專利名稱：一種礦漿管道運量的智能計量系統及計量方法
技術領域：
本發明涉及一種礦漿管道運量的智能計量系統及計量方法，尤其涉及一種鐵精礦管道運輸流量的智能計量系統及計量方法。
背景技術：
在鐵精礦管道運輸過程中，由于礦漿漿體為固體鐵精礦和液態水混合物的特殊物理性質，長距離礦漿管道的輸送以及流量測量和計量，一直是行業內難以解決的問題。目前，世界范圍內還沒有一種儀表能夠準確對鐵精礦礦漿漿體流量進行準確的計量。如果使用傳統測量水的流量計，其無法準確測量出固體鐵精礦和液態水混合物含量、體積以及各個組份的具體含量。而漿體流量又是礦漿輸送過程中必要的監測數據，對于鐵精礦管道運輸的安全穩定運行尤其重要。通過礦漿管道后的鐵精礦礦漿通常會經歷一脫水過程，脫水后的礦粉要結果皮帶秤承重，計算出鐵精礦礦粉質量。如果管道運輸中出現故障導致部分鐵精礦遺留在管道中沒有運輸出來，將有可能會導致整個運輸系統出現故障，甚至安全事故。因而，開拓性的設計一種礦漿管道運量的智能計量系統及計量方法就顯得十分重要。
發明內容
本發明設計了一種礦漿管道運量的智能計量系統及計量方法，其解決的技術問題是(1)長距離固體物料管道輸送過程中管道內鐵精礦礦漿無法進行流量測量和成份計量； (2)無法確定管道中的鐵精礦是否完全被輸送出運輸管道中，無法確保整個運輸管道的安全性和穩定性。為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案 一種礦漿管道運量的智能計量系統，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； 一臺或多臺正排量活塞隔膜泵(2)，所述正排量活塞隔膜泵(2)用于對所述礦漿管道 (1)內的礦漿進行加壓，并且其固定泵腔用于測量鐵精礦礦漿在一定時間內或一定沖程內泵送的鐵精礦礦漿體積；
一個或多個濃度計量儀(3)，其用于計量所述礦漿管道(1)中鐵精礦礦漿濃度； PLC控制系統(5)，其用于控制所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計量儀(3)并且收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計量儀(3)測量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值；
SCADA控制系統(6)，其用于接收所述PLC控制系統(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值，并計算出一段礦漿管道(1)中的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿質量、整個管道內的鐵精礦質量以及整個管道內生產水的質量。進一步，還包括一皮帶秤(4)，其用于對脫水后的鐵精礦進行計量；所述皮帶秤(4)將無水鐵精礦的質量數據通過所述PLC控制系統(5)發送給所述SCADA控制系統(6)， 所述SCADA控制系統(6)將所述皮帶秤(4)測量值與自身計算值進行比較，以確定管道內是否存在未被輸出的鐵精礦。進一步，還包括管控一體化系統(7)，所述管控一體化系統(7)通過網絡與所述 SCADA控制系統(6)進行遠程監控和管理。進一步，還包括遠程智能計量系統(8)，所述遠程智能計量系統(8)通過網絡與所述PLC控制系統(5)連接，直接收集所述PLC控制系統(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值，并計算出鐵精礦礦漿體積、鐵精礦礦漿質量、整個管道內的鐵精礦質量以及整個管道內生產水的質量。進一步，所述皮帶秤(4 )將無水鐵精礦的質量數據通過所述PLC控制系統(5 )發送給所述遠程智能計量系統(8)，所述遠程智能計量系統(8)將所述皮帶秤(4)測量值與自身計算值進行比較，以確定管道內是否存在未被輸出的鐵精礦。進一步，所述遠程智能計量系統(8)還包括一管道漿體輸送計量系統顯示界面 (9)。進一步，所述濃度計量儀(3)為超聲波濃度計量儀。一種礦漿管道運量的智能計量方法，包括以下步驟
步驟I 所述PLC控制系統(5)收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計量儀(3) 測量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值；
步驟II 所述SCADA控制系統(6)或所述遠程智能計量系統(8)根據上述數值進行如下計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)會發生連續變化，因此·^ $是時間 的函數P (t)；所述正排量活塞隔膜泵(2)的活塞沖程數S的不斷遞增，S為連續變化，來代替時間t的遞增，因此(t)可以改寫為(S)； 經過ds個沖程(即dt時間)，泵送的礦漿體積為 dVm =T7*V0*dS公式丄
其中=Vtl-活塞單個沖程的理想泵送體積；η-沖程體積經驗系數(活塞泵送的效率)；V -礦漿體積；
