管道輸送危險廢物到回轉(zhuǎn)窯焚燒是目前有效的危險廢物處理方法。由于物料的復(fù)雜性導(dǎo)致管道容易堵塞，清理管道耗時費力，從而造成停產(chǎn)，因此建立管道運行監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)非常有必要。

危險廢物是具有腐蝕性、急性毒性、反應(yīng)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(tǒng)，即破碎、混合、泵送至回轉(zhuǎn)窯中進行燃燒。SMP系統(tǒng)是廢物破碎（Shredding）、混合(Mixing)和泵送(Pumping)的集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)是回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝安全可靠的進料系統(tǒng)，可保證向回轉(zhuǎn)窯連續(xù)、穩(wěn)定地提供經(jīng)調(diào)質(zhì)、調(diào)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(xié)同處置危險廢物現(xiàn)場，固體泵到回轉(zhuǎn)窯有200-500米左右的距離，我們?nèi)绾卧诖_保危險廢物安全、環(huán)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(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)由SIDSA碎得智能控制系統(tǒng)以及為復(fù)雜工況“量身定制”的傳感器集成而成，該系統(tǒng)可以將物料油缸數(shù)據(jù)、物料油缸活塞位置數(shù)據(jù)、沿程所有管道傳感器等數(shù)值進行同步、實時讀取、顯示和存儲，從而實現(xiàn)危險廢物在管道輸送過程中的監(jiān)測預(yù)警功能。

一、管道輸送監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)由什么組成？

傳感器

01 傳感器的設(shè)計

傳統(tǒng)的濺射薄膜傳感器，雖然能夠有效的測量管道內(nèi)數(shù)據(jù)，但是工作20個小時左右，傳感器會由于管道內(nèi)物料包裹的小鐵皮或者是物料中的酸堿性物質(zhì)，造成無法正常工作。為此，SIDSA碎得專門設(shè)計的柱型不銹鋼結(jié)構(gòu)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(diào)整的特點，使用起來更加方便。另外在機械結(jié)構(gòu)上，新型傳感器采用細(xì)牙螺紋，密封性更好，在感應(yīng)部位焊接不銹鋼保護套，同時感應(yīng)部位采用平面設(shè)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(biāo)定

所用標(biāo)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(shù)據(jù)也會降低。在標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定傳感器，實驗數(shù)據(jù)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(biāo)定曲線圖

SIDSA碎得智能控制系統(tǒng)

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(xié)議，將傳感器依次連接起來。

圖2丨監(jiān)測系統(tǒng)界面圖

如圖2所示，圖中監(jiān)測系統(tǒng)界面圖的管道布局以及傳感器監(jiān)測位置都是按照項目現(xiàn)場實際情況按比例展現(xiàn)出來的，每個傳感器可顯示實時測量數(shù)據(jù)，并形成曲線圖。

二、管道監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以幫助我們做什么？

01 監(jiān)測物料情況

圖3丨管道數(shù)據(jù)降曲線

如圖3所示，沿程管道數(shù)據(jù)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(dǎo)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(guān)系，從而得出容積效率。

圖4丨活塞位置與主油缸的理論關(guān)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(shù)值比較低，原因是預(yù)壓螺旋內(nèi)沒有物料，導(dǎo)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(nèi)物料返回，泵只能把返回的物料繼續(xù)打回管道內(nèi)。連續(xù)多次物料吸空，系統(tǒng)會發(fā)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(guān)不到位或者閘板損壞，此時系統(tǒng)會發(fā)出警告，提示物料返流，從而判斷閘板出現(xiàn)泄漏情況。

圖6丨泵出口傳感器1衰減曲線

04 準(zhǔn)確判斷堵點

如圖7所示，如果泵送時出現(xiàn)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(cè)所示。

圖7丨堵點判斷示意圖

05 管道淤積預(yù)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(xiàn)淤積，造成此處管道截面減少，管道內(nèi)物料流速增加。流速增加的大小可以反映出淤積的嚴(yán)重程度。如圖9所示，當(dāng)數(shù)值過高，系統(tǒng)會發(fā)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(zhí)行結(jié)構(gòu)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(tài)，將管道內(nèi)物料排出后，再切換到正常輸送狀態(tài)下進行輸送，即可避免了越輸送越困難甚至堵管的風(fēng)險。

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