CN104019366A - 具有管道保护功能的浆体输送管道***和浆体输送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种具有管道保护功能的浆体输送管道***和浆体输送方法，所述管道***包括浓缩池、底流泵、矿浆存储槽、喂料泵和石灰乳添加单元，所述石灰乳添加单元包括石灰乳搅拌槽、石灰乳计量泵、第一管道支路和第二管道支路，所述石灰乳搅拌槽通过管道连接于石灰乳计量泵，所述石灰乳计量泵的出口同时连接于所述第一管道支路和第二管道支路，所述第一管道支路的出口连接于所述底流泵的连接管道上，所述第二管道支路的出口连接于所述喂料泵的连接管道上。本发明通过交替切换两条管道支路向浆体输送主管道添加石灰乳，避免了管道内壁积累形成较厚的结垢层，在保证石灰乳添加量的同时，实现了连续生产，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及管道输送技术领域，更具体的涉及一种具有管道保护功能的浆体输送管道***和浆体输送方法。
背景技术
管道输送技术是一种新型的运输方式，区别于公路、铁路、水运、航空等传统运输方式，管道运输不仅具有运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低等独特优点，并可实现自动控制。如今全球的管道运输承担着很大比例的能源物资运输，包括原油、成品油、天然气、油田伴生气、煤浆、精矿等，它在国民经济和社会发展中起着十分重要的作用。但是用于输送矿浆的浆体输送管道通常是由低碳钢做成的，由腐蚀和磨损引起的管道内部金属损耗在管路设计中占有主要地位，而且浆体管道的内部腐蚀损耗明显不同于单纯输送流体的管道，因为浆体中固体颗粒的存在会加速腐蚀率，同时也会磨损管壁，因此选择管道管壁时都要考虑服务年限的腐蚀裕量。一般选厂生产出来的铁精矿矿浆PH值处于7以下，呈酸性，为降低浆体管道的腐蚀率，要求管道输送的矿浆呈碱性，通常都是通过在管道中添加石灰乳来提高输送矿浆的pH值，将PH值提高到10.5能够有效降低腐蚀速率，但是在浆体输送管道中添加石灰乳的同时会在管道内壁形成结垢层（碳酸钙），在长时间的使用过程中这种结垢层的厚度会越积越厚，最终导致浆体输送管道的有效内径变小，严重的影响管道对浆体的输送产能，尤其是在管道较细的输送浆体供应单元中，现有技术中常用的做法是定期将浆体供应单元中的管道拆卸下来进行结垢层的清理，这种清理方式不但工艺复杂，而且有时拆卸下来后发现管道内壁的结垢层并没有达到影响产能的厚度，使得这种盲目的管道拆卸清理方式会严重的影响生产效率。
发明内容
本发明基于上述现有技术问题，提出一种具有管道保护功能的浆体输送管道***和浆体输送方法，通过创新设计包括两条管道支路的石灰乳添加***，来交叉切换地向浆体输送主管道添加石灰乳，避免了管道内壁积累形成较厚的结垢层，在保证石灰乳添加量的同时，实现了连续生产，提高了生产效率。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种具有管道保护功能的浆体输送管道***，包括浓缩池1、底流泵2、矿浆存储槽3、喂料泵4和石灰乳添加单元，所述浓缩池1的底部出口通过管道连接于所述底流泵2的泵送入口，所述底流泵2的泵送出口通过管道连接于所述矿浆存储槽3的入口，所述矿浆存储槽3的出口通过管道连接于所述喂料泵4的泵送入口，所述石灰乳添加单元包括石灰乳搅拌槽5、石灰乳计量泵6、第一管道支路和第二管道支路，所述石灰乳搅拌槽5的出口通过管道连接于石灰乳计量泵6的泵送入口，所述石灰乳计量泵6的泵送出口同时连接于所述第一管道支路和第二管道支路，所述第一管道支路的出口连接于所述底流泵2的连接管道上，所述第二管道支路的出口连接于所述喂料泵4的连接管道上。
进一步的根据本发明所述的浆体输送管道***，其中所述第一管道支路和第二管道支路上均设置有阀门7、8、9、10和止回阀11、12。
进一步的根据本发明所述的浆体输送管道***，其中所述第一管道支路的出口连接于所述底流泵2的泵送入口管道上，所述第二管道支路的出口连接于所述喂料泵4的泵送入口管道上。
进一步的根据本发明所述的浆体输送管道***，其中还包括有主泵13和浆体输送主管道14，所述喂料泵4的泵送出口通过管道连接于所述主泵13的泵送入口，所述主泵13的泵送出口通过管道连接于所述浆体输送主管道14。
