CN104197197A - 一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法，包括以下步骤：一、降低主泵的流量至最低值，同时提高喂料泵的转速至满转速；二、逐步关闭搅拌槽出口阀并打开水阀，在将搅拌槽出口阀关闭至一半左右时暂停，同时继续打开所述水阀；三、当水阀完全打开后，关闭搅拌槽出口阀；四、当搅拌槽出口阀完全关闭后，降低喂料泵的转速，并使喂料泵的流量与所述主泵的流量相匹配；五、提升主泵的流量至正常工作流量。本发明在浆水切换中充分考虑水阀至搅拌槽和喂料泵的距离关系，对水阀和搅拌槽出口阀的开闭关系进行了创新，不但平稳的实现了浆水切换，而且完全避免了浆水切换过程中可能造成的主泵停机，提高了浆水切换效率和浆体管道输送效率。

Description

一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法

技术领域

本发明涉及浆体管道输送技术领域，更具体的涉及一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法。

背景技术

浆体管道输送技术属于一种新型的物料输送技术，通常将矿产资源进行粉碎后与液体混合形成适于管道输送的浆体，然后利用管道对这种矿浆浆体进行输送，在浆体输送的终端在对浆体进行脱水等处理。这种浆体管道输送具有运费低、输送量大、故障少、对环境压力小等独特优势。现有的浆体管道输送系统涉及多级泵站加压,在输送过程中有连打模式和各个泵站矿浆进搅拌槽的断开输送模式，在断开输送模式中当输送完储存在搅拌槽内的矿浆的时候，就需要进行切水，利用水作为输送介质把矿浆推往终点站，也就是说所谓的水推浆。因此在浆体管道输送过程中需要频繁的进行浆水切换，现有技术中进行浆水切换主要基于两种操作方式：第一种操作方法是把相关运行设备停机后进行浆、水阀门的切换，切换完成后再启动设备，这种操作方法因其需要频繁的进行停机操作，极易造成设备故障，而且会造成带浆启动困难。在浆体输送过程中应尽量避免停机，因此第二种操作方法是在设备运行过程中直接把水阀打开，然后再关闭搅拌槽浆体出口阀门，将浆体输送切换为水输送，这种操作方法在实际中往往会被动的造成主泵停机，由于进行浆水切换时，搅拌槽内的矿浆基本已经打空，而水阀距离搅拌槽又较近，因此在打开水阀的一瞬间，悬殊的水压力（工艺水700kpa）将使水直接流入搅拌槽（水阀离搅拌槽距离短沿程阻力小，水阀离喂料泵距离远沿程阻力大），造成远端喂料泵的吸入物料不足，使得喂料泵不能给后级主泵提供稳定的流量和压力，直接导致主泵因吸入物料不足、压力低而停机，如果初级泵站停机，后面的泵站也将连锁停机，这种非正常停机经常会引起主泵和其它设备故障，长时间停机会造成带浆启动困难。因此现有技术中并没有一种能够保证浆体稳定输送的浆水切换方法。

发明内容

本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法，在浆水切换中充分考虑水阀距离搅拌槽和喂料泵的距离关系，对水阀和搅拌槽出口阀之间的开闭关系进行了创新，不但平稳的实现了浆水切换，而且完全避免了浆水切换过程中可能造成的主泵停机，提高了浆水切换效率和浆体管道输送效率。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法，所述的长距离浆体管道输送系统包括搅拌槽1、喂料泵5、主泵7、切水管道3和浆体输送管道，所述的搅拌槽1通过第一浆体输送管道8连接于所述喂料泵5，所述的喂料泵5通过第二浆体输送管道9连接于所述主泵7，所述的切水管道3连接于所述第一浆体输送管道8，在所述第一浆体输送管道8上设置有搅拌槽出口阀2，且所述搅拌槽出口阀2位于所述搅拌槽和切水管道3在第一浆体输送管道8上的连接位置之间，在所述切水管道3上设置有水阀4，其中所述的浆水在线切换方法具体包括以下步骤：

