一种长距离在线并管的浆体管道输送系统及输送切换方法
【专利摘要】本发明提出一种长距离在线并管的浆体管道输送系统及输送切换方法，所述浆体管道系统通过在浆体输送主管道上接入矿区浆体管道和矿区返水管道，并利用各创新组合阀门进行输送切换，从而有效的利用现有的浆体输送主管道实现了对主管道沿线附近各个新矿区矿产资源的输送，大大提高了管道系统的矿浆输送效率，同时本发明通过矿区返水管道创新的实现了水资源的重复利用，不但解决了新矿区生产缺水的问题，而且极大的降低了主管道将清洗水输送到终端站的成本，最大限度的提高了浆体管道利用率，并有效的节约了水资源，使得本发明所述浆体管道输送系统及其浆体切换输送方法具有重要的推广使用价值。
【专利说明】一种长距离在线并管的浆体管道输送系统及输送切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及浆体管道输送【技术领域】，更具体的涉及一种长距离在线并管的浆体管道输送系统及衆体输送切换方法。
【背景技术】
[0002]在我国经济高速增长，特别是近几年冶金、石化、石油、化肥等行业的持续稳定发展，随着能源的价格提升，运输成本已越来越高，而利用水力管道输送固体材料，与其它运输(如铁路、公路)相比具有:运输距离短，对地形适应及可利用高差势能，不占或少占土地，不污染环境及不受外界条件干扰，可以实现连续作业，技术可靠，运输费仅为铁路、公路的1/6?1/10等诸多优点，实现了经济、环境可持续发展。但是浆体管道输送系统具有的较大缺陷是投资成本较高，实际中由于矿产资源分布于多个不同的地域，要将这些矿产资源全部通过管道运输有效利用起来，就需要针对每个矿山专门建造输送管道系统，造成矿产资源运输成本的大幅提升，尤其是对于一些小型的矿山铺设长距离的浆体管道会使得管道输送整体的性价比大大降低，比如2006年建成投产的云南大红山管线，长171公里的管线输送到昆明钢铁公司玉溪脱水站，随着公司不断的发展，在原有管道附近20公里的玉和寨开采出新的小矿山，由于新开采的小矿山产量不大，如果新建一条从玉和寨小矿山到昆明钢铁公司玉溪脱水站的管道则成本过高，管线里程达到90公里，而如果能够有效的利用原有现成的管道则可节约70公里的管道建设，只需要从小矿山至现有管道新建一条20公里的管线即可，因此如何使长距离浆体输送管道途径的各个矿山站点能够有效的利用该长距离浆体管道进行矿产资源的输送，对于降低浆体管道输送成本、提高浆体管道运输效率意义重大，而现有技术中并没有给出这种将长距离管道附近各矿山站点的资源进行并管输送的方案。
【发明内容】
[0003]本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种长距离在线并管的浆体管道输送系统及浆体输送切换方法，所述浆体管道系统通过在浆体输送主管道上接入矿区浆体管道和矿区返水管道，并利用各创新组合阀门进行输送切换，从而有效的利用现有的浆体输送主管道实现了对主管道沿线附近各个新矿区矿产资源的输送，大大提高了管道系统的矿浆输送效率，同时作为本发明最大创新之处的水资源重复利用，不但解决了新矿区生产缺水的问题，而且极大的降低了主管道将清洗水输送到终端站的成本，最大限度的提高了浆体管道利用率，并有效的节约了水资源，使得本发明所述浆体管道输送系统及其浆体切换输送方法具有重要的推广使用价值。
[0004]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种长距离在线并管的浆体管道输送系统，包括浆体输送主管道3、矿区浆体管道5、矿区返水管道6、回流管道7、第一切换阀门8、主管切换阀门9、第二切换阀门10、第三切换阀门11、第一浓度计12和第二浓度计13，所述矿区浆体管道5和矿区返水管道6的一端连通于所述浆体输送主管道3，在所述矿区浆体管道5和矿区返水管道6之间连接有所述回流管道7，所述主管切换阀门9设置于所述浆体输送主管道3上，且所述主管切换阀门9位于所述浆体输送主管道3连接矿区浆体管道5和矿区返水管道6之间的位置，所述第三切换阀门11设置于所述回流管道7上，所述第一切换阀门8设置于所述矿区浆体管道5上，且所述第一切换阀门8位于所述矿区浆体管道5连接回流管道7和浆体输送主管道3之间的位置，所述第二切换阀门10设置于所述矿区返水管道6上，且所述第二切换阀门10位于所述矿区返水管道6连接回流管道7和浆体输送主管道3之间的位置，所述第一浓度计12设置于所述浆体输送主管道3上，所述第二浓度计13设置于所述矿区浆体管道5上。
