[发明专利]一种长距离浆体管道多级泵站输送中加速流控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种长距离浆体管道多级泵站输送中加速流的控制系统，其特征在于，包括依次设置在浆体输送管道上的前级泵站主泵(1)和后级泵站主泵(3)，以及峰点压力表和密度计(2)；所述前级泵站主泵(1)和后级泵站主泵(3)，用于调节浆体输送管道内浆体的流量和流速，保证浆体流速小于加速流；所述峰点压力表和密度计(2)，用于测量浆体输送管道峰点处的管内浆体压力和密度。本发明通过检测设备，快速发现加速流，同时及时进行前后级泵站之间的配合泵速调节，控制管道内浆体的流速，主动防止加速流的扩大；提高管道的使用寿命及使用效率，降低管道内壁的磨蚀速率。

技术领域

本发明涉及长距离浆体输送管道磨蚀控制领域，尤其是一种长距离浆体管道多级泵站输送中加速流控制系统和方法。

背景技术

长距离浆体管道输送系统通常敷设于地形起伏不平、中途有峰点或顺坡敷设坡度较陡的地形条件下，浆体流动从峰顶下跌时和浆体批量输送时往往会出现满管流动的摩阻损失不足以消耗峰点势能的情况，从而像“打滑梯”一样，产生加速流，在峰顶下一定长度的管道内出现非满管流，其流速由小而大逐渐加速，直至在新的条件下满管流的摩阻损失恰好可以消耗加速流终点或满管流起点的势能为止。加速流的产生实际上是由多余的能量引起，峰点的多余势能通过加速流段予以消耗。

浆体加速流段管道内流体速度会超过正常满管流时浆体流速，根据文献介绍，管道的磨损速度与流速的2～3次方成正比，可见加速流段的管道，如不对加速流现象采取控制措施，会造成管道磨蚀加剧，缩短管线寿命。

目前，控制和消除加速流的方法主要采用：

1.管道保护：这种方法主要是增加加速流段管道的壁厚、改小加速流段管道的管径或改用耐磨衬里的管道，这种方法增加了管道输送成本且对管道消能效果不明显；

2.通过改变管道的敷设坡度和输送工艺条件来控制消除管道峰点加速流，这种方法对前期管道的铺设地形要求较高，在复杂山区地形管道沿线有些坡度是很难减小的或是减小坡度的成本大大高于工程投资，因此这种方法对投资以及输送工艺设计要求较高；

3.末端设置节流孔板进行降压，利用流体在节流孔板前后的突然收缩和突然扩大所产生的涡流损失，形成局部阻力，通过此局部阻力来消耗加速流段多余的势能而达到控制和消除加速流的目的，但是消能速度慢。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种长距离浆体管道多级泵站输送中加速流控制系统和方法，通过峰点压力表和密度计的设置，测量峰点的浆体压力和浆体密度，同时根据测量的结果，调节前级泵站主泵和后级泵站主泵的泵速差，从而调节管道内的浆体流量和流速，避免浆体加速流的扩大和及时消除，提高管道的使用寿命及使用效率，降低管道内壁的磨蚀速率。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种长距离浆体管道多级泵站输送中加速流的控制系统，其特征在于，包括依次设置在浆体输送管道上的前级泵站主泵和后级泵站主泵，以及峰点压力表和密度计；所述前级泵站主泵和后级泵站主泵，用于调节浆体输送管道内浆体的流量和流速，保证浆体流速小于加速流；所述峰点压力表和密度计，用于测量浆体输送管道峰点处的管内浆体压力和密度。

以上结构，在现有技术中，加速流的消除都是在加速流发生到一定程度后，才开始进行消除，没有主动的检测加速流的发生，并及时、快速的对加速流进行主动的消除；而本发明的技术方案中，在加速流发生时就检测到，同时在加速流未扩大就进行调压消除，能够提高消除的效率，同时对管道又更好的保护。

进一步的，所述后级泵站主泵前端的管道上设有阀门一，阀门一前端通过管道二连接事故池或水池，管道二上安装有阀门二。

本发明一种长距离浆体管道多级泵站输送中加速流的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：根据测量的前级泵站主泵的输送流量，计算矿浆到达峰点的时间和浆体压力；