CiDRA SonarTrack

Перейти к содержанию

GeoWatt · CiDRA SONARtrac

Неучтённый газ и материальный баланс пульпы

sonarTRAC GVF: Gas Void Fraction - Вовлеченный воздух

Вовлечённый газ изменяет фактический объём и плотность многофазного потока. Если его доля не измеряется, расчёт массового потока твёрдого выполняется по неполной модели продукта.

ФАКТИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ В ТРУБОПРОВОДЕ
Твёрдая фаза
Жидкая фаза
Вовлечённый газ
Фактическая модель продукта
твёрдое + жидкость + газ

Объём и плотность смеси определяются всеми тремя фазами.

РАСЧЁТ БЕЗ УЧЁТА GVF
Измеряемые параметры
Q + ρ → поток твёрдого
Неучтённый параметр
GVF отсутствует

Газ физически присутствует в продукте, но не участвует в расчётной модели.

Ключевой вывод: точность измерения отдельных параметров не гарантирует корректность учёта фактического продукта, если газовая фаза не измеряется.
Количественная оценка

Даже малая газовая доля может существенно изменить расчёт потока твёрдого

GW-01
Влияние GVF на расчёт массового потока твёрдогоТри кривые показывают расчётную ошибку при плотностях пульпы 1,20; 1,40 и 1,60 т/м³. ОШИБКА РАСЧЁТНОГО МАССОВОГО ПОТОКА ТВЁРДОГО при неучтённом GVF; плотность твёрдой фазы 2,70 т/м³; жидкости 1,00 т/м³ 0 −5 −10 −15 −20 −25 −30 0 1 2 3 4 5 ρ = 1,20 т/м³ ρ = 1,40 т/м³ ρ = 1,60 т/м³ 1% GVF → −5,1% Объёмная доля вовлечённого газа GVF, % Относительная ошибка, % Влияние GVF на расчёт потока твёрдогоМобильная версия графика для трёх плотностей пульпы. ОШИБКА РАСЧЁТА ПОТОКА ТВЁРДОГО неучтённый GVF 0 −5 −10 −15 −20 −25 −30 0 1 2 3 4 5 1% → −5,1% ρ = 1,20 т/м³ ρ = 1,40 т/м³ ρ = 1,60 т/м³ GVF, %
Механизм ошибки

Неучтённая газовая фаза последовательно влияет на весь расчётный контур

GW-02
Вовлечённый газГаз физически присутствует в технологическом потоке.
Объёмная доляФактический объём многофазной смеси изменяется.
Плотность смесиГаз влияет на измеряемую плотность среды.
Содержание твёрдогоРасчёт доли твёрдой фазы получает систематическое смещение.
Массовый потокОшибка переносится в расчёт потока твёрдого.
Материальный балансПогрешность распространяется на баланс технологического участка.
Инженерный смысл: неизмеренная газовая составляющая — не локальная погрешность одного прибора. Она последовательно влияет на расчёт плотности, содержания твёрдого, массового потока и итогового материального баланса.
Переход к измерению

Неизвестную газовую составляющую необходимо превратить в измеряемый параметр

GW-03
Газ не измеряется

Фактическая газовая составляющая присутствует в потоке, но отсутствует в расчёте.

Измеряется GVF

Объёмная доля газа становится отдельной технологической переменной.

Измеряются Q + GVF

Изменение расхода отделяется от изменения газосодержания многофазного потока.

SONARtrac

Наружная измерительная система для многофазного пульпопровода

GW-04

Измерительный массив устанавливается снаружи существующей трубы. В проточной части отсутствуют чувствительные и движущиеся элементы SONARtrac.

Q Объёмный расход
GVF Объёмная доля вовлечённого газа
c Скорость звука в технологической среде
VFQ Показатель качества модели потока
SPL Уровень звукового давления
ΣV Суммарный объём по измеренному расходу
Измерение расхода

Пассивный анализ структур потока

Скорость определяется по перемещению естественных турбулентных структур вместе с потоком.

Измерение газа

Акустическое определение GVF

Объёмная доля газа определяется по акустическим свойствам среды и скорости распространения звука.

Монтаж

Наружная установка

Без фланцевой врезки измерительного массива и без его прямого контакта с абразивной пульпой.

Эксплуатация

Нет движущихся частей в потоке

Измерительная часть не создаёт механических элементов внутри проточной части трубопровода.

Дополнительные сигналы

VFQ и SPL

Показатель качества модели потока (VFQ) и уровень звукового давления (SPL) доступны как дополнительные сигналы технологического состояния. Их прикладная интерпретация зависит от конкретного процесса и точки измерения.

Расчёт GVF

Учитываются условия процесса

Давление и температура могут использоваться как входные технологические величины для расчёта газовой доли.

Технологическая точка

SONARtrac в измерительном контуре питания классификации

GW-05
РАСЧЁТНЫЙ КОНТУР
SONARtrac
Q + GVF
Объёмный расход и объёмная доля вовлечённого газа
Плотномер
ρ
Плотность пульпы
Массовый поток твёрдого
Расчёт по Q, GVF и ρ
Материальный баланс
Баланс технологического участка
АСУ ТП / DCS
Передача расчётных технологических данных
Вспомогательные входные параметры для расчёта GVF:P · давлениеT · температура
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТУР
ЗумпфПриём технологической пульпы
НасосПодача пульпы на классификацию
Измерительный участок
SONARtracQ + GVF
Плотномерρ
Давление / температуравходные параметры
Гидроциклонный узел
сливпески
Сигналы в расчётный контур
QGVFρPT→ расчёт массового потока → материальный баланс
Ключевой принцип: SONARtrac не заменяет плотномер. Он добавляет измерение расхода и газовой фазы в существующий измерительный контур.

Функциональная схема GeoWatt. Не является P&ID или монтажным чертежом; конкретная точка установки квалифицируется по данным трубопровода и процесса.

Результат для предприятия

Что меняется для технологического контроля

GW-06
Результат 01

Материальный баланс

Газовая составляющая переходит из неизвестной переменной в измеряемый параметр.

Результат 02

Разделение факторов

Изменение объёмного расхода отделяется от изменения газонасыщения потока.

Результат 03

Наружный монтаж

Измерительный массив не размещается внутри абразивного пульпопровода.

Результат 04

Дополнительная наблюдаемость

Дополнительные акустические сигналы доступны для дальнейшего анализа режима процесса.

Типовые точки применения

Участки, где Q и GVF влияют на технологический баланс

GW-07

Измельчение

Циркуляционные и передаточные потоки пульпы на участке измельчения.

Питание классификации

Общие линии питания гидроциклонных и других классификационных узлов.

Технологические и хвостовые потоки

Пульпопроводы, для которых требуется сопоставимый материальный баланс между участками процесса.