[0005]进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述浆体输送主管道3的输入端连接于上游泵站1，输出端连接于终端脱水站2，所述矿区浆体管道5和矿区返水管道6的另一端连接于并管矿区4，所述并管矿区4到终端脱水站2的距离大于所述并管矿区4到浆体输送主管道3的距离。
[0006]进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述回流管道7在靠近浆体输送主管道3的位置连通所述矿区浆体管道5和矿区返水管道6。
[0007]进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述第一浓度计12设置于浆体输送主管道3上靠近矿区返水管道6连接位置的上游。
[0008]进一步的根据本发明所述的浆体管道输送系统，其中所述第二浓度计13设置于矿区浆体管道5上靠近回流管道7连接位置的上游。
[0009]一种基于本发明所述浆体管道输送系统进行的浆体输送切换方法，其中包括以下步骤:
步骤一、在主管切换阀门9处于打开状态、第一切换阀门8和第二切换阀门10处于关闭状态下，利用浆体输送主管道3将来自上游泵站I的浆体输送至终端脱水站2 ；
步骤二、当需要将并管矿区4中的资源输送至终端脱水站2时，控制上游泵站I向浆体输送主管道3切换输送冲洗水，同时关注第一浓度计12的读数；
步骤三、当所述第一浓度计12测得的浆体浓度降低至第一切换阈值以下时，开启并管矿区4中的泵站并利用矿区浆体管道5进行浆体输送，并打开第三切换阀门11，同时关注第二浓度计13的读数；
步骤四、当所述第二浓度计13测得的浆体浓度提高至第二切换阈值以上时，关闭主管切换阀门9和第三切换阀门11，并同时打开第一切换阀门8和第二切换阀门10，将浆体输送主管道3内的冲洗水切换输入矿区返水管道6内，将矿区浆体管道5内的浆体切换输入浆体输送主管道3内，完成了浆体的切换输送。
[0010]进一步的根据本发明所述的浆体输送切换方法，其中还包括:
步骤五、当并管矿区4完成其资源输送时，向矿区浆体管道5提供冲洗水，并当第二浓度计13测得的浆体浓度降低至第一切换阈值以下时，关闭第一切换阀门8、打开第三切换阀门11并停止并管矿区内的泵站，同时打开主管切换阀门9、关闭第二切换阀门10，再次控制上游泵站I向浆体输送主管道3切换输送浆体。
[0011]进一步的根据本发明所述的浆体输送切换方法，其中所述第一切换阈值为10%的浆体浓度，所述第二切换阈值为15%的浆体浓度。
[0012]进一步的根据本发明所述的浆体输送切换方法，其中步骤四中，当并管矿区4不在需要补水时，停止上游泵站I并关闭第二切换阀门10。
[0013]通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果:
I)、本发明所述浆体管道系统通过在浆体输送主管道上接入矿区浆体管道和矿区返水管道，并利用各创新组合阀门进行输送切换，从而有效的利用现有的浆体输送主管道实现了对主管道沿线附近各个新矿区矿产资源的输送，大大提高了管道系统的矿浆输送效率和新矿区的资源利用率。
[0014]2)、本发明所述浆体管道输送系统创新的设置了返水管道及其返水方法，实现了浆体管道中水资源的重复利用，同时有效解决了新矿区生产缺水的问题，而且极大的降低了主管道将清洗水输送到终端站的成本，最大限度的提高了浆体管道利用率，并有效的节约了水资源，使得本发明所述浆体管道输送系统及其浆体切换输送方法具有重要的推广使用价值。
[0015]3)、本发明所述浆体管道输送系统容易实现、成本较低、同时切换操作简便，能够适用于多个地域的多种矿产资源输送，市场前景广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图1为本发明所述长距离在线并管的浆体管道输送系统的整体结构示意图。
[0017]图中各附图标记的含义如下:
1-上游泵站，2-终端脱水站，3-浆体输送主管道，4-并管矿区，5-矿区浆体管道，6-矿区返水管道，7-回流管道，8-第一切换阀门，9-主管切换阀门，10-第二切换阀门，11-第三切换阀门，12-第一浓度计，13-第二浓度计。
【具体实施方式】
[0018]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，但并不因此限制本发明的保护范围。
