危險廢物管道輸送監測預警系統
管道輸送危險廢物到回轉窯焚燒是目前有效的危險廢物處理方法。由于物料的復雜性導致管道容易堵塞，清理管道耗時費力，從而造成停產，因此建立管道運行監測預警系統非常有必要。
危險廢物是具有腐蝕性、急性毒性、反應性、傳染性、放射性等一種或一種以上危害特性的廢物，主要包含固體蒸餾殘渣、廢液、蒸餾殘液等 。危險廢物的收集容器為鐵桶、塑料桶、編織袋等，焚燒法需要將危險廢物連同收集容器一起通過SMP系統，即破碎、混合、泵送至回轉窯中進行燃燒。SMP系統是廢物破碎（Shredding）、混合(Mixing)和泵送(Pumping)的集成系統，該系統是回轉窯焚燒工藝安全可靠的進料系統，可保證向回轉窯連續、穩定地提供經調質、調熱的燃料。在泵送過程中，由于輸送物料包含固體蒸餾殘渣、編織袋、鐵桶皮、廢液、蒸餾殘液等，屬于固液二相非牛頓流體，并且在泥窯協同處置危險廢物現場，固體泵到回轉窯有200-500米左右的距離，我們如何在確保危險廢物安全、環保的輸送前提下，還能夠保證高效、可靠，避免管道堵塞呢？危險廢物管道輸送監測預警系統由SIDSA碎得智能控制系統以及為復雜工況“量身定制”的傳感器集成而成，該系統可以將物料油缸數據、物料油缸活塞位置數據、沿程所有管道傳感器等數值進行同步、實時讀取、顯示和存儲，從而實現危險廢物在管道輸送過程中的監測預警功能。
一、管道輸送監測預警系統由什么組成？
傳感器
01 傳感器的設計
傳統的濺射薄膜傳感器，雖然能夠有效的測量管道內數據，但是工作20個小時左右，傳感器會由于管道內物料包裹的小鐵皮或者是物料中的酸堿性物質，造成無法正常工作。為此，SIDSA碎得專門設計的柱型不銹鋼結構傳感器，其具有體積小、溫度漂移小、零點和靈敏度可從外部直接調整的特點，使用起來更加方便。另外在機械結構上，新型傳感器采用細牙螺紋，密封性更好，在感應部位焊接不銹鋼保護套，同時感應部位采用平面設計，使其能夠與物料直接接觸的同時，克服固體物料對傳感器的過度磨損，大大延長了其使用壽命。
02 傳感器的標定
所用標定形式為活塞式。由于隨著管道離泵出口距離的增加，管道數據也會降低。在標定時，10MPa以下量程進行了多點的測量，10MPa以上量程也進行多點測量，通過施加標準砝碼標定傳感器，實驗數據從圖1中可以看出，傳感器線性度非常好，非線性誤差±0.2%。
圖1丨標定曲線圖
SIDSA碎得智能控制系統
長距離管道輸送需要單獨給每個傳感器供電，因此采用Modbus協議，將傳感器依次連接起來。
圖2丨監測系統界面圖
如圖2所示，圖中監測系統界面圖的管道布局以及傳感器監測位置都是按照項目現場實際情況按比例展現出來的，每個傳感器可顯示實時測量數據，并形成曲線圖。
二、管道監測預警系統可以幫助我們做什么？
01 監測物料情況
圖3丨管道數據降曲線
如圖3所示，沿程管道數據隨著離泵出口距離的增加成下降趨勢，說明傳感器都能夠正常工作。如果相鄰幾次次泵送曲線完全相同，說明泵送的物料比較均勻。如果泵送曲線明顯的上下移動，說明物料不均勻。
02 觀測物料輸送效率
物料在自重及無軸雙螺旋輸送機工作下填充進料口，由于填充時間不足、物料之間有間隙等會導致無法完全充滿。如圖4所示，利用活塞位置傳感器與物料油缸壓力傳感器，建立位置與壓力之間的關系，從而得出容積效率。
圖4丨活塞位置與主油缸的理論關系
如果泵送管道曲線異常，如圖5中2、3、4曲線所示，離泵出口近的管道數值比較低，原因是預壓螺旋內沒有物料，導致給固體泵沒有輸送物料，造成吸入容積效率為0，這樣閘板打開后管道內物料返回，泵只能把返回的物料繼續打回管道內。連續多次物料吸空，系統會發出警告，提示吸入容積效率過低。
圖5丨吸入容積效率曲線異常
03 判斷閘板泄漏
如圖6所示，傳感器1正常的衰減曲線，如果閘板關不到位或者閘板損壞，此時系統會發出警告，提示物料返流，從而判斷閘板出現泄漏情況。
圖6丨泵出口傳感器1衰減曲線
04 準確判斷堵點
如圖7所示，如果泵送時出現堵管，從泵出口到堵點都變成了實心物料，該段物料不能流動，而沒有堵的位置如圖7右側所示。
圖7丨堵點判斷示意圖
05 管道淤積預警
圖8丨管道淤積示意圖
圖9丨管道淤積壓力信號曲線
如圖8所示，泵送時管道出現淤積，造成此處管道截面減少，管道內物料流速增加。流速增加的大小可以反映出淤積的嚴重程度。如圖9所示，當數值過高，系統會發出警告，提醒此處管道淤積。
三、如果管道堵塞了，該怎么辦？
圖10丨卸料閥工作原理
如圖10所示，卸料閥通過電裝執行結構進行切換管路，其中正常輸送和遇堵卸料如圖所示。
我們可以在管道中部位置安裝卸料閥，如果遇到堵管或者泵送困難，在不拆卸管道的情況下，先將卸料閥切換到卸料狀態，將管道內物料排出后，再切換到正常輸送狀態下進行輸送，即可避免了越輸送越困難甚至堵管的風險。
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