管道輸送計量系統(tǒng)技術(shù)研究

劉亞峰

摘要：此管道輸送計量系統(tǒng)主要是通過隔膜泵輸送礦漿的體積流量和管道密度計檢測的密度，運(yùn)用公式計算和自動化程序得出輸送礦漿的質(zhì)量。且通過設(shè)計出一種快速方便的自動標(biāo)定系統(tǒng)檢測和修訂計量誤差，保證了計量系統(tǒng)準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：礦漿管道;在線計量;自動標(biāo)定

1現(xiàn)狀調(diào)研

行業(yè)內(nèi)，鐵精礦礦漿在線計量結(jié)算方法和技術(shù)沒有太好模式。以原礦品位、精礦品位、尾礦品位，原礦處理量理論精礦計算進(jìn)行計量，誤差太大。礦漿過濾后進(jìn)行稱重，計量準(zhǔn)確，但過程繁瑣，節(jié)約成本有限且效率較低。業(yè)內(nèi)個別企業(yè)采取大型儲料罐存儲、化驗(yàn)檢測計量方式也不是太準(zhǔn)確，且無法實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)計量;其他一些企業(yè)采用電磁流量計、濃度計進(jìn)行計量誤差太大。

2方案研究

2.1在線計量工藝

一般廠礦輸送礦漿使用的是離心泵。離心泵結(jié)構(gòu)簡單，造價低，但離心泵存在流量不穩(wěn)、波動大的問題。而容積式隔膜泵正好可以彌補(bǔ)這一缺陷，通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，隔膜泵容積計量精度已可達(dá)1%。若通過恒定控制進(jìn)出口壓力，則精度可進(jìn)一步提高。因此，本項(xiàng)目選用隔膜泵進(jìn)行礦漿輸送。同時，安裝聲吶流量計對隔膜泵的體積流量進(jìn)行比較校對。整體工藝見圖1。

利用隔膜泵與聲吶流量計綜合比對測量礦漿體積流量。利用濃度計測量礦漿密度。再通過實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)檢測出精礦干比重。

根據(jù)公式

式中 ——精礦量，t;Q——隔膜泵體積流量，m3/h;C——礦漿重量濃度，wt%; ——礦石干比重;? ——承載介質(zhì)干比重。計算出精礦干量。并以原礦品位、精礦品位、尾礦品位，原礦處理量作為輔助驗(yàn)證。

2.2自動稱重標(biāo)定功能

隔膜泵在運(yùn)行一段時間之后其容積倉的會發(fā)生磨損，從而會導(dǎo)致隔膜泵每個脈沖的輸出量發(fā)生變化，所以定期需要對隔膜泵的容積進(jìn)行標(biāo)定。本項(xiàng)目設(shè)計的自動稱重標(biāo)定系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對隔膜泵容積進(jìn)行自動標(biāo)定。工藝簡圖見圖2。

從歷次標(biāo)定數(shù)據(jù)來看，整體標(biāo)定效果較好，誤差基本在1%左右。

2.3計量結(jié)算系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將每秒的數(shù)據(jù)打包輸送給計量系統(tǒng)，計量系統(tǒng)通過內(nèi)置計算公式計算得出精礦量。

3項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

1）采用隔膜泵輸送，隔膜泵由于計量體積較為準(zhǔn)確，同時以核源密度計進(jìn)行檢測密度，兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)礦漿在線計量。

2）計量系統(tǒng)標(biāo)定創(chuàng)新：新建標(biāo)定系統(tǒng)，以重量標(biāo)定為主，通過體積標(biāo)定進(jìn)行校驗(yàn)，確保整個輸送系統(tǒng)計量的準(zhǔn)確性。為了做到標(biāo)定過程的精確性，使用快開三通閥門，實(shí)現(xiàn)操作的準(zhǔn)確性、及時性，降低系統(tǒng)誤差。

3）隔膜泵計量創(chuàng)新。通過隔膜泵計數(shù)器對隔膜泵沖次進(jìn)行準(zhǔn)確計數(shù)，通過單次沖程輸送礦漿體積進(jìn)行礦漿體積計量，保證了計量的準(zhǔn)確性。較其他礦漿類計量方式的準(zhǔn)確性有了大幅提高（傳統(tǒng)隔膜泵通過功率進(jìn)行估算）。

4）精礦計量創(chuàng)新。精礦計量軟件通過在線監(jiān)測儀器的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時計量，每秒計量，進(jìn)行累計疊加，保證計量的準(zhǔn)確性。

5）數(shù)據(jù)采集方式創(chuàng)新。數(shù)據(jù)采集和計量分屬兩個系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將每秒的數(shù)據(jù)打包輸送給計量系統(tǒng)，計量系統(tǒng)通過系統(tǒng)計算得出精礦量。

4效益分析

4.1經(jīng)濟(jì)效益分析

管道輸送量約120萬噸/年，管道運(yùn)行成本約12元/噸。

與公路輸出相比， 100萬噸公路輸出鐵精粉通過管道輸送，可節(jié)約運(yùn)費(fèi)78元/噸（公路輸出費(fèi)用90元/噸-12元/噸管道輸出費(fèi)用），共節(jié)約運(yùn)費(fèi)100萬噸/年 78元/噸=7800萬元/年。

4.2生態(tài)效益分析

民營鐵精粉進(jìn)入管道輸送，避免了公路輸送時的揚(yáng)塵產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)環(huán)保;且避免了公路運(yùn)輸過程中的損耗。可避免鐵精粉堆存時風(fēng)力侵蝕所造成的損耗，同時可緩解bgjt公司原料緊缺壓力。

5結(jié)束語

管道計量系統(tǒng)自運(yùn)行以來性能可靠穩(wěn)定，計量誤差在1%以內(nèi)，通過嚴(yán)密管理可使計量誤差在0.5%以內(nèi)，解決了bgjt公司、bgbr公司和民營選廠鐵精礦計量結(jié)算的難題。此套管道輸送在線計量系統(tǒng)和技術(shù)屬國內(nèi)外首創(chuàng)，創(chuàng)新發(fā)明一系列礦漿管道輸送計量結(jié)算的新技術(shù)、新理論、新裝備，為管道輸送計量找到新辦法、新途徑，填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，使礦漿管道輸送更加完美，更加體現(xiàn)了礦漿管道比鐵路、公路等傳統(tǒng)運(yùn)輸方式運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)優(yōu)勢，此系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價值。