[0019]如附图1所示的，本发明所述的长距离在线并管的浆体管道输送系统整体包括浆体输送主管道3、矿区浆体管道5、矿区返水管道6、回流管道7、第一切换阀门8、主管切换阀门9、第二切换阀门10、第三切换阀门11、第一浓度计12和第二浓度计13，其中所述的浆体输送主管道3的浆体输入端连接于上游泵站1，浆体输出端连接于终端脱水站2，所述浆体输送主管道3为现有已铺设的长距离管道，在距离浆体输送主管道较近的位置(30公里之内)存在一小型矿区，该小型矿区作为并管矿区4要利用浆体输送主管道3进行矿产资源的输送，本申请创新的在并管矿区4与浆体输送主管道3之间建造有两条平行的管道，即矿区浆体管道5和矿区返水管道6，该两条管道将并管矿区4和浆体输送主管道3连通，其中的矿区浆体管道5用于对并管矿区4内的矿产以矿浆方式输送至浆体输送主管道3内，其中的矿区返水管道6用于将浆体输送主管道3内的清洗推水提供至并管矿区4，并补缺并管矿区的生产用水，并同时回流矿区浆体管道5内输送的浆水。所述的矿区浆体管道5和矿区返水管道6以并管矿区距离浆体输送主管道最近的方式同时连通于浆体输送主管道的侧壁，并且所述浆体输送主管道在矿区浆体管道5和矿区返水管道6所连接部位之间设置有主管切换阀门9，所述矿区浆体管道5和矿区返水管道6相互之间通过回流管道7连通，具体的所述回流管道7设置于靠近浆体输送主管道3的位置，在所述回流管道7上设置有第三切换阀门11，同时所述矿区浆体管道5在连接回流管道7和浆体输送主管道3之间的部分上设置有第一切换阀门8，所述矿区返水管道6在连接回流管道7和浆体输送主管道3之间的部分上设置有第二切换阀门10。在所述浆体输送主管道3上设置有第一浓度计12，同时所述第一浓度计12靠近矿区返水管道6的连接位置上游设置，在所述矿区浆体管道5上设置有第二浓度计13，所述第二浓度计13靠近回流管道7的连接位置上游设置，所述浓度计用于检测管道内的输送浆体浓度，从而能够判断管道内输送的是浆体还是水。通过所述浓度计和切换阀门控制并管矿区和浆体输送主管道之间的浆水切换输送。
[0020]下面对通过本发明所述长距离在线并管的浆体管道输送系统进行了浆体并管输送切换方法进行说明。首先对浆体管道输送的基本过程进行说明，通过泵站提供浆体输送的泵送压力，浆体在管道内输送直至浆体被输送至终端脱水站进行脱水处理，完成一批次的浆体输送后需要对管道清洗，此时管道内输送清洗水至终端。本发明所述浆体管道输送切换方法包括以下步骤:
一、首先保证主管切换阀门9处于打开状态，同时第一切换阀门8和第二切换阀门10处于关闭状态，利用浆体输送主管道3输送来自上游泵站I的浆体至终端脱水站2，同时矿区浆体管道5在未使用时处于充水状态，必要时可选择关闭第三切换阀门11。
[0021]二、当需要将并管矿区4中的矿产资源输送至终端脱水站2时，在上游泵站I向浆体输送主管道3切换输入冲洗水，在浆体输送主管道内进行水推浆输送，并关注第一浓度计12的读数。
[0022]三、当第一浓度计12测得的管内浆体浓度降低至10%以下时，说明浆体输送主管道内的清洗水已到达并管矿区4的管道连接位置，此时开启并管矿区的泵站，利用矿区浆体管道5对矿区内的矿浆进行输送，并打开第三切换阀门11，浆体在矿区浆体管道5内输送时利用浆推水作用将矿区浆体管道5内的水经回流管道7和矿区返水管道6返水并管矿区4重复利用，同时关注第二浓度计13的读数。
[0023]四、当第二浓度计13测得的矿区浆体管道内浆体浓度提高至15%以上时，说明来自并管矿区的矿浆浆体已被输送至接近矿区浆体管道在浆体输送主管道上的出口位置附近，此时关闭主管切换阀门9和第三切换阀门11，同时打开第一切换阀门8和第二切换阀门10，使得浆体输送主管道3内的清洗水流入矿区返水管道6，并通过矿区返水管道6回流至并管矿区4，以有效的补充并管矿区的生产用水，同时来自矿区浆体管道5内的矿浆浆体顺利的流入浆体输送主管道3，并通过浆体输送主管道向终端脱水站2进行输送，完成了来自并管矿区的矿产资源利用浆体输送主管道的切换输送。
[0024]五、当并管矿区4不在需要补水时，停止上游泵站I并关闭第二切换阀门10 ;并管矿区4在其资源将要输送完成时向矿区浆体管道5输送冲洗水，当第二浓度计13的读数低于10%时，关闭第一切换阀门8，并关闭并管矿区的主泵，使矿区浆体管道5再次处于充水状态，必要时可选择打开第三切换阀门11。同时当再次利用浆体输送主管道3输送来自上游泵站的矿浆浆体时，打开主管切换阀门9，并保证第一切换阀门8和第二切换阀门10处于关闭状态，同时启动上游泵站，再次将浆体输送切换回浆体输送主管道。