于是在s個沖程(即t時間)內，泵送的礦漿總體積和總質量分別為
權利要求
1.一種礦漿管道運量的智能計量系統，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；一臺或多臺正排量活塞隔膜泵(2)，所述正排量活塞隔膜泵(2)用于對所述礦漿管道 (1)內的礦漿進行加壓，并且其固定泵腔用于測量鐵精礦礦漿在一定時間內或一定沖程內泵送的鐵精礦礦漿體積；一個或多個濃度計量儀(3)，其用于計量所述礦漿管道(1)中鐵精礦礦漿濃度； PLC控制系統(5 )，其用于控制所述正排量活塞隔膜泵(2 )和所述濃度計量儀(3 )并且收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計量儀(3)測量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值；SCADA控制系統(6)，其用于接收所述PLC控制系統(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值，并計算出一段礦漿管道(1)中的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿質量、整個管道內的鐵精礦質量以及整個管道內生產水的質量。
2.根據權利要求1所述礦漿管道運量的智能計量系統，其特征在于還包括一皮帶秤 (4)，其用于對脫水后的鐵精礦進行計量；所述皮帶秤(4)將無水鐵精礦的質量數據通過所述PLC控制系統(5)發送給所述SCADA控制系統(6)，所述SCADA控制系統(6)將所述皮帶秤(4)測量值與自身計算值進行比較，以確定管道內是否存在未被輸出的鐵精礦。
3.根據權利要求1或2所述礦漿管道運量的智能計量系統，其特征在于還包括管控一體化系統(7)，所述管控一體化系統(7)通過網絡與所述SCADA控制系統(6)進行遠程監控和管理。
4.根據權利要求1或2所述礦漿管道運量的智能計量系統，其特征在于還包括遠程智能計量系統(8)，所述遠程智能計量系統(8)通過網絡與所述PLC控制系統(5)連接，直接收集所述PLC控制系統(5)采集的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值，并計算出鐵精礦礦漿體積、鐵精礦礦漿質量、整個管道內的鐵精礦質量以及整個管道內生產水的質量。
5.根據權利要求4所述礦漿管道運量的智能計量系統，其特征在于所述皮帶秤(4)將無水鐵精礦的質量數據通過所述PLC控制系統(5)發送給所述遠程智能計量系統(8)，所述遠程智能計量系統(8)將所述皮帶秤(4)測量值與自身計算值進行比較，以確定管道內是否存在未被輸出的鐵精礦。
6.根據權利要求4所述礦漿管道運量的智能計量系統，其特征在于所述遠程智能計量系統(8)還包括一管道漿體輸送計量系統顯示界面(9)。
7.根據權利要求1所述礦漿管道運量的智能計量系統，其特征在于所述濃度計量儀 (3)為超聲波濃度計量儀。
8.一種根據權利要求1至7礦漿管道運量的智能計量方法，包括以下步驟步驟I 所述PLC控制系統(5)收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述濃度計量儀(3) 測量出的鐵精礦礦漿體積和鐵精礦礦漿濃度數值；步驟II 所述SCADA控制系統(6)或所述遠程智能計量系統(8)根據上述數值進行如下計算并得出如下公式經過ds個沖程(即dt時間)，泵送的礦漿體積為 dFx =V*V0*dS公式丄其中=Vtl-活塞單個沖程的理想泵送體積；η-沖程體積經驗系數(活塞泵送的效率)；V -礦漿體積；于是在s個沖程(即t時間)內，泵送的礦漿總體積和總質量分別為
9.根據權利要求8所述礦漿管道運量的智能計量方法，其特征在于所述SCADA控制系統(6)或所述遠程智能計量系統(8)將計算出的■與所述皮帶秤(4)計算出鐵精礦的質量相比較，當兩值相同或相差在安全值內，證明鐵精礦管道運輸安全；當兩值相差值大于安全值時，證明存在一定量的鐵精礦殘留在管道中，需要進行故障排除。
全文摘要
本發明涉及了一種礦漿管道運量的智能計量系統及計量方法，包括礦漿管道(1)、正排量活塞隔膜泵(2)、濃度計量儀(3)、皮帶秤(4)、PLC控制系統(5)、SCADA控制系統(6)、管控一體化系統(7)、智能計量系統(8)以及管道漿體輸送計量系統顯示界面(9)。本發明由于通過正排量活塞隔膜泵、濃度計量儀以及PLC控制系統采集礦漿濃度和礦漿體積數據，再根據計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量、整個管道內的鐵精礦質量以及整個管道內生產水的質量，因而實現對整個管道運輸中的各種參數進行精密監控。
文檔編號F17D3/18GK102182928SQ20111002659
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者安建, 拔海波, 普光躍, 王健 申請人:云南大紅山管道有限公司