и управлению безопасностью рациональное решение обычно заключается не в выборе максимально высоких параметров, а в достижении баланса между соблюдением требований безопасности, стабильностью измерений, удобством обслуживания и затратами на протяжении всего жизненного цикла. Перед закупкой рекомендуется уточнить нормальный перепад давления, максимально возможное избыточное давление, температуру среды, размер частиц пыли, источник вибрации и способ подключения сигнала.

Сначала определите задачу измерения и границы диапазона

Перепад давления на фильтровальных рукавах пылеуловителей обычно относится к области низких перепадов давления; распространенные диапазоны регулирования могут составлять 0～1kPa, 0～2kPa, 0～5kPa или 0～10kPa. При слишком большом выбранном диапазоне фактическая рабочая точка будет сосредоточена в начальной части диапазона, что снижает разрешение индикации и чувствительность регулирования; при слишком малом диапазоне пусковые и остановочные удары, засорение или процесс импульсной продувки могут вызвать повреждение от избыточного давления.

Как правило, нормальный рабочий перепад давления можно устанавливать в диапазоне 30%～70% полной шкалы с резервом по кратковременному давлению не менее 1.5 раза. Для применений на выходе вентиляторов, в протяженных воздуховодах и импульсных трубопроводах также следует различать статическое давление, перепад давления и допустимое одностороннее избыточное давление, не приравнивая диапазон перепада давления непосредственно к способности выдерживать давление.

В качестве выходного сигнала предпочтительно использовать 4～20mA: двухпроводная цепь обладает высокой помехоустойчивостью и подходит для передачи на большие расстояния в горнодобывающих районах; при необходимости подключения к интеллектуальной системе управления можно выбрать способы связи, такие как RS485, в соответствии с протоколом системы. Питание, экранирование кабеля, способ заземления и конфигурацию барьеров искрозащиты следует определить еще на этапе выбора прибора.

Конструкция и монтаж в условиях высокой запыленности

Защита от пыли не должна оцениваться только по степени IP

Степени защиты IP65, IP66 или выше главным образом отражают способность корпуса прибора защищать от твердых посторонних предметов и воды, но не могут напрямую гарантировать отсутствие накопления пыли во входах отбора давления, соединениях и внутри трубопроводов. После попадания горной пыли в камеру давления или импульсную трубку может постепенно образоваться засорение, вызывающее запаздывание, дрейф выходного сигнала или даже длительное сохранение ошибочных значений.

Для сухой пыли можно использовать короткие импульсные трубки с понятной трассировкой, размещать точки отбора давления вне зон прямого воздействия материала и предусматривать в подходящих местах запорные клапаны и условия для продувки. Для условий с влажной пылью, разбрызгиванием шлама или высоким риском конденсации следует оценить применение мембранных разделителей, выносных конструкций или компонентов отбора давления с защитой от засорения, чтобы уменьшить вероятность прямого попадания среды в полость датчика.

Место установки прибора должно находиться вдали от точек падения материала, точек перегрузки ленточных конвейеров и зон очистки под высоким давлением. Для кабельного ввода корпуса следует использовать взрывозащищенные кабельные вводы или герметичные соединители соответствующей спецификации, а неиспользуемые кабельные вводы должны быть надежно заглушены. Для наружных или промываемых зон также необходимо учитывать влияние затекания дождевой воды, конденсата и коррозионных газов на клеммы подключения.

Импульсная система требует более регулярной проверки, чем сам прибор

При неточном измерении дифференциальным преобразователем давления неисправность не обязательно находится в самом датчике. Различная длина импульсных трубок с обеих сторон, неодинаковая степень накопления пыли и дисбаланс уровня конденсата могут вносить дополнительный перепад давления. В условиях низкого перепада давления даже дополнительная погрешность в несколько десятков паскалей может повлиять на оценку засорения фильтровальных рукавов или результаты расчета расхода воздуха.

На этапе проектирования рекомендуется предусмотреть интерфейсы для удаления загрязнений, отвода конденсата и проверки, чтобы обслуживающий персонал мог выполнять проверку трубопроводов без демонтажа основного корпуса. Для систем пылеулавливания с частой импульсной продувкой необходимо уделять особое внимание скачкам давления в момент продувки и при необходимости снижать влияние пульсаций на измерительный элемент с помощью демпфирующих мер.

Периодичность обслуживания может определяться с учетом концентрации пыли и режима работы оборудования. В зонах высокой нагрузки проходимость импульсных линий можно проверять каждые 1～3 месяца, а в обычных зонах — в рамках ежеквартальных обходов; при обнаружении аномальных колебаний выходного сигнала, смещения нуля или явного несоответствия фактическим условиям на объекте следует в первую очередь проверить точки отбора давления и трубопроводы, а не сразу заменять прибор.

Как обеспечить стабильность сигнала в условиях сильной вибрации

Комплексный контроль жесткости монтажа, способа подключения и электронной конструкции

Вблизи дробилок, вибрационных грохотов, вентиляторов, насосных агрегатов и ленточных конвейеров длительная механическая вибрация может приводить к ослаблению соединений, усталости паяных соединений и плохому контакту клемм. Дифференциальный преобразователь давления не следует непосредственно закреплять на раме с сильной вибрацией; предпочтительно использовать относительно устойчивые кронштейны, стены или независимые приборные стойки, обеспечив достаточную жесткость монтажной поверхности.

