در این جلسه که مورخ ۸ اردیبهشت ۱۴۰۱ برگزار شد و به بازرسی فرآیندی و بررسی حلقه‌های کنترلی تیکنرهای باطله خطوط ۶،۵ و ۷ شرکت معدنی و صنعتی گل‌گهر پرداخته شد.
انواع سیستم‌های کنترلی در تیکنرها
باتوجه‌به پیشرفت روزافزون تکنولوژی و به‌وجودآمدن صحنه رقابت بین صنایع و نیز تغییرات سریع شرایط اقتصادی، کنترل و خودکارسازی فرآیندها در کارخانههای فرآوری مواد معدنی اهمیت بسیار ویژهای یافته است. هدف از کنترل فرآیندها، افزایش کیفیت، بازیابی، بهینهسازی و کاهش هزینه است. هدف اصلی کنترل، پایدار کردن سیستم در مقابل اخلالها میباشد. کنترلی که با این هدف کار میکند، به‌عنوان کنترل پایدارساز یا تنظیم‌کننده نامیده میشود. سیستم‌های متداولی که در تیکنر ها مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتنداز:
- کنترل خط گل به وسیله میزان فلوکولانت
این حلقه جزء حلقه‌های ابتدایی برای هر تیکنر، خصوصاً تیکنرهای نرخ بالا میباشد. ارتفاع گل یکی از مؤلفه‌های مهم در راهبری صحیح تیکنر است که باید به‌صورت پیوسته کنترل شود. اگر ارتفاع گل از حد مشخصی بالاتر باشد، موجب میشود که ذرات جامد به آب سرریز راه پیدا کرده و آب سرریز کدر شود. به همین دلیل، در تیکنرها ارتفاع گل به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری شده و امروزه در بسیاری از کارخانههای فرآوری ارتفاع گل به‌صورت خودکار با تغییر دور پمپ فلوکولانت کنترل میشود. هرچه ارتفاع بستر گل در تیکنر بیشتر باشد، آب محبوس شده از بین لخته‌ها بیشتر خارج‌شده و باعث افزایش درصد جامد ته ریز تیکنر و در نتیجه افزایش آبگیری میشود. البته این بستر باید در محدوده توان پاروهای تیکنر برای انتقال گل به مرکز تیکنر باشد.
- تنظیم کدورت آب سرریز به وسیله میزان فلوکولانت
هدف از ته‌نشینی در تیکنر، به‌دست‌آوردن آب شفاف در سرریز و پالپی با غلظت بالا در ته‌ریز میباشد. برای این که ذرات جامد به کانال سرریز راه پیدا نکند، باید عملکرد تیکنر به‌گونه‌ای باشد که سرعت روبه‌بالای آب از سرعت رو به پایین کوچک‌ترین ذرات جامد نیز کمتر باشد. موفقیت در این هدف بستگی به عواملی مانند قطر تیکنر، چاهک خوراک‌دهی، نحوه آماده‌سازی و اضافه‌کردن فلوکولانت و… دارد. در نتیجه در تیکنرها علاوه بر دانسیته ته‌ریز، میزان کدورت سرریز نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. به دلیل اهمیت شفافیت آب سرریز از دستگاه کدورت سنج برای اندازه‌گیری پیوسته میزان کدورت آب سرریز تیکنر استفاده میشود. این حلقه در تیکنر‌هایی که شفافیت آب بسیار حائز اهمیت است استفاده میشود. شکل۱ نمونه ای از حسگر نوری اندازه گیری کدورت را نشان می دهد.
