專利名稱：一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法，尤其涉及一種鐵精礦管道運(yùn)輸流量的智能計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法。
背景技術(shù)：
在鐵精礦管道運(yùn)輸過(guò)程中，由于礦漿漿體為固體鐵精礦和液態(tài)水混合物的特殊物理性質(zhì)，長(zhǎng)距離礦漿管道的輸送以及流量測(cè)量和計(jì)量，一直是行業(yè)內(nèi)難以解決的問(wèn)題。目前，世界范圍內(nèi)還沒(méi)有一種儀表能夠準(zhǔn)確對(duì)鐵精礦礦漿漿體流量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量。如果使用傳統(tǒng)測(cè)量水的流量計(jì)，其無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量出固體鐵精礦和液態(tài)水混合物含量、體積以及各個(gè)組份的具體含量。而漿體流量又是礦漿輸送過(guò)程中必要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于鐵精礦管道運(yùn)輸?shù)陌踩€(wěn)定運(yùn)行尤其重要。通過(guò)礦漿管道后的鐵精礦礦漿通常會(huì)經(jīng)歷一脫水過(guò)程，脫水后的礦粉要結(jié)果皮帶秤承重，計(jì)算出鐵精礦礦粉質(zhì)量。如果管道運(yùn)輸中出現(xiàn)故障導(dǎo)致部分鐵精礦遺留在管道中沒(méi)有運(yùn)輸出來(lái)，將有可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)出現(xiàn)故障，甚至安全事故。因而，開拓性的設(shè)計(jì)一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法就顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法，其解決的技術(shù)問(wèn)題是(1)長(zhǎng)距離固體物料管道輸送過(guò)程中管道內(nèi)鐵精礦礦漿無(wú)法進(jìn)行流量測(cè)量和成份計(jì)量； (2)無(wú)法確定管道中的鐵精礦是否完全被輸送出運(yùn)輸管道中，無(wú)法確保整個(gè)運(yùn)輸管道的安全性和穩(wěn)定性。為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下方案 一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于包括
一條或多條礦漿管道(1)，所述礦漿管道(1)用于傳輸鐵精礦礦漿； 一臺(tái)或多臺(tái)正排量活塞隔膜泵(2)，所述正排量活塞隔膜泵(2)用于對(duì)所述礦漿管道 (1)內(nèi)的礦漿進(jìn)行加壓，并且其固定泵腔用于測(cè)量鐵精礦礦漿在一定時(shí)間內(nèi)或一定沖程內(nèi)泵送的鐵精礦礦漿體積；
一個(gè)或多個(gè)濃度計(jì)量?jī)x(3)，其用于計(jì)量所述礦漿管道(1)中鐵精礦礦漿濃度； PLC控制系統(tǒng)(5)，其用于控制所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計(jì)量?jī)x(3)并且收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計(jì)量?jī)x(3)測(cè)量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值；
SCADA控制系統(tǒng)(6)，其用于接收所述PLC控制系統(tǒng)(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值，并計(jì)算出一段礦漿管道(1)中的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿質(zhì)量、整個(gè)管道內(nèi)的鐵精礦質(zhì)量以及整個(gè)管道內(nèi)生產(chǎn)水的質(zhì)量。進(jìn)一步，還包括一皮帶秤(4)，其用于對(duì)脫水后的鐵精礦進(jìn)行計(jì)量；所述皮帶秤(4)將無(wú)水鐵精礦的質(zhì)量數(shù)據(jù)通過(guò)所述PLC控制系統(tǒng)(5)發(fā)送給所述SCADA控制系統(tǒng)(6)， 所述SCADA控制系統(tǒng)(6)將所述皮帶秤(4)測(cè)量值與自身計(jì)算值進(jìn)行比較，以確定管道內(nèi)是否存在未被輸出的鐵精礦。進(jìn)一步，還包括管控一體化系統(tǒng)(7)，所述管控一體化系統(tǒng)(7)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述 SCADA控制系統(tǒng)(6)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。