专利名称：一种矿浆管道运量的智能计量系统及计量方法
技术领域：
本发明涉及一种矿浆管道运量的智能计量系统及计量方法，尤其涉及一种铁精矿管道运输流量的智能计量系统及计量方法。
背景技术：
在铁精矿管道运输过程中，由于矿浆浆体为固体铁精矿和液态水混合物的特殊物理性质，长距离矿浆管道的输送以及流量测量和计量，一直是行业内难以解决的问题。目前，世界范围内还没有一种仪表能够准确对铁精矿矿浆浆体流量进行准确的计量。如果使用传统测量水的流量计，其无法准确测量出固体铁精矿和液态水混合物含量、体积以及各个组份的具体含量。而浆体流量又是矿浆输送过程中必要的监测数据，对于铁精矿管道运输的安全稳定运行尤其重要。通过矿浆管道后的铁精矿矿浆通常会经历一脱水过程，脱水后的矿粉要结果皮带秤承重，计算出铁精矿矿粉质量。如果管道运输中出现故障导致部分铁精矿遗留在管道中没有运输出来，将有可能会导致整个运输系统出现故障，甚至安全事故。因而，开拓性的设计一种矿浆管道运量的智能计量系统及计量方法就显得十分重要。
发明内容
本发明设计了一种矿浆管道运量的智能计量系统及计量方法，其解决的技术问题是(1)长距离固体物料管道输送过程中管道内铁精矿矿浆无法进行流量测量和成份计量； (2)无法确定管道中的铁精矿是否完全被输送出运输管道中，无法确保整个运输管道的安全性和稳定性。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案 一种矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于包括
一条或多条矿浆管道(1)，所述矿浆管道(1)用于传输铁精矿矿浆； 一台或多台正排量活塞隔膜泵(2)，所述正排量活塞隔膜泵(2)用于对所述矿浆管道 (1)内的矿浆进行加压，并且其固定泵腔用于测量铁精矿矿浆在一定时间内或一定冲程内泵送的铁精矿矿浆体积；
一个或多个浓度计量仪(3)，其用于计量所述矿浆管道(1)中铁精矿矿浆浓度； PLC控制系统(5)，其用于控制所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述浓度计量仪(3)并且收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述浓度计量仪(3)测量出的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值；
SCADA控制系统(6)，其用于接收所述PLC控制系统(5)采集的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值，并计算出一段矿浆管道(1)中的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆质量、整个管道内的铁精矿质量以及整个管道内生产水的质量。进一步，还包括一皮带秤(4)，其用于对脱水后的铁精矿进行计量；所述皮带秤(4)将无水铁精矿的质量数据通过所述PLC控制系统(5)发送给所述SCADA控制系统(6)， 所述SCADA控制系统(6)将所述皮带秤(4)测量值与自身计算值进行比较，以确定管道内是否存在未被输出的铁精矿。进一步，还包括管控一体化系统(7)，所述管控一体化系统(7)通过网络与所述 SCADA控制系统(6)进行远程监控和管理。进一步，还包括远程智能计量系统(8)，所述远程智能计量系统(8)通过网络与所述PLC控制系统(5)连接，直接收集所述PLC控制系统(5)采集的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值，并计算出铁精矿矿浆体积、铁精矿矿浆质量、整个管道内的铁精矿质量以及整个管道内生产水的质量。进一步，所述皮带秤(4 )将无水铁精矿的质量数据通过所述PLC控制系统(5 )发送给所述远程智能计量系统(8)，所述远程智能计量系统(8)将所述皮带秤(4)测量值与自身计算值进行比较，以确定管道内是否存在未被输出的铁精矿。进一步，所述远程智能计量系统(8)还包括一管道浆体输送计量系统显示界面 (9)。进一步，所述浓度计量仪(3)为超声波浓度计量仪。一种矿浆管道运量的智能计量方法，包括以下步骤
步骤I 所述PLC控制系统(5)收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述浓度计量仪(3) 测量出的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值；
步骤II 所述SCADA控制系统(6)或所述远程智能计量系统(8)根据上述数值进行如下计算并得出如下公式由于矿菜密度々《随工况不同(例如打水、打浆以及浆水混合)会发生连续变化，因此·^ $是时间 的函数P (t)；所述正排量活塞隔膜泵(2)的活塞冲程数S的不断递增，S为连续变化，来代替时间t的递增，因此(t)可以改写为(S)； 经过ds个冲程(即dt时间)，泵送的矿浆体积为 dVm =T7*V0*dS公式丄
其中=Vtl-活塞单个冲程的理想泵送体积；η-冲程体积经验系数(活塞泵送的效率)；V -矿浆体积；
于是在s个冲程(即t时间)内，泵送的矿浆总体积和总质量分别为
权利要求