شکل۱: حسگر کدورت سنج
میزان دانسیته ته‌ریز تیکنر به‌وسیله دور پمپ
حلقه کنترل دانسیته ته‌ریز با میزان بازشدگی شیر ته‌ریز یا دورپمپ نظر گرفته میشود. بدین ترتیب که نقطه مطلوب دانسیته ته‌ریز تعریف شده و اگر دانسیته اندازه‌گیری شده با مقادیر نمایش‌داده‌شده کمتر از نقطه مطلوب باشد، میزان بازشدگی شیر ته‌ریز کاهش داده شده و بالعکس. این عمل تا زمانی که دانسیته ته‌ریز به نقطه مطلوب برسد ادامه پیدا میکند. بازرسی فرآیندی نشان می‌دهد که یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که می‌تواند عملکرد این حلقه را تحت‌تأثیر بگذارد، خصوصیات و ماهیت خوراک ورودی به تیکنر و زمان مرده است. این حلثه کنترلی با تغییر ماهیت مواد ممکن است منجر به افزایش گشتاور و آسیب به سیستم محرکه پارو شود.
- میزان فشار ته ریز تیکنر به وسیله دور پمپ
باتوجه‌به ثابت بودن ارتفاع تیکنر، فشار وارده در قسمت مخروطی (فشار گل) بیانگر میزان گل موجود در بستر تیکنر است و بنابراین فشار گل ارتباط مستقیمی با دانسیته ته‌ریز دارد. برای کنترل این پارامتر از تغییر در سرعت پمپ‌های ته‌ریز تیکنر یا میزان‌باز بودن شیر کنترلی ته‌ریز تیکنر استفاده میشود. این حلقه کنترلی نسبت به حلقه‌های دیگر زمان مرده و نوسان کم تری دارد.
- میزان فشار پارو به وسیله دور پمپ
افزایش میزان گشتاور تیکنر، از علائم افزایش ضخامت گل در آن است. میزان ضخامت گل تشکیل شده در ته‌ریز تیکنر رابطه مستقیم با غلظت پالپ ته‌ریز دارد. زیرا با افزایش ارتفاع گل، آب بیشتری از لایه‌های زیرین آن خارج میشود که باعث افزایش درصد جامد ته‌ریز میشود. منطق این حلقه بدین ترتیب می¬باشد که نقطه مطلوب گشتاور تعریف شده است و اگر گشتاور اندازه‌گیری شده کمتر از نقطه مطلوب باشد، میزان بازشدگی شیر ته‌ریز یا دور پمپ کاهش داده شده و بالعکس. این عمل تا زمانی که گشتاور به نقطه مطلوب برسد ادامه پیدا میکند. اساسی‌ترین عیب این حلقه، زیاد بودن زمان مرده گشتاور در تیکنرهای با قطر زیاد است.
حلقه کنترلی در تیکنرهای باطله خطوط تولید ۶،۵ و ۷ گل‌گهر
طبق طرح اولیه درصد جامد ته‌ریز تیکنرها با دور پمپ‌ها کنترل می‌شد به‌طوری‌که مسیر هر دو پمپ ته‌ریز به سمت سد باطله یکسان بوده و دانسیته سنج و دبی سنج در این مسیر جهت کنترل تیکنر نصب بود (شکل۲). همان‌طور که پیش‌تر گفته شد چالش این حلقه کنترلی تغییر ماهیت خوراک تیکنر و رسی شدن آن است که باعث میشود مواد به‌خوبی ته‌نشین نشده و درصد جامد ته‌ریز کاهش یابد. شکل ۳ شماتیکی از حلقه کنترلی طرح اولیه و تجهیزات ابزار دقیق موجود در تیکنرهای باطله را نشان می‌دهد.
شکل۲: دانسیته سنج مافوق صوت
شکل ۳: شماتیکی از سیستم کنترلی طرح اولیه و تجهیزات موجود
در حال حاضر مسیر پمپ‌های ته ریز تیکنرها به دلیل عدم استفاده از پمپ آماده کار در صورت هرگونه مشکل در مسیر سد باطله جدا شده است (شکل ۴)، درحالی‌که سیستم‌های ابزار دقیق در یک مسیر نصب است. از طرفی دانسیته سنج از مدار خارج شده و از حلقه دبی سنج و دور پمپ جهت کنترل تیکنر استفاده میشود (شکل ۵).