进一步的根据本发明所述的浆体输送管道***，其中通过所述阀门控制所述第一管道支路和第二管道支路处于交替连通状态。
进一步的根据本发明所述的浆体输送管道***，其中所述石灰乳搅拌槽5提供的石灰乳的重量浓度处于15-20%，所述石灰乳计量泵6控制所述石灰乳的添加体积比例处于1/1000-10/1000之间，且进入浆体输送主管道14的浆体PH值为10以上。
一种基于本发明所述浆体输送管道***进行的浆体输送方法，包括以下步骤：
1）、启动底流泵2，将浓缩池1中的浆体泵送至矿浆存储槽3，启动喂料泵4，将矿浆存储槽3内的浆体泵送输出，同时启动石灰乳计量泵6，将石灰乳搅拌槽5内的石灰乳泵送输出；
2）、打开第一管道支路上的阀门7、9，同时关闭第二管道支路上的阀门8，利用第一管道支路将石灰乳搅拌槽5内的石灰乳按预定比例添加到底流泵2所连接的管道内，并与其中的浆体混合；
3）、检测所述底流泵2所连接管道内壁的石灰乳结垢是否超出预设厚度，若否则继续检测，若是则执行步骤4；
4）、关闭第一管道支路上的阀门7，同时打开第二管道支路上的阀门8、10，利用第二管道支路将石灰乳搅拌槽5内的石灰乳按预定比例添加到喂料泵4所连接的管道内，并与其中的浆体混合；
5）、检测所述喂料泵4所连接管道内壁的石灰乳结垢是否超出预设厚度，若否则继续检测，若是则重复执行步骤2。
进一步的根据本发明所述的浆体输送方法，其中所述步骤3）具体是检测所述底流泵2的泵送入口管道内壁的石灰乳结垢状态，所述步骤5）具体是检测所述喂料泵4的泵送入口管道内壁的石灰乳结垢状态。
进一步的根据本发明所述的浆体输送方法，其中所述步骤2）中还包括对第二管道支路内的石灰乳结垢进行清理；所述步骤4）中还包括对第一管道支路内的石灰乳结垢进行清理。
进一步的根据本发明所述的浆体输送方法，其中所述石灰乳搅拌槽5提供的石灰乳的重量浓度处于15-20%，所述石灰乳计量泵6控制所述石灰乳与浆体间的体积流量比例处于1/1000-10/1000之间。
通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：
1）、所述浆体输送管道***具备石灰乳添加单元，实现了碱性浆体输送，并将管道内壁的腐蚀控制在设计范围之内，提高了管道使用寿命。
2）、所述石灰乳添加***基于两条管道支路相互切换的方式向浆体输送管道***添加石灰乳，即通过向底流泵管道与喂料泵管道相互切换的方式添加石灰乳，避免了在添加石灰乳过程中管道内壁积累形成较厚的结垢层而影响管道输送产能，提高了管道运输效率并降低了管道被堵塞的风险。
3）、所述浆体管道输送方法利用浆体的流动性自动清理石灰乳结垢层，避免了传统方法中每半年必须对管道进行清洗的问题，有效的保护了管道，并大大降低了管道清理成本，保证了浆体管道输送***的连续运行，提高了生产效率。
附图说明
附图1为本发明所述浆体输送管道***的整体结构示意图。
图中各附图标记的含义如下：
1-浓缩池，2-底流泵，3-矿浆存储槽，4-喂料泵，5-石灰乳搅拌槽，6-石灰乳计量泵，7-阀门，8-阀门，9-阀门，10-阀门，11-止回阀，12-止回阀，13-主泵，14-浆体输送主管道。
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。
一种具有管道保护功能的浆体输送管道***，如附图1所示的，包括浓缩池1、底流泵2、矿浆存储槽3、喂料泵4、石灰乳搅拌槽5、石灰乳计量泵6、阀门7-10、止回阀11-12、主泵和浆体输送主管道14，其中所述浓缩池1用于浓缩矿浆浆体，在浓缩池1的底部出口通过管道连接于底流泵2，所述底流泵2的泵送出口通过管道连接于矿浆存储槽3，通过所述底流泵2将浓缩池1中浓缩的矿浆浆体泵送至矿浆存储槽3内，所述矿浆存储槽3的出口通过管道连接于喂料泵4，所述喂料泵4的泵送出口通过管道连接于主泵13，所述主泵13的泵送出口连接于浆体输送主管道14，通过所述喂料泵4将矿浆存储槽3内的矿浆浆体泵送至主泵13，在通过所述主泵13将浆体供应至浆体输送主管道14中，借助浆体输送主管道14实现矿浆浆体的长距离输送。