Если на объекте невозможно удалить прибор от источника вибрации, можно использовать виброизолирующие монтажные кронштейны, металлические гибкие шланги или импульсные соединения рациональной длины, однако меры виброизоляции не должны вызывать колебание, износ или накопление жидкости в трубопроводах. После завершения монтажа необходимо повторно проверить резьбовые соединения, затяжку фланцев и фиксацию кабелей, чтобы предотвратить постоянную передачу вибрации на корпус прибора через трубопроводы и кабели.

Для самого датчика следует учитывать показатели вибро- и ударостойкости, температурный дрейф нуля, долговременную стабильность и технологию герметизации электронных схем компаундом. В цепях управления помимо применения экранированных кабелей необходимо соблюдать разумное расстояние до силовых кабелей; линии аналоговых сигналов не следует прокладывать параллельно выходным линиям преобразователей частоты на большой длине, чтобы снизить скачки сигнала, вызванные электромагнитными помехами.

Степень взрывозащиты должна соответствовать условиям горной зоны

Различайте требования для горючих газов, горючей пыли и подземных угольных шахт

Выбор взрывозащищенного исполнения прежде всего должен основываться на классификации опасной зоны и опасной среде на объекте, а не на общем указании «для горных работ». В местах наличия взрывоопасных газов, таких как метан, необходимо выбирать соответствующее исполнение по группе взрывозащиты газов, температурному классу и классификации зоны; при наличии горючей пыли, такой как угольная или минеральная пыль, также необходимо оценивать требования к взрывозащите от пыли и ограничения по температуре поверхности оборудования.

Различные виды взрывозащиты, включая искробезопасное и взрывонепроницаемое исполнение, предъявляют разные требования к питанию, подключению, обслуживанию и вспомогательному оборудованию. Искробезопасная система обычно должна образовывать полную цепь с барьером искрозащиты или изолятором, с проверкой связанных параметров, таких как напряжение, ток, индуктивность и емкость; для взрывонепроницаемого исполнения основное внимание следует уделять тому, чтобы корпус, кабельные вводы, заглушки и способ монтажа соответствовали требованиям сертификата.

Оборудование для подземных угольных шахт также может подпадать под требования знака безопасности горной продукции и допуска к проекту. Покупатель должен запросить у поставщика сертификат взрывозащиты, соответствующий фактической модели, сведения с заводской таблички изделия, руководство по эксплуатации и необходимые документы о квалификации для горного применения, а отдел управления безопасностью на объекте должен подтвердить область применения, чтобы исключить несоответствие класса сертификата, модели или конфигурации.

Контрольный перечень взрывозащищенной конфигурации

При приемке следует проверить указанные на заводской табличке маркировку взрывозащиты, диапазон температуры окружающей среды, степень защиты, параметры питания и тип выходного сигнала. Взрывозащитные свойства являются результатом всей смонтированной системы: наличие соответствующей сертификации у самого прибора не означает, что требования сохраняются после произвольного подключения, изменения кабельного ввода или замены деталей на несовместимые.

Для искробезопасных цепей следует проверить место установки барьера искрозащиты, требования к заземлению, параметры цепи и длину кабеля на объекте; для взрывонепроницаемых цепей необходимо проверить целостность взрывонепроницаемых соединительных поверхностей, комплектность крепежных элементов и использование предусмотренных заглушек для незадействованных отверстий. Любой несанкционированный демонтаж или модификация могут снизить исходную целостность взрывозащиты оборудования.

При ведении реестра приборов можно централизованно учитывать модель, диапазон измерения, место установки, маркировку взрывозащиты, номер сертификата, дату поверки и записи об обслуживании. Рекомендуется не реже одного раза в 12 месяцев проводить проверку состояния в соответствии с правилами объекта; при изменении технологической среды, характеристик зоны или способа установки необходимо повторно оценить применимость.

Составьте выполнимый перечень выбора дифференциального преобразователя давления для горных работ

Полный комплект данных для запроса коммерческого предложения и технического подтверждения должен как минимум включать наименование среды, расчетный перепад давления, максимальное статическое давление, нормальную и максимальную температуру, спецификацию присоединения, направление установки, условия запыленности окружающей среды, источник вибрации, условия питания, выходной сигнал и сведения об опасной зоне. Чем полнее предоставленные данные, тем выше вероятность избежать доработок после поставки изделия из-за несоответствия присоединений, сертификации или диапазона измерения.

Компания Xi'an Shenghongchuang Instrumentation Co., Ltd. может, опираясь на производственные и технические возможности Shaanxi Qinkong Sensor Technology Co., Ltd., предоставлять поддержку при выборе диапазона перепада давления, защитной конструкции, выходного сигнала, монтажного присоединения и адаптации к условиям эксплуатации для горного пылеулавливания, вентиляции, транспортировки и комплектования оборудования. Для специальных диапазонов давления, нестандартных соединителей или требований по системной комплектации может быть выполнено целевое подтверждение с учетом параметров объекта.

Перед запуском проекта, модернизацией оборудования или заменой запасных частей подготовьте фотографии заводской таблички имеющегося прибора, сведения о точке установки и параметры условий эксплуатации на объекте. После совместной проверки техническими специалистами применимости взрывозащиты, решения по защите от пыли, способа виброустойчивого монтажа и диапазона измерения определите конфигурацию дифференциального преобразователя давления для горных работ.