شکل۴: مسیر پمپ ۳ بدون تجهیزات ابزار دقیق
شکل ۵: شماتیکی از سیستم کنترلی فعلی
چالش مهم این حلقه این است که درصورتی‌که از پمپ و مسیری که تجهیزات ابزار دقیق در مسیر آن نصب نیست استفاده شود هیچ کنترل و اطلاعاتی از ته ریز تیکنر وجود ندارد در نتیجه درصد جامد ته ریز و بازیابی آب کاهش خواهد یافت.
همچنین در نمایشگر محلی و اتاق کنترل فشار روغن گیربکس پارو نیز قابل‌مشاهده است که اگر از محدوده قابل تنظیم بیشتر شود به‌صورت خودکار جهت جلوگیری از آسیب به پارو و سیستم محرکه پارو، بالا آورده میشود.
- سیستم کنترلی پیشنهادی برای تیکنرها
با توجه به تجهیزات ابزار دقیق موجود در تیکنرها و حلقه های کنترلی متداول جلقه های کنترلی زیر پیشنهاد میشود:
- کالیبراسیون حسگر ارتفاع گل و راه‌اندازی حلقه کنترلی با دور پمپ فلوکولانت که در حال حاضر این حسگر کالیبره نیست و فلوکولانت سازی با غلظت متغیر و با دور پمپ یکسان (حداکثر) به چاهک اضافه میشود. لازم به ذکر است باید غلظت ساخت فلوکولانت ثابت بوده و در شرایط مختلف با تغییر دور پمپ کنترل شود.
- راه‌اندازی حلقه کنترلی فشار ته‌ریز و دور پمپ که در حال حاضر از حسگر فشار در ته‌ریز تیکنر استفاده میشود که در نمایشگر محلی قابل‌مشاهده است اما در اتاق کنترل هیچ اطلاعاتی از این فشارسنج موجود نیست و عملاً استفاده‌ای از این تجهیز نمی‌شود.
چالش مهم این حلقه این است که فشارهای یکسان برای ارتفاع گل‌های متفاوت است؛ بنابراین لازمه عملکرد صحیح این حلقه، استفاده هم‌زمان از حلقه سطح گل با دور پمپ فلوکولانت است.
شکل ۶ و۷ به ترتیب تجهیزات غیر قابل استفاده در تیکنر و حلقه های پیشنهادی را نشان می دهد.
شکل۶: تجهیزات ابزار دقیق غیر قابل استفاده در تیکنر ها
شکل۷: سیستم های کنترلی پیشنهادی
خلاصه و جمع بندی
- جهت جلوگیری از کدرشدن آب سرریز، خروجی کفکش زه کشی به چاهک تیکنر منتقل شد.
- مجرای‌های جدید اضافه شدن فلوکولانت در مسیر ورود خوراک به چاهک نصب شد.
- جهت پمپاژمناسب فلوکولانت و جلوگیری از گرفتگی مجراها باید از پمپ‌های مارپیچی استفاده کرد.
- حلقه کنترلی طبق طرح اولیه بر اساس میزان دانسیته ته ریز و تغییر دور پمپ بوده است که در حال حاضر از دبی سنج در مسیر جهت کنترل استفاده می شود.
- به منظور کنترل بهتر تیکنر در شرایط مختلف بایستی تجهیزات ابزار دقیق در هر دو مسیر ته ریز نصب شود.
- با کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق موجود در خط می توان از حلقه‌های کنترلی متداول در تیکنرها استفاده کرد.
تقدیر و تشکر
از تمامی عزیزان و کارکنانی که ما را در انجام کارها به ویژه مهندس خوش نیت(سرپرست مکانیک گل‌گهر)، مهندس کریمی(سرپرست مکانبک شرکت گهر روش) و مهندی قره داغی(کارشناس فرآیند گل‌گهر) کمال تشکر را داریم.