步骤一、确定浆水切换时机，当搅拌槽1内的浆体液位低于预设值时，执行步骤二，启动浆水切换操作；

步骤二、降低所述主泵7的流量至最低值，同时提高喂料泵5的转速至满转速；

步骤三、逐步关闭所述搅拌槽出口阀2并打开所述水阀4，在将搅拌槽出口阀2关闭至一半左右时暂停关闭，同时继续打开所述水阀4；

步骤四、当所述水阀4完全打开后，继续关闭所述搅拌槽出口阀2；

步骤五、当所述搅拌槽出口阀2完全关闭后，降低所述喂料泵5的转速，并使喂料泵的流量与所述主泵7的流量相匹配；

步骤六、提升所述主泵7的流量至正常工作流量，完成浆水切换操作。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中在所述第二浆体输送管道9靠近主泵的位置上设置有压力变送器6，在进行浆水在线切换的各步骤中随时关注所述压力变送器6的读数，并通过调节主泵和喂料泵的运行参数确保浆水切换过程中压力变送器6的读数始终大于所述主泵的7最小吸入压力。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中所述主泵7的正常工作流量处于210m³/h—300m³/h，所述主泵的7最小吸入压力为200kPa。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中所述切水管道3在靠近所述搅拌槽1的位置连接于所述第一浆体输送管道8。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中所述切水管道3自第一浆体输送管道8的侧壁连通于第一浆体输送管道，且连通位置到搅拌槽的距离为3米，连通位置到喂料泵的距离为10米。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中所述长距离浆体管道输送系统包括多台相互并列设置的所述主泵7，各主泵的泵送入口共同连接于所述第二浆体输送管道9，各主泵的泵送出口共同连接于浆体输送主管道。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中步骤六具体包括：先提升所述喂料泵5的频率，再提升所述主泵7的频率，并根据所述主泵7的出口压力对其进行45°角斜坡式提速，直至所述主泵的流量处于正常工作流量范围。

进一步的根据本发明所述的浆水在线切换方法，其中所述主泵7的正常工作流量处于210m³/h—300m³/h，所述主泵7的最低流量为100m³/h，所述主泵的7最小吸入压力为200kPa；所述喂料泵5的型号为100ZJ-I-A50，所述喂料泵5的满转速为1480r/min，所述喂料泵5的最大流量为330m³/h，所述喂料泵的最低吸入压力为52kPa；所述浆体输送管道的直径为250mm；所述搅拌槽1内存储的待输送浆体为重量浓度67%、密度2g/cm³的精铁矿浆；所述切水管道3内的水压为700kPa。

通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本发明所述浆水在线切换方法通过对水阀和搅拌槽出口阀之间的开闭关系进行创新，实现了长距离浆体管道输送系统中浆、水的在线切换，保证了浆体管道输送的连续性和快节奏，提高了浆体管道输送效率。

2）、本发明所述浆水在线切换方法不会造成切换过程中任何设备尤其是主泵的停机，实现了不停机在线切换，解决了浆体输送中非正常停机所引起的主泵和其它设备故障问题，降低了浆体管道输送系统的设备故障率，提高了浆体管道输送系统使用寿命。

3）、本发明所述浆水在线切换方法切换过程操作简单，节省了人力，可推广性强。

4）、本发明所述方案可作为长距离铁精矿管道输送工艺的有效补充，避免了带浆停机再启动的困难，减少了事故和设备故障发生率，提高了管道输送的连续性、安全性。

附图说明

附图1为适用本发明所述浆水在线切换方法的长距离浆体管道输送系统结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1-搅拌槽；2—搅拌槽出口阀；3—切水管道；4—水阀；5—喂料泵；6—压力变送器；7—主泵；8-第一浆体输送管道；9-第二浆体输送管道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的方案，但并不因此限制本发明的保护范围。