由于浆体输送管道是由低碳钢做成的，为减轻浆体输送过程中对管道内壁造成的腐蚀和磨损，需要将管道内输送浆体的PH值设置在10.5以降低腐蚀速率，通过在管道中添加石灰乳来实现浆体pH值的调整，即满足管道输送要求矿浆为碱性的条件，但是在浆体输送管道中添加石灰乳的同时会在管道内壁形成结垢层（碳酸钙，对于铁精矿浆体输送管道来说还包括Fe（OH）2或Fe（OH）3），在长时间的使用过程中这种结垢层的厚度会越积越厚，最终导致浆体输送管道的有效内径变小，严重的影响管道对浆体的输送产能，尤其是在输送浆体的供应单元中，因其中的管道远细于浆体输送主管道，因此在添加石灰乳的过程中必须预防石灰乳在管道内壁形成较厚的结垢层，本申请创新的提出了在浆体管道输送***中的石灰乳添加单元，同时考虑了这种结垢影响，如附图1所示的，所述石灰乳添加单元具体包括石灰乳搅拌槽5、石灰乳计量泵6、阀门7-10、止回阀11-12和连接管道，所述石灰乳搅拌槽5用于搅拌生成预定浓度的石灰乳，优选的所述石灰乳的重量浓度为16.24%,固体颗粒的体积浓度为5.55%，根据设计的矿浆浆体体积流量184.21m3/h（Cw为70%），对应添加的石灰乳流量为0.87m3/h，所述石灰乳搅拌槽5的出口通过管道连接于石灰乳计量泵6，通过石灰乳计量泵6来控制石灰乳与矿浆浆体间的混合比例（按流量计：2-8:1000），所述石灰乳计量泵6的出口管道连接于两条管道支路，其中一条管道支路连接于底流泵2的入口管道上（浓缩池1底部出口与底流泵2间的连接管道），并在该管道支路上设置有阀门7、阀门9和止回阀11，优选在该管道支路上可进一步设置有pH检测仪，其中另一条管道支路连接于喂料泵4的入口管道上（矿浆存储槽3底部出口与喂料泵4间的连接管道），并在该管道支路上设置有阀门8、阀门10和止回阀12，优选在该管道支路上可进一步设置有pH检测仪，两条管道支路按照预定时间间隔相互交替的工作，当选择第一条管道支路添加石灰乳时，启动石灰乳计量泵6,打开阀门7和9，同时关闭阀门8，石灰乳搅拌槽5内预定浓度的石灰乳通过石灰乳计量泵6经第一条管道支路泵送至底流泵2的泵送管道入口，同浓缩池1中的矿浆浆体均匀混合后由底流泵2泵送至矿浆存储槽3，实现石灰乳按预定比例添加到矿浆浆体中，在这种情况下同时检测底流泵2所连接管道内壁的结垢情况，如果管道内壁的结垢比较多的话（超出预定检测标准），则切换采用第二条管道支路来添加石灰乳时，具体的关闭阀门7、打开阀门8和10，石灰乳搅拌槽5内预定浓度的石灰乳通过石灰乳计量泵6经第二条管道支路泵送至喂料泵4的泵送管道入口，同矿浆存储槽3输出的矿浆浆体均匀混合后由喂料泵4泵送输出，同时来自浓缩池1的矿浆浆体在经底流泵2泵送至矿浆存储槽3的过程中，会将底流泵2所连接管道内壁产生的结垢层进行磨损消耗，以避免底流泵所连接管道内壁形成长期累积的结垢层，同时在通过第二条管道支路添加石灰乳的过程中，同时检测喂料泵4所连接管道内壁的结垢情况，如果管道内壁的结垢比较多的话（超出预定检测标准），同理再次切换到第一条管道支路来添加石灰乳，喂料泵4所连接管道内壁已产生的结垢层会被矿浆存储槽3内未添加石灰乳矿浆浆体磨损消耗，如此交叉切换的添加石灰乳能够有效的保护浆体供应单元中喂料泵4和底流泵2所连接管道上不会形成累积的结垢层，完全避免了石灰乳结垢层在管道内壁上越积越厚的现象，保证了浆体供应量，同时免去了对管道的定期化学清洗环节，同时在所述第一条管道支路和第二条管道支路切换工作期间，能够同时对另一管道支路内壁进行清理，如当第一条管道支路工作时，对第二管道支路进行清理，当第二条管道支路工作时，对第一管道支路进行清理。优选的所述第一条管道支路和第二管道支路按照每半年切换一次的方式进行工作，这是申请人经过长时期的实践总结出来的，一般按照石灰乳和矿浆浆体的常用配比流量2-8:1000，一般在半年左右石灰乳方才会在管道内壁形成累积厚度的结垢层。上述底流泵2所连接管道内壁结垢情况的检测和喂料泵4所连接管道内壁结垢情况的检测可通过在管道口进行，比如底流泵2所连接管道内壁的检测可通过在底流泵泵送入口处的管道内壁进行，一者这种入口处的管道内壁容易检测，另外石灰乳在泵送入口处的结垢是最为严重的，当泵送入口处的管道内壁上不形成较厚的结垢层时，管道的其他部位也不会产生影响生产运输的更厚的厚度。当关闭底流泵和喂料泵停止浆体供应时，同时关闭石灰乳计量泵。
