[发明专利]一种控制加速流的浆体管道输送系统及加速流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及长距离浆体管道输送技术，尤其涉及一种控制加速流的浆体管道输送系统及加速流控制方法。

背景技术

在长距离浆体管道输送技术中，特殊地理地貌使得管道沿线海拔高差较大，增加了铁精矿矿浆管道的输送难度，而且在多级泵站衔接输送过程中，浆头、浆尾到达不同位置的压力和速度均有很大的变化，当比重大的介质（铁精矿）推着比重较轻的介质（水）（俗称浆头）从海拔高处往低处走时会产生加速流，当比重轻的介质推着比重较大的介质（俗称浆尾）从低处往高处走时会发生过压。实际中矿浆推水从海拔高点往下走时所产生的加速流将会对下游管道以及后级泵站带来较大的磨损破坏，因此必须制止这种加速流的产生，保证浆体管道的安全运行。现有技术中对这种浆头带来的加速流进行控制的方法主要是通过及时启动后级泵站加压主泵来提高入口压力，迫使浆头所在高点位置的压力升高，以此来抵消浆头在高点所产生负压，阻止加速流的产生，这种加速流控制方案存在诸多缺陷：一、需要多点监测，多设备参与控制，操作繁琐；二、由于后级管线是水，沿程损失不高，使得及时启动后级泵站加压主泵的成本增高；三、泵站人员需要不定时地去检查各设备的运行情况，且由于入口压力升高，高压危险源点增多，带来较大的安全隐患。

发明内容

本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种能够有效控制加速流的浆体管道输送系统及其加速流控制方法，针对初始情况下管道内充满水介质的浆体输送管道系统，基于管道沿程损失与管道距离长度的关系，在特定位置设置监测浆头的加速流监测站，并在后级泵站主管中引入旁通管道，当加速流监测站监测到浆头时，打开旁通管道阀门将浆体输送主管道内的介质水通过旁通管道输送至脱水车间，有效利用长距离的沿程损失抵消加速流监测站的加速流负压，实现了不启动后级泵站加压主泵设备也能有效地控制加速流，克服了传统依靠后级泵站加压主泵提高压力的加速流控制方式的诸多缺陷，降低了浆体管道磨损，提高了浆体管道输送系统的运行效率和寿命。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种控制加速流的浆体管道输送系统，包括前级泵站A、加速流监测站B、后级泵站C、脱水车间D和浆体输送主管道E，沿所述浆体输送主管道E，所述后级泵站C设置于所述前级泵站A的下游，所述脱水车间D设置于所述后级泵站C的下游，所述加速流监测站B设置于所述前级泵站A和后级泵站C之间的浆体输送主管道E的海拔高点位置，所述后级泵站C包括后级泵站加压主泵6和旁通管道7，所述后级泵站加压主泵6设置于所述浆体输送主管道E上，所述旁通管道7并联于所述后级泵站加压主泵6的两端并连通所述浆体输送主管道E。

进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述加速流监测站B与后级泵站C之间的距离满足以下条件：流体自加速流监测站B输送至脱水车间D时，加速流监测站B和脱水车间D之间浆体输送主管道的长度对流体所产生的沿程损失阻力足以抵消加速流监测站处的加速流负压。

进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述前级泵站A包括搅拌槽1、喂料泵2和前级泵站加压主泵3，所述搅拌槽1的底部出口连接于所述喂料泵2，所述喂料泵2的泵送出口连接于所述前级泵站加压主泵3，所述前级泵站加压主泵3的泵送出口连接于所述浆体输送主管道E。

进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述加速流监测站B包括有第一浆头监测单元4，所述第一浆头监测单元4基于浆体压力和/或密度判定浆头是否到达加速流监测站位置。

进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述后级泵站C还包括有第二浆头监测单元5，所述第二浆头监测单元5设置于后级泵站加压主泵6上游的浆体输送主管道E上，所述旁通管道的入口端和出口端均设置有旁通管道阀门9，所述后级泵站加压主泵6的前后端设置有主泵出入口阀门8。

进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述脱水车间D包括消能孔板12、消能支路、消能支路阀门10、脱水阀门11、浓缩池13和水池14，所述浆体输送主管道E连接于所述浓缩池13和水池14，并在浓缩池入口设置有浓缩池入口阀门15，在水池14入口设置有水池入口阀门16，所述消能支路并联于所述浆体输送主管道E，并在所述消能支路上设置有消能孔板12和消能支路阀门10，在所述消能支路所并联的浆体输送主管道E上设置有脱水阀门11。

进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述后级泵站C与脱水车间D之间的浆体输送主管道长度在70km以上。