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管道输送计量系统技术研究

刘亚峰

摘要：此管道输送计量系统主要是通过隔膜泵输送矿浆的体积流量和管道密度计检测的密度，运用公式计算和自动化程序得出输送矿浆的质量。且通过设计出一种快速方便的自动标定系统检测和修订计量误差，保证了计量系统准确。
关键词：矿浆管道;在线计量;自动标定
1现状调研
行业内，铁精矿矿浆在线计量结算方法和技术没有太好模式。以原矿品位、精矿品位、尾矿品位，原矿处理量理论精矿计算进行计量，误差太大。矿浆过滤后进行称重，计量准确，但过程繁琐，节约成本有限且效率较低。业内个别企业采取大型储料罐存储、化验检测计量方式也不是太准确，且无法实现在线连续计量;其他一些企业采用电磁流量计、浓度计进行计量误差太大。
2方案研究
2.1在线计量工艺
一般厂矿输送矿浆使用的是离心泵。离心泵结构简单，造价低，但离心泵存在流量不稳、波动大的问题。而容积式隔膜泵正好可以弥补这一缺陷，通过调查研究发现，隔膜泵容积计量精度已可达1%。若通过恒定控制进出口压力，则精度可进一步提高。因此，本项目选用隔膜泵进行矿浆输送。同时，安装声呐流量计对隔膜泵的体积流量进行比较校对。整体工艺见图1。
利用隔膜泵与声呐流量计综合比对测量矿浆体积流量。利用浓度计测量矿浆密度。再通过实验室化验检测出精矿干比重。
根据公式
式中 ——精矿量，t;Q——隔膜泵体积流量，m3/h;C——矿浆重量浓度，wt%; ——矿石干比重;  ——承载介质干比重。计算出精矿干量。并以原矿品位、精矿品位、尾矿品位，原矿处理量作为辅助验证。
2.2自动称重标定功能
隔膜泵在运行一段时间之后其容积仓的会发生磨损，从而会导致隔膜泵每个脉冲的输出量发生变化，所以定期需要对隔膜泵的容积进行标定。本项目设计的自动称重标定系统能够实现对隔膜泵容积进行自动标定。工艺简图见图2。
从历次标定数据来看，整体标定效果较好，误差基本在1%左右。
2.3计量结算系统
数据采集系统将每秒的数据打包输送给计量系统，计量系统通过内置计算公式计算得出精矿量。
3项目创新点
1）采用隔膜泵输送，隔膜泵由于计量体积较为准确，同时以核源密度计进行检测密度，两者结合实现矿浆在线计量。
2）计量系统标定创新：新建标定系统，以重量标定为主，通过体积标定进行校验，确保整个输送系统计量的准确性。为了做到标定过程的精确性，使用快开三通阀门，实现操作的准确性、及时性，降低系统误差。
3）隔膜泵计量创新。通过隔膜泵计数器对隔膜泵冲次进行准确计数，通过单次冲程输送矿浆体积进行矿浆体积计量，保证了计量的准确性。较其他矿浆类计量方式的准确性有了大幅提高（传统隔膜泵通过功率进行估算）。
4）精矿计量创新。精矿计量软件通过在线监测仪器的实时数据进行实时计量，每秒计量，进行累计叠加，保证计量的准确性。
5）数据采集方式创新。数据采集和计量分属两个系统，数据采集系统将每秒的数据打包输送给计量系统，计量系统通过系统计算得出精矿量。
4效益分析
4.1经济效益分析
管道输送量约120万吨/年，管道运行成本约12元/吨。
与公路输出相比， 100万吨公路输出铁精粉通过管道输送，可節约运费78元/吨（公路输出费用90元/吨-12元/吨管道输出费用），共节约运费100万吨/年 78元/吨=7800万元/年。
4.2生态效益分析
民营铁精粉进入管道输送，避免了公路输送时的扬尘产生，经济环保;且避免了公路运输过程中的损耗。可避免铁精粉堆存时风力侵蚀所造成的损耗，同时可缓解bgjt公司原料紧缺压力。
5结束语
管道计量系统自运行以来性能可靠稳定，计量误差在1%以内，通过严密管理可使计量误差在0.5%以内，解决了bgjt公司、bgbr公司和民营选厂铁精矿计量结算的难题。此套管道输送在线计量系统和技术属国内外首创，创新发明一系列矿浆管道输送计量结算的新技术、新理论、新装备，为管道输送计量找到新办法、新途径，填补了国内外空白，使矿浆管道输送更加完美，更加体现了矿浆管道比铁路、公路等传统运输方式运输的经济优势，此系统和相关技术具有广阔的产业化前景和巨大的经济价值。
装备维修技术2020年13期
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