首先结合附图1说明采用本发明所述浆水在线切换方法的长距离浆体管道输送系统系统，如附图1所示的，包括搅拌槽1、喂料泵5和主泵7，所述搅拌槽用于存储上游浆体并对待输送浆体进行搅拌，搅拌槽1的底部出口通过第一浆体输送管道8连接于喂料泵5的泵送入口，喂料泵5的泵送出口通过第二浆体输送管道连接于主泵7的泵送入口，搅拌槽内的浆体经喂料泵泵送至主泵7，再由主泵7泵送至浆体输送主管道进行长距离的输送。进一步的在所述第一浆体输送管道8上连接有切水管道3，所述的切水管道3自第一浆体输送管道8的侧壁连通于第一浆体输送管道8，且切水管道3的出口至搅拌槽1的距离小于至喂料泵的距离，也就是说在搅拌槽1的附近连接所述切水管道，具体的所述切水管道的出口至搅拌槽的距离L1优选在3米左右，所述切水管道的出口至喂料泵的距离L2优选在10米左右。在所述第一浆体输送管道8上设置于搅拌槽出口阀2，优选的所述搅拌槽出口阀2处于搅拌槽和切水管道连接位置之间的第一浆体输送管道8上，可靠近搅拌槽出口设置所述搅拌槽出口阀。在所述的切水管道3上设置有水阀4，通过所述搅拌槽出口阀3和所述水阀4进行浆体的切换。在所述的第二浆体输送管道靠近主泵入口的位置上设置有压力变送器6，用于实时监测主泵7的泵送入口压力。根据浆体输送能力，可选择设置多台相互并列的主泵7，各主泵的泵送入口共同连接于喂料泵泵送出口的第二浆体输送管道，各主泵的泵送出口共同连接于浆体输送主管道。

在描述本发明所述浆水在线切换方法之前，简要描述本发明所用各设备的性能参数，其中所述的主泵7的正常工作流量是210m³/h—300m³/h，正常工作下主泵入口压力大于250kPa，并且是个稳定值，当入口压力小于200kPa时主泵会自动停机。所述的喂料泵5在整个系统中起到给主泵提供物料和稳定压力的作用，所述喂料泵的型号为100ZJ-I-A50，最大转速1480r/min、最大轴功率113kW、最大流量330m³/h，必需汽蚀余量4.5米，扬程95米，可通过调整喂料泵的转速来控制器其流量及泵送出入口端的压力。所述的浆体输送管道的直径DN=250mm；搅拌槽内待输送的矿浆物料为重量浓度67%（矿浆密度2g/cm3）的精铁矿浆，其沿程阻力系数为0.0348（当流量280m³/h时流速为1.585米/秒，流量100m³/h时流速为0.5662米/秒）。

以下对本发明所述的浆水在线切换方法进行详细的描述，具体包括以下步骤：

（一）、确定浆水切换时机，当搅拌槽1内的浆体液位低于预设值时，启动浆水切换操作，比如在浆体输送管道的正常输送流量为280m³/h、输送的矿浆密度为2g/cm³情况下，当搅拌槽1内的矿浆液位低于2.5米时进行在线浆水切换。

（二）、降低主泵7流量至其最低值附近（如略大于最低值100立方米/小时），同时提高喂料泵5的转速至满转速（如1480r/min）。之所以进行这种操作是因为：在进行浆水切换的瞬间会造成管道内瞬时压降，尤其是对于主泵的泵送入口端，但同时为使主泵不会自动停机应保证其入口端的压力不能低于其最低吸入压力要求（如200kPa），而当主泵的流量降低时，其泵送入口端的最低吸入压力要求也跟着降低，同时喂料泵的转速越大其提供的泵送出口压力便越大，因此在降低主泵7流量的同时提高喂料泵5的转速，能够在浆水切换压降瞬间保证主泵7的泵送入口压力大于其最低吸入压力要求，而且即使浆水切换瞬间造成压力波动也能够保证主泵入口压力不低于250kPa（大于其最低吸入压力要求200Kpa），进而保证主泵不会发生停机。

