JK型压差式密度计在某选煤厂的应用

某选煤厂属于型炼焦煤选煤厂，设计生产能力为5.0Mt/a，主选采用无压给料三产品重介质旋流器分选+尾煤浓缩浮选的联合工艺，入选原煤全部来自于某矿井。主要分选设备采用三产品重介质旋流器进行洗选。重介质密控系统主要用于测量重介质的洗选密度，通过PLC的PID调节来控制清水阀的开度，保证重介质悬浮液的密度趋近于设定密度。重介质悬浮液的密度是否稳定将直接影响原煤的分选，决定产品的灰分和生产率。

压差式密度计没有辐射源，它可以直接测量和显示实时的密度值，具有抗震动、测量误差小、维护简单等特点。传统的压差式密度计利用阿基米德原理，其工作原理是一定高度的液柱产生的压力与该液体的密度成正比，即：P=ρgh。式中：P为一定高度的液柱产生的压力；ρ为该液体的密度；g为测量地重力加速度；h为液柱的高度。

差压密度计的压力部分主要由两个膜盒密封装置和压力差压变送器组成，来自管道不同高度的盒密封装置经导压管直接作用于压力变送器，通过变送器上的传感元件将压力差转为电压信号，电压信号经终端设备根据截至在一定垂直距离上的差压值计算出介质的密度，然后转化为4~20mA 电流信号接入到PLC中。

经研究分析，为了提高密度检测、控制水平，减少对人身危害，选用JK型压差式密度计测量密度。选煤厂重介质悬浮液上料管的流速一般都很快，会造成大的测量误差和测量的不稳定性，甚至无法测量，所以需要控制好流速，才能稳定测量。控制流速，考虑旁通安装，这样便于选择小管径的密度计，节约材料成本。密度计测量室与膜片之间有足够宽的距离，喇叭状弧形焊接，这种结构的好处除了介质不会直接冲刷膜片保证产品的寿命外，也能防止颗粒介质或起泡集聚所带来的误差（见图1）。改造期间，为保证生产秩序的正常进行，在不影响现有密度计的使用前提下，将原有测量磁性物含量的管道拆除，经测量、制作、安装新管道，把差压变送器安装于其上。

差压变送器就是测量被测介质的压强差，即△P=ρg△h，经信号转换器运算，被转化为4~20mA信号输出到PLC。利用PLC内部PID运算进行自动调节，通过接收现场密度计返回的4~20mA电流信号与外部设定密度值进行比较，通过模拟量模块输出4~20mA信号，驱动步进阀门电气执行机构动作控制阀门的开度，当测量密度高于设定密度时，控制步进阀打开，清水进入313桶，密度降低；当测量密度低于设定密度时，步进阀动作，阀门关闭，密度升高至设定密度，达到自动平衡。通过PLC的自动功能实现了密度的自动跟踪无需干预，保证了生产所需的合格重介质悬浮液。
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