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 (10)
1.一种具有管道保护功能的浆体输送管道***，其特征在于，包括浓缩池（1）、底流泵（2）、矿浆存储槽（3）、喂料泵（4）和石灰乳添加单元，所述浓缩池（1）的底部出口通过管道连接于所述底流泵（2）的泵送入口，所述底流泵（2）的泵送出口通过管道连接于所述矿浆存储槽（3）的入口，所述矿浆存储槽（3）的出口通过管道连接于所述喂料泵（4）的泵送入口，所述石灰乳添加单元包括石灰乳搅拌槽（5）、石灰乳计量泵（6）、第一管道支路和第二管道支路，所述石灰乳搅拌槽（5）的出口通过管道连接于石灰乳计量泵（6）的泵送入口，所述石灰乳计量泵（6）的泵送出口同时连接于所述第一管道支路和第二管道支路，所述第一管道支路的出口连接于所述底流泵（2）的连接管道上，所述第二管道支路的出口连接于所述喂料泵（4）的连接管道上。
2.根据权利要求1所述的浆体输送管道***，其特征在于，所述第一管道支路和第二管道支路上均设置有阀门（7、8、9、10）和止回阀（11、12）。
3.根据权利要求2所述的浆体输送管道***，其特征在于，所述第一管道支路的出口连接于所述底流泵（2）的泵送入口管道上，所述第二管道支路的出口连接于所述喂料泵（4）的泵送入口管道上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的浆体输送管道***，其特征在于，还包括有主泵（13）和浆体输送主管道（14），所述喂料泵（4）的泵送出口通过管道连接于所述主泵（13）的泵送入口，所述主泵（13）的泵送出口通过管道连接于所述浆体输送主管道（14）。
5.根据权利要求2或3所述的浆体输送管道***，其特征在于，通过所述阀门控制所述第一管道支路和第二管道支路处于交替连通状态。
6.根据权利要求1-5任一项所述的浆体输送管道***，其特征在于，所述石灰乳搅拌槽（5）提供的石灰乳的重量浓度处于15-20%，所述石灰乳计量泵（6）控制石灰乳的添加体积比例处于1/1000-10/1000之间。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述浆体输送管道***进行的浆体输送方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、启动底流泵（2），将浓缩池（1）中的浆体泵送至矿浆存储槽（3），启动喂料泵（4），将矿浆存储槽（3）内的浆体泵送输出，同时启动石灰乳计量泵（6），将石灰乳搅拌槽（5）内的石灰乳泵送输出；
（2）、打开第一管道支路上的阀门（7、9），同时关闭第二管道支路上的阀门（8），利用第一管道支路将石灰乳搅拌槽（5）内的石灰乳按预定比例添加到底流泵（2）所连接的管道内，并与其中的浆体混合；
（3）、检测所述底流泵（2）所连接管道内壁的石灰乳结垢是否超出预设厚度，若否则继续检测，若是则执行步骤（4）；
（4）、关闭第一管道支路上的阀门（7），同时打开第二管道支路上的阀门（8、10），利用第二管道支路将石灰乳搅拌槽（5）内的石灰乳按预定比例添加到喂料泵（4）所连接的管道内，并与其中的浆体混合；
（5）、检测所述喂料泵（4）所连接管道内壁的石灰乳结垢是否超出预设厚度，若否则继续检测，若是则重复执行步骤（2）。
8.根据权利要求7所述的浆体输送方法，其特征在于，所述步骤（3）具体是检测所述底流泵（2）的泵送入口管道内壁的石灰乳结垢状态，所述步骤（5）具体是检测所述喂料泵（4）的泵送入口管道内壁的石灰乳结垢状态。
9.根据权利要求7所述的浆体输送方法，其特征在于，所述步骤（2）中还包括对第二管道支路内的石灰乳结垢进行清理；所述步骤（4）中还包括对第一管道支路内的石灰乳结垢进行清理。
10.根据权利要求7-9任一项所述的浆体输送方法，其特征在于，所述石灰乳搅拌槽（5）提供的石灰乳的重量浓度处于15-20%，所述石灰乳计量泵（6）控制所述石灰乳与浆体间的体积流量比例处于1/1000-10/1000之间，且进入浆体输送主管道（14）的浆体PH值为10以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |