從鹽湖鹵水中提取氯化鉀, 青海鹽湖工業(yè)股份有限公司已有50多年的生產(chǎn)經(jīng)驗和技術(shù)[1,2]。公司承擔(dān)建設(shè)的100萬t鉀肥工程被列入西部大開發(fā)首批十大工程, 這個備受關(guān)注的重大鉀肥工程已于2006年達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。為了加速發(fā)展我國的鉀肥工業(yè), 同時減少鉀肥進(jìn)口量, 降低對國外市場的依存度, 緩解國內(nèi)鉀肥供需矛盾, 青海鹽湖工業(yè)股份有限公司在原100萬t鉀肥生產(chǎn)裝置基礎(chǔ)上自行設(shè)計并建成了新增100萬t鉀肥項目, 項目在設(shè)計環(huán)節(jié)中做了很大改進(jìn)。

  在過去的鉀肥生產(chǎn)中, 一是通過浮選機(jī)液位控制尾鹽排放量, 控制不合理的情況下會給后續(xù)工序帶來一定程度的影響;二是通過人工觀測浮選尾鹽液位, 調(diào)節(jié)尾鹽泵變頻器, 因液位波動較大, 無法實現(xiàn)自動聯(lián)鎖控制。因此本文重點介紹浮選裝置液位控制方式的改進(jìn), 主要包括浮選機(jī)液位控制和尾鹽液位控制兩個方面。

  雷達(dá)液位計是浮選系統(tǒng)中常用的液位監(jiān)測儀器。其工作原理是[3]:雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號, 發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射, 反射回來的回波信號仍由天線接收。發(fā)射及反射波束中的每一點都采用超聲采樣的方法進(jìn)行采集。信號經(jīng)智能處理器處理后得出介質(zhì)與探頭之間的距離, 送終端顯示器進(jìn)行顯示、報警、操作等。

  浮球液位計常用于石油、化工等行業(yè)各類常壓和承壓容器內(nèi)介質(zhì)液位的測量, 其工作原理是[4]:浮球液位計通過連接法蘭安裝于容器頂上, 浮球根據(jù)排開液體體積相等原理浮于液面, 當(dāng)容器的液位發(fā)生變化時, 浮球也隨之上下移動, 由于磁性作用, 浮球液位計的干簧受磁性吸合, 將液面位置變化成電信號, 通過儀表顯示液體的實際位置, 從而實現(xiàn)液面的遠(yuǎn)距離檢測和控制。

  差壓式液位計用在石油、化工、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程檢測控制系統(tǒng)中, 檢測液體差壓、表壓、絕壓, 以及開口或密閉容器內(nèi)液體的液位, 其工作原理是[5]:差壓式液位變送器安裝在液體容器的底部, 通過表壓信號反映液位高度。

  此外, 工業(yè)生產(chǎn)過程中常用于液位監(jiān)測的儀表還包括電容式液位計、磁致伸縮式液位計等。

  本文在原浮選裝置基礎(chǔ)上對新裝置液位控制做了優(yōu)化和改進(jìn), 并對改進(jìn)前后的控制方式進(jìn)行了對比, 見表1。

  鉀肥浮選裝置中浮選槽上層含大量泡沫, 原裝置選用雷達(dá)液位計控制浮選機(jī)內(nèi)物料液位, 測得的是上層泡沫液位, 并不是浮選機(jī)槽內(nèi)礦漿的真實液位。此時聯(lián)鎖控制浮選機(jī)出口閥門存在很大誤差, 會對后續(xù)生產(chǎn)造成影響。新裝置對此進(jìn)行了改進(jìn), 采用浮球液位計替代原裝置使用的雷達(dá)液位計, 將其固定在浮選設(shè)備頂部 (見圖1) , 通過浮球測得了真實的礦漿液位, 并聯(lián)鎖控制浮選機(jī)出口閥門的開度, 提高了浮選效率。

  改進(jìn)前, 浮選后尾鹽中含大量泡沫, 且靠人工觀測泡沫高度, 無法得出真實液位, 只能依靠頻繁調(diào)整泵的變頻器來實現(xiàn)液位控制, 不便于生產(chǎn);改進(jìn)后選用差壓式液位計, 浮選尾鹽礦漿上層泡沫對壓差控制影響不大, 在尾鹽泵入口安裝差壓式液位計 (見圖2) 與泵變頻聯(lián)鎖, 根據(jù)流體靜力學(xué)原理控制尾鹽泵的變頻器, 實現(xiàn)了自動化控制, 減少了人工操作。

  在鉀鹽浮選液位控制過程中, 使用浮球液位計代替原來的雷達(dá)液位計控制浮選機(jī)出口閥門, 提高了浮選機(jī)液位控制精度;使用差壓式液位計與尾鹽泵聯(lián)鎖的方式, 改變了當(dāng)前生產(chǎn)過程中尾鹽中含大量泡沫未實現(xiàn)自動化控制的現(xiàn)狀, 實現(xiàn)了尾鹽液位的自動化控制。工業(yè)現(xiàn)場實際運行結(jié)果表明,**新建鉀肥項目浮選裝置液位控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定, 達(dá)到了良好的控制效果。