（三）在缓慢关闭搅拌槽出口阀的同时逐步打开水阀，并在将搅拌槽出口阀2关闭一半时暂停，然后逐步将水阀4完全打开。之所以进行这种操作是因为：首先切换管道的出水口距离搅拌槽较近（3米），距离喂料泵5较远（10米），通过计算可知切换管道出水口至3米远搅拌槽的沿程损失为：（0.0348*3*1.5852）/2*0.25*9.8=0.0535米矿柱=0.524kPa，而切换管道出水口至10米远的喂料泵入口的沿程损失为：（0.0348*10*1.5852）/2*0.25*9.8=0.1784米矿柱=1.75kPa，同时因为切换管道内的水压较大，通常为700kPa，因此：如果直接完全关闭搅拌槽出口阀后打开水阀4，不但难以操作，而且会由阀门操作原因造成管道流量的极不稳定，尤其是切水管道内700kPa的高压水压瞬间造成喂料泵以及主泵入口压力的极不稳定会严重的影响主泵的运行稳定性，甚至会直接造成主泵损坏；如果先打开水阀然后再关闭搅拌槽出口阀，则在水阀打开瞬间,不但难以关闭搅拌槽出口阀，而且切水管道内的高压水会全部迅速流入沿程阻力较小（0.524kPa）的搅拌槽内，使得喂料泵的泵送入口压力瞬间降低到最低压力要求（52kPa）之下，进而会造成喂料泵吸入物料不足产生汽蚀，造成出口流量减小、压力降低等现象，直接造成主泵的泵送入口压力下降，导致主泵停机。本申请人经过长期的实践检验，发现当采取“将搅拌槽出口阀2关闭一半时暂停、然后逐步将水阀4完全打开”的操作方式，不但利用关闭了一半的搅拌槽出口阀有效的平衡了切水管道距离喂料泵和搅拌槽的沿程阻力差以及高压水造成的管道流量和压力波动，而且此时切水管道内的高压水会同时流向喂料泵入口端，保证了喂料泵的泵送入口压力始终大于其最低吸入压力要求52kPa，进而避免了喂料泵因吸入不足可能造成的主泵停机问题。在该切换步骤过程中，应同时关注压力变送器6的读数，如果压力变送器6的压力读数出现明显下降，则要同时调节主泵和喂料泵的相关参数，保证主泵入口压力7大于最低吸入压力要求200kpa。

（四）、当水阀4完全打开后，在逐步关闭搅拌槽出口阀2。

（五）、当搅拌槽出口阀2被完全关闭后，喂料泵5的吸入压力将变为700kPa，此时逐步降低喂料泵5的转速，使其流量与主泵7的流量匹配，并通过压力变送器确保主泵的入口压力处于正常稳定值。

（六）、根据主泵7的出口压力对其进行斜坡式（45°角）提速，具体的先提喂料泵5频率，再提主泵7的频率，当主泵的流量处于其正常工作流量210m³/h—300m³/h之间时，完成的整个浆水切换操作过程。

本发明提出的上述浆水在线切换方法，通过在浆水切换中充分考虑水阀距离搅拌槽和喂料泵的距离关系，并对水阀和搅拌槽出口阀之间的开闭关系进行了创新，不但平稳的实现了长距离浆体管道输送系统中的浆水切换操作，而且完全避免了浆水切换过程中可能造成的主泵停机，提高了浆水切换效率和浆体管道输送效率，同时所述浆水切换过程操作简便、易于推广，具有广阔的市场前景。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (8)

1.一种长距离浆体管道输送系统中的浆水在线切换方法，其特征在于，所述的长距离浆体管道输送系统包括搅拌槽（1）、喂料泵（5）、主泵（7）、切水管道（3）和浆体输送管道，所述的搅拌槽（1）通过第一浆体输送管道（8）连接于所述喂料泵（5），所述的喂料泵（5）通过第二浆体输送管道（9）连接于所述主泵（7），所述的切水管道（3）连接于所述第一浆体输送管道（8），在所述第一浆体输送管道（8）上设置有搅拌槽出口阀（2），且所述搅拌槽出口阀（2）位于所述搅拌槽和切水管道（3）在第一浆体输送管道（8）上的连接位置之间，在所述切水管道（3）上设置有水阀（4），其中所述的浆水在线切换方法具体包括以下步骤：

步骤一、确定浆水切换时机，当搅拌槽（1）内的浆体液位低于预设值时，执行步骤二，启动浆水切换操作；

步骤二、降低所述主泵（7）的流量至最低值附近，同时提高喂料泵（5）的转速至满转速；

步骤三、逐步关闭所述搅拌槽出口阀（2）并打开所述水阀（4），在将搅拌槽出口阀（2）关闭至一半左右时暂停关闭，同时继续打开所述水阀（4）；

步骤四、当所述水阀（4）完全打开后，继续关闭所述搅拌槽出口阀（2）；

步骤五、当所述搅拌槽出口阀（2）完全关闭后，降低所述喂料泵（5）的转速，并使喂料泵的流量与所述主泵（7）的流量相匹配；

步骤六、提升所述主泵（7）的流量至正常工作流量，完成浆水切换操作。

2.根据权利要求1所述的浆水在线切换方法，其特征在于，在所述第二浆体输送管道（9）靠近主泵的位置上设置有压力变送器（6），在进行浆水在线切换的各步骤中随时关注所述压力变送器（6）的读数，并通过调节主泵和喂料泵的运行参数确保浆水切换过程中压力变送器（6）的读数始终大于所述主泵的（7）最小吸入压力。

3.根据权利要求2所述的浆水在线切换方法，其特征在于，所述主泵（7）的正常工作流量处于210m³/h—300m³/h，所述主泵的（7）最小吸入压力为200kPa。

4.根据权利要求1所述的浆水在线切换方法，其特征在于，所述切水管道（3）在靠近所述搅拌槽（1）的位置连接于所述第一浆体输送管道（8）。

5.根据权利要求4所述的浆水在线切换方法，其特征在于，所述切水管道（3）自第一浆体输送管道（8）的侧壁连通于第一浆体输送管道，且连通位置到搅拌槽的距离为3米，连通位置到喂料泵的距离为10米。

6.根据权利要求1所述的浆水在线切换方法，其特征在于，所述长距离浆体管道输送系统包括多台相互并列设置的所述主泵（7），各主泵的泵送入口共同连接于所述第二浆体输送管道（9），各主泵的泵送出口共同连接于浆体输送主管道。

7.根据权利要求1所述的浆水在线切换方法，其特征在于，步骤六具体包括：先提升所述喂料泵（5）的频率，再提升所述主泵（7）的频率，并根据所述主泵（7）的出口压力对其进行45°角斜坡式提速，直至所述主泵的流量处于正常工作流量范围。

8.根据权利要求1-7任一项所述的浆水在线切换方法，其特征在于，其中所述主泵（7）的正常工作流量处于210m³/h—300m³/h，所述主泵（7）的最低流量为100m³/h，所述主泵的（7）最小吸入压力为200kPa；所述喂料泵（5）的型号为100ZJ-I-A50，所述喂料泵（5）的满转速为1480r/min，所述喂料泵（5）的最大流量为330m³/h，所述喂料泵的最低吸入压力为52kPa；所述浆体输送管道的直径为250mm；所述搅拌槽（1）内存储的待输送浆体为重量浓度67%、密度2g/cm³的精铁矿浆；所述切水管道（3）内的水压为700kPa。