進(jìn)一步，還包括遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)，所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述PLC控制系統(tǒng)(5)連接，直接收集所述PLC控制系統(tǒng)(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值，并計(jì)算出鐵精礦礦漿體積、鐵精礦礦漿質(zhì)量、整個(gè)管道內(nèi)的鐵精礦質(zhì)量以及整個(gè)管道內(nèi)生產(chǎn)水的質(zhì)量。進(jìn)一步，所述皮帶秤(4 )將無(wú)水鐵精礦的質(zhì)量數(shù)據(jù)通過(guò)所述PLC控制系統(tǒng)(5 )發(fā)送給所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)，所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)將所述皮帶秤(4)測(cè)量值與自身計(jì)算值進(jìn)行比較，以確定管道內(nèi)是否存在未被輸出的鐵精礦。進(jìn)一步，所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)還包括一管道漿體輸送計(jì)量系統(tǒng)顯示界面 (9)。進(jìn)一步，所述濃度計(jì)量?jī)x(3)為超聲波濃度計(jì)量?jī)x。一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量方法，包括以下步驟
步驟I 所述PLC控制系統(tǒng)(5)收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計(jì)量?jī)x(3) 測(cè)量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值；
步驟II 所述SCADA控制系統(tǒng)(6)或所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)根據(jù)上述數(shù)值進(jìn)行如下計(jì)算并得出如下公式由于礦菜密度々《隨工況不同(例如打水、打漿以及漿水混合)會(huì)發(fā)生連續(xù)變化，因此·^ $是時(shí)間 的函數(shù)P (t)；所述正排量活塞隔膜泵(2)的活塞沖程數(shù)S的不斷遞增，S為連續(xù)變化，來(lái)代替時(shí)間t的遞增，因此(t)可以改寫為(S)； 經(jīng)過(guò)ds個(gè)沖程(即dt時(shí)間)，泵送的礦漿體積為 dVm =T7*V0*dS公式丄
其中=Vtl-活塞單個(gè)沖程的理想泵送體積；η-沖程體積經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(活塞泵送的效率)；V -礦漿體積；
于是在s個(gè)沖程(即t時(shí)間)內(nèi)，泵送的礦漿總體積和總質(zhì)量分別為
權(quán)利要求
1.一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于包括一條或多條礦漿管道(1)，所述礦漿管道(1)用于傳輸鐵精礦礦漿；一臺(tái)或多臺(tái)正排量活塞隔膜泵(2)，所述正排量活塞隔膜泵(2)用于對(duì)所述礦漿管道 (1)內(nèi)的礦漿進(jìn)行加壓，并且其固定泵腔用于測(cè)量鐵精礦礦漿在一定時(shí)間內(nèi)或一定沖程內(nèi)泵送的鐵精礦礦漿體積；一個(gè)或多個(gè)濃度計(jì)量?jī)x(3)，其用于計(jì)量所述礦漿管道(1)中鐵精礦礦漿濃度； PLC控制系統(tǒng)(5 )，其用于控制所述正排量活塞隔膜泵(2 )和所述濃度計(jì)量?jī)x(3 )并且收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計(jì)量?jī)x(3)測(cè)量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值；SCADA控制系統(tǒng)(6)，其用于接收所述PLC控制系統(tǒng)(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值，并計(jì)算出一段礦漿管道(1)中的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿質(zhì)量、整個(gè)管道內(nèi)的鐵精礦質(zhì)量以及整個(gè)管道內(nèi)生產(chǎn)水的質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于還包括一皮帶秤 (4)，其用于對(duì)脫水后的鐵精礦進(jìn)行計(jì)量；所述皮帶秤(4)將無(wú)水鐵精礦的質(zhì)量數(shù)據(jù)通過(guò)所述PLC控制系統(tǒng)(5)發(fā)送給所述SCADA控制系統(tǒng)(6)，所述SCADA控制系統(tǒng)(6)將所述皮帶秤(4)測(cè)量值與自身計(jì)算值進(jìn)行比較，以確定管道內(nèi)是否存在未被輸出的鐵精礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于還包括管控一體化系統(tǒng)(7)，所述管控一體化系統(tǒng)(7)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述SCADA控制系統(tǒng)(6)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于還包括遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)，所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與所述PLC控制系統(tǒng)(5)連接，直接收集所述PLC控制系統(tǒng)(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值，并計(jì)算出鐵精礦礦漿體積、鐵精礦礦漿質(zhì)量、整個(gè)管道內(nèi)的鐵精礦質(zhì)量以及整個(gè)管道內(nèi)生產(chǎn)水的質(zhì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述皮帶秤(4)將無(wú)水鐵精礦的質(zhì)量數(shù)據(jù)通過(guò)所述PLC控制系統(tǒng)(5)發(fā)送給所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)，所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)將所述皮帶秤(4)測(cè)量值與自身計(jì)算值進(jìn)行比較，以確定管道內(nèi)是否存在未被輸出的鐵精礦。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)還包括一管道漿體輸送計(jì)量系統(tǒng)顯示界面(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述濃度計(jì)量?jī)x (3)為超聲波濃度計(jì)量?jī)x。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1至7礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量方法，包括以下步驟步驟I 所述PLC控制系統(tǒng)(5)收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計(jì)量?jī)x(3) 測(cè)量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數(shù)值；步驟II 所述SCADA控制系統(tǒng)(6)或所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)根據(jù)上述數(shù)值進(jìn)行如下計(jì)算并得出如下公式經(jīng)過(guò)ds個(gè)沖程(即dt時(shí)間)，泵送的礦漿體積為 dFx =V*V0*dS公式丄其中=Vtl-活塞單個(gè)沖程的理想泵送體積；η-沖程體積經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(活塞泵送的效率)；V -礦漿體積；于是在s個(gè)沖程(即t時(shí)間)內(nèi)，泵送的礦漿總體積和總質(zhì)量分別為
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量方法，其特征在于所述SCADA控制系統(tǒng)(6)或所述遠(yuǎn)程智能計(jì)量系統(tǒng)(8)將計(jì)算出的■與所述皮帶秤(4)計(jì)算出鐵精礦的質(zhì)量相比較，當(dāng)兩值相同或相差在安全值內(nèi)，證明鐵精礦管道運(yùn)輸安全；當(dāng)兩值相差值大于安全值時(shí)，證明存在一定量的鐵精礦殘留在管道中，需要進(jìn)行故障排除。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種礦漿管道運(yùn)量的智能計(jì)量系統(tǒng)及計(jì)量方法，包括礦漿管道(1)、正排量活塞隔膜泵(2)、濃度計(jì)量?jī)x(3)、皮帶秤(4)、PLC控制系統(tǒng)(5)、SCADA控制系統(tǒng)(6)、管控一體化系統(tǒng)(7)、智能計(jì)量系統(tǒng)(8)以及管道漿體輸送計(jì)量系統(tǒng)顯示界面(9)。本發(fā)明由于通過(guò)正排量活塞隔膜泵、濃度計(jì)量?jī)x以及PLC控制系統(tǒng)采集礦漿濃度和礦漿體積數(shù)據(jù)，再根據(jù)計(jì)算公式得出一段礦漿管道中的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿質(zhì)量、整個(gè)管道內(nèi)的鐵精礦質(zhì)量以及整個(gè)管道內(nèi)生產(chǎn)水的質(zhì)量，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)管道運(yùn)輸中的各種參數(shù)進(jìn)行精密監(jiān)控。
文檔編號(hào)F17D3/18GK102182928SQ20111002659
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者安建, 拔海波, 普光躍, 王健 申請(qǐng)人:云南大紅山管道有限公司