方案摘要

       本方案针对密闭气力输送管道内干燥粉体物料在线计量需求，采用环形静电感应测量原理，选用 LD-GFL 固体粉体流量计，实现粉体瞬时质量流量实时监测、累计总量自动统计，同时具备断料、堵管、偏流异常预警功能。

       LD-GFL 由环形传感测量管段与变送积算单元组成，直通无节流管道结构，管内无叶轮、挡板等阻挡部件，不产生压力损失。粉体颗粒在气力输送过程中相互摩擦、碰撞产生自然静电荷；带电粉体流经环形感应电极时产生交变电荷信号，信号经前置放大、硬件滤波、数字降噪，结合粉体动力学算法运算，输出瞬时质量流量并自动积分累计物料总量。设备支持 4～20mA 模拟量、RS485 Modbus-RTU 数字通讯、继电器报警输出，可接入 PLC/DCS 中控系统，实现生产配料管控、产能统计、物料损耗核算、输送故障预警。可选高温型、防爆型，适配煤粉、石灰粉、粉煤灰、矿粉、水泥粉料等干燥粉体，适合冶金、建材、电力、化工、新能源粉体输送管线改造，设备无机械磨损、维护量低，满足粉体工艺连续计量管控需求。

1 项目概况与监测需求

1.1 项目背景

       在煤粉喷吹、水泥输送、石灰制备、矿粉气力输送等工艺中，粉体物料采用密闭管道气力输送。传统计量方式多采用称重仓、螺旋秤，占用空间大、造价高，不适用于已投产输送管线改造；人工计量方式无法实时掌握管道内粉体输送流量，难以精准核算物料单耗，堵管、断料故障发现滞后，造成生产停机、物料浪费。

       为实现气力输送管线粉体 7×24 小时在线连续质量计量，实时监测瞬时流量、累计输送量，提前预警断料、堵管、偏流等工艺异常，本次选用 LD-GFL 静电固体流量计，对粉体输送管道流量在线监测，支撑配料调节、产能统计、生产成本核算。

1.2 监测需求

1. 实时在线测量气力输送管道粉体瞬时质量流量，自动累计总输送量；

2. 断料、低流量、堵管工况自动识别，继电器输出报警信号；

3. 标准工业信号输出，接入厂区 PLC/DCS 中控平台，远程读取流量数据；

4. 管道直通结构，不增加管路风压损失，不影响原有气力输送工艺；

5. 适应高振动、高粉尘工况，长期稳定运行，静态管壁积灰不干扰测量；

6. 具备掉电保护功能，断电后累计流量数据不丢失。

1.3 设计依据

• GB 50093《自动化仪表工程施工及质量验收规范》

• GB 50217《电力工程电缆设计规范》

• JJG 640《差压式流量计检定规程》

• AQ3024《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》

• 现场气力输送管道、粉体物料工况参数

2 检测原理及系统组成

2.1 测量原理

       LD-GFL 固体流量计采用无源环形静电电荷感应原理。气力输送管道中，高速流动的粉体颗粒之间、颗粒与管壁持续摩擦碰撞，粉体携带天然静电荷；当带电粉体流过流量计环形感应电极区域，运动颗粒产生交变静电场，电极拾取微弱交变电荷信号。

       传感器仅对运动粉体产生感应，管壁静态附着积灰产生直流信号，通过算法自动过滤，消除积灰零点漂移。微弱电荷信号送入变送单元，经放大、滤波降噪，结合管道管径、物料特性、输送风速建立粉体动力学模型，换算得到粉体瞬时质量流量，并对流量积分计算累计输送总量。

核心特点：环形一体化测量管，管道直通无阻挡，无机械转动部件，无磨损，无压力损失。

2.2 系统总体组成

       整套 LD-GFL 粉体流量计量系统由环形传感测量管段、信号变送器、流量积算仪（可选）、屏蔽信号线缆、中控 PLC/DCS 上位系统组成；可选防爆壳体、高温隔热组件。

1. 环形传感测量管段：法兰式短管，内置环形无源感应电极，316L 不锈钢材质，两端法兰对接工艺管道，无源传感器，耐高温、抗振动；

2. 信号变送器：采集电极电荷信号，信号调理、隔离转换，输出 4-20mA 或数字信号；

3. 流量积算仪（选配）：就地液晶显示瞬时流量、累计总量，本地参数设置、报警阈值配置，掉电保存累计数据；

4. 屏蔽电缆：测量管变送器至积算仪 / PLC 信号传输，抗电磁干扰；

5. 上位控制系统：PLC/DCS 工控系统，流量数据采集、存储、历史曲线、远程报警。

信号流向：流动带电粉体→环形感应电极拾取电荷信号→变送器放大滤波运算→瞬时流量 + 累计量输出→就地积算仪显示 / 中控系统采集。

3 LD-GFL 固体流量计技术参数

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4 现场安装实施方案

4.1 测点位置选择（关键）

✅推荐位置：

1. 气力输送直管段，流量计上游≥8 倍管径，下游≥5 倍管径；

2. 安装于粉体稳定输送段，远离弯头、三通、变径、阀门、分流器、风机出口涡流区；

3. 优先水平管道安装；垂直管道安装，物料自上而下流动更佳；

4. 远离大功率变频器、电机，避开强电磁干扰区域。

❌禁止位置：

1. 紧邻弯头、三通、变径、减压阀，气流紊乱，粉体偏流；

2. 管道负压不稳、物料时断时续的不稳定段；

3. 大量水雾、潮湿结块物料管线（物料结块会影响静电信号）。

4.2 管道安装施工步骤

1. 切断工艺管道，切割预留安装长度，焊接配对法兰；

2. 将 LD-GFL 环形测量管通过法兰对接到工艺管线，加装密封垫片；

3. 紧固法兰螺栓，保证气密性，防止漏气造成粉体流速异常；

4. 变送器安装在测量管侧面，高温工况加装隔热散热组件；

5. 确认管道流向与流量计本体流向标识保持一致，不可反向安装。

4.3 线缆敷设方案

1. 测量管变送器到积算仪 / PLC 采用屏蔽电缆，屏蔽层变送器端单端接地，另一端悬空，避免地环路干扰；

2. 信号电缆与动力电缆分开敷设，间距≥30cm，禁止同管走线；

3. 线缆穿金属软管防护，做好防水密封；4-20mA 线缆长度≤100m，长距离优先使用 RS485 通讯。

5 电气与控制设计

1. 供电：DC24V 二线制供电，整机功耗低；

2. 模拟输出：隔离 4～20mA，4mA 对应 0 流量，20mA 对应满量程瞬时流量；

3. 数字通讯：RS485 Modbus-RTU，读取瞬时流量、累计总量、设备故障码；

4. 继电器报警：无源干接点，设置低流量（断料）、高流量（堵管）阈值，远程报警；

5. 接地：流量计测量管、变送器外壳可靠接地，接地电阻＜4Ω，抑制电磁干扰。

6 标定与调试方案

LD-GFL 静电固体流量计属于相对测量仪表，出厂实验室标定；不同粉体材质、粒径、含水率，静电特性存在差异，现场必须实物比对校准。

1. 零点标定：管道无粉体输送、空管状态执行零点校准；

2. 量程现场校准

• 比对法：现场采用静态称重仓同步比对，修正流量系数（现场最常用）；

• 物料实物标定：利用标准物料输送装置标定；

3. 参数配置：设置管道管径、物料类型、量程上下限、断料 / 堵管报警阈值、滤波系数；

4. 试运行考核：连续 24h 带料试运行，观察流量曲线，排查流量波动、误报警；

5. 调试完成，填写调试记录存档。

7 故障分析及应对措施

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8 设备运维保养方案

8.1 日常巡检（每日）

查看积算仪流量、报警状态，检查法兰有无漏气，变送器外壳有无破损。

8.2 定期维护

1. 季度巡检：检查法兰密封垫片，查看管线有无积料结块；本传感器静态积灰不影响测量，无需频繁吹扫；

2. 年度维护：现场零点复核，根据称重比对结果重新修正流量系数；检查线缆、接地端子。

8.3 备件储备

变送器模块、法兰密封垫片、屏蔽信号电缆。

9 方案技术优势

1. 直通无阻挡结构：管道内部无节流元件、无叶轮，无压力损失，不加重风机负荷，不易堵料；

2. 无源环形电极：测量管内无电子器件，耐高温、抗震动，无磨损，使用寿命长；

3. 静态积灰不漂移：算法区分静态积灰与运动粉体，无需频繁吹扫；

4. 实时计量 + 故障预警，快速识别断料、堵管，减少停机损失；

5. 标准工业信号输出，4-20mA+RS485，方便接入现有 PLC/DCS；

6. 安装改造简单，法兰对接，适合存量气力输送管道加装；可选防爆，满足粉尘防爆区域使用。

10 供货范围、质量保障

10.1 基础供货清单

LD-GFL 环形传感测量管、信号变送器、配对法兰、密封垫片； 可选供货：流量积算仪、高温隔热组件、防爆壳体。

10.2 质量保证

1. 设备出厂前整机老化测试，附带出厂检验报告；

2. 质保期内非人为损坏，免费维修、更换配件；

3. 提供现场安装指导、带料调试、操作人员培训；

4. 质保期满后终身技术支持，备件优惠供应。

11 适用范围与局限性

✅适用场景：煤粉、石灰粉、粉煤灰、水泥粉、矿粉等干燥粉体气力输送管道，用于喷煤、粉体配料、产能统计、堵管断料预警。 

12 结束语

        LD-GFL 静电感应式固体流量计，专为密闭气力输送干燥粉体在线质量计量设计，实现瞬时流量监测、累计总量统计与输送故障预警。法兰直通式结构，安装便捷、无压力损失、维护量低，适配高温、高振动工业恶劣工况，为粉体生产配料管控、物料单耗核算、输送系统安全运行提供可靠数据支撑，助力粉体生产线智能化管控。