1.一种矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于包括一条或多条矿浆管道(1)，所述矿浆管道(1)用于传输铁精矿矿浆；一台或多台正排量活塞隔膜泵(2)，所述正排量活塞隔膜泵(2)用于对所述矿浆管道 (1)内的矿浆进行加压，并且其固定泵腔用于测量铁精矿矿浆在一定时间内或一定冲程内泵送的铁精矿矿浆体积；一个或多个浓度计量仪(3)，其用于计量所述矿浆管道(1)中铁精矿矿浆浓度； PLC控制系统(5 )，其用于控制所述正排量活塞隔膜泵(2 )和所述浓度计量仪(3 )并且收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述浓度计量仪(3)测量出的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值；SCADA控制系统(6)，其用于接收所述PLC控制系统(5)采集的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值，并计算出一段矿浆管道(1)中的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆质量、整个管道内的铁精矿质量以及整个管道内生产水的质量。
2.根据权利要求1所述矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于还包括一皮带秤 (4)，其用于对脱水后的铁精矿进行计量；所述皮带秤(4)将无水铁精矿的质量数据通过所述PLC控制系统(5)发送给所述SCADA控制系统(6)，所述SCADA控制系统(6)将所述皮带秤(4)测量值与自身计算值进行比较，以确定管道内是否存在未被输出的铁精矿。
3.根据权利要求1或2所述矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于还包括管控一体化系统(7)，所述管控一体化系统(7)通过网络与所述SCADA控制系统(6)进行远程监控和管理。
4.根据权利要求1或2所述矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于还包括远程智能计量系统(8)，所述远程智能计量系统(8)通过网络与所述PLC控制系统(5)连接，直接收集所述PLC控制系统(5)采集的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值，并计算出铁精矿矿浆体积、铁精矿矿浆质量、整个管道内的铁精矿质量以及整个管道内生产水的质量。
5.根据权利要求4所述矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于所述皮带秤(4)将无水铁精矿的质量数据通过所述PLC控制系统(5)发送给所述远程智能计量系统(8)，所述远程智能计量系统(8)将所述皮带秤(4)测量值与自身计算值进行比较，以确定管道内是否存在未被输出的铁精矿。
6.根据权利要求4所述矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于所述远程智能计量系统(8)还包括一管道浆体输送计量系统显示界面(9)。
7.根据权利要求1所述矿浆管道运量的智能计量系统，其特征在于所述浓度计量仪 (3)为超声波浓度计量仪。
8.一种根据权利要求1至7矿浆管道运量的智能计量方法，包括以下步骤步骤I 所述PLC控制系统(5)收集所述正排量活塞隔膜泵(2)和所述浓度计量仪(3) 测量出的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆浓度数值；步骤II 所述SCADA控制系统(6)或所述远程智能计量系统(8)根据上述数值进行如下计算并得出如下公式经过ds个冲程(即dt时间)，泵送的矿浆体积为 dFx =V*V0*dS公式丄其中=Vtl-活塞单个冲程的理想泵送体积；η-冲程体积经验系数(活塞泵送的效率)；V -矿浆体积；于是在s个冲程(即t时间)内，泵送的矿浆总体积和总质量分别为
9.根据权利要求8所述矿浆管道运量的智能计量方法，其特征在于所述SCADA控制系统(6)或所述远程智能计量系统(8)将计算出的■与所述皮带秤(4)计算出铁精矿的质量相比较，当两值相同或相差在安全值内，证明铁精矿管道运输安全；当两值相差值大于安全值时，证明存在一定量的铁精矿残留在管道中，需要进行故障排除。
全文摘要
本发明涉及了一种矿浆管道运量的智能计量系统及计量方法，包括矿浆管道(1)、正排量活塞隔膜泵(2)、浓度计量仪(3)、皮带秤(4)、PLC控制系统(5)、SCADA控制系统(6)、管控一体化系统(7)、智能计量系统(8)以及管道浆体输送计量系统显示界面(9)。本发明由于通过正排量活塞隔膜泵、浓度计量仪以及PLC控制系统采集矿浆浓度和矿浆体积数据，再根据计算公式得出一段矿浆管道中的铁精矿矿浆体积和铁精矿矿浆质量、整个管道内的铁精矿质量以及整个管道内生产水的质量，因而实现对整个管道运输中的各种参数进行精密监控。
文档编号F17D3/18GK102182928SQ20111002659
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者安建, 拔海波, 普光跃, 王健 申请人:云南大红山管道有限公司