[0025]为了进一步提高浆体管道输送效率，可以进一步考虑上游泵站和并管矿区到两者管路切换区域的距离以及其中浆体输送的时间差，并根据浆体实际输送时间来选择上游泵站和并管矿区泵站的开启时间以及各切换阀门的切换时间，比如当上游泵站到切换阀门处需要输送4小时，而从并管矿区4到切换阀门处只需要2小时，操作人员可提前计划，上述步骤二和步骤三中，在浆体输送主管道3输送冲洗水2小时后选择开启并管矿区4的泵站，主要可以保证当浆体输送主管道3内的清洗水与矿区浆体管道内的浆体同时到达所述切换阀门处位置，这时按照上述方式切换各阀门可在冲洗水进入矿区返水管道的同时将来自并管矿区的浆体输送至主管道内，提高了浆体管道输送效率。
[0026]本发明解决了长距离浆体主管道沿线的不同矿山通过同一条主管道输送矿产资源的问题，有效率的利用并管技术提高了浆体管道的输送效率，大大减少了管道基建投资，同时创新的对管道切换过程中的冲洗水进行了循环重复利用，不但解决了矿区的生产用水问题，节约了水资源，而且降低了对冲洗水的输送成本，整体提高了浆体管道利用率和输送效率。
[0027]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。
【权利要求】
1.一种长距离在线并管的浆体管道输送系统，其特征在于，包括浆体输送主管道(3)、矿区浆体管道(5)、矿区返水管道(6)、回流管道(7)、第一切换阀门(8)、主管切换阀门(9)、第二切换阀门(10)、第三切换阀门(11)、第一浓度计(12)和第二浓度计(13)，所述矿区浆体管道(5 )和矿区返水管道(6 )的一端连通于所述浆体输送主管道(3 )，在所述矿区浆体管道(5)和矿区返水管道(6)之间连接有所述回流管道(7)，所述主管切换阀门(9)设置于所述浆体输送主管道(3 )上，且所述主管切换阀门(9 )位于所述浆体输送主管道(3 )连接矿区浆体管道(5)和矿区返水管道(6)之间的位置，所述第三切换阀门(11)设置于所述回流管道(7)上，所述第一切换阀门(8)设置于所述矿区浆体管道(5)上，且所述第一切换阀门(8)位于所述矿区浆体管道(5)连接回流管道(7)和浆体输送主管道(3)之间的位置，所述第二切换阀门(10)设置于所述矿区返水管道(6)上，且所述第二切换阀门(10)位于所述矿区返水管道(6)连接回流管道(7)和浆体输送主管道(3)之间的位置，所述第一浓度计(12)设置于所述浆体输送主管道(3)上，所述第二浓度计(13)设置于所述矿区浆体管道(5)上。
2.根据权利要求1所述的浆体管道输送系统，其特征在于，所述浆体输送主管道(3)的输入端连接于上游泵站(I )，输出端连接于终端脱水站(2)，所述矿区浆体管道(5)和矿区返水管道(6)的另一端连接于并管矿区(4)，所述并管矿区(4)到终端脱水站(2)的距离大于所述并管矿区(4)到浆体输送主管道(3)的距离。
3.根据权利要求1所述的浆体管道输送系统，其特征在于，所述回流管道(7)在靠近浆体输送主管道(3 )的位置连通所述矿区浆体管道(5 )和矿区返水管道(6 )。
4.根据权利要求1所述的浆体管道输送系统，其特征在于，所述第一浓度计(12)设置于浆体输送主管道(3)上靠近矿区返水管道(6)连接位置的上游。
5.根据权利要求1所述的浆体管道输送系统，其特征在于，所述第二浓度计(13)设置于矿区浆体管道(5 )上靠近回流管道(7 )连接位置的上游。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述衆体管道输送系统进行的衆体输送切换方法,其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、在主管切换阀门(9)处于打开状态、第一切换阀门(8)和第二切换阀门(10)处于关闭状态下，利用浆体输送主管道(3)将来自上游泵站(I)的浆体输送至终端脱水站(2)； 步骤二、当需要将并管矿区(4)中的资源输送至终端脱水站(2)时，控制上游泵站(I)向浆体输送主管道(3)切换输送冲洗水，同时关注第一浓度计(12)的读数； 步骤三、当所述第一浓度计(12)测得的浆体浓度降低至第一切换阈值以下时，开启并管矿区(4)中的泵站并利用矿区浆体管道(5)进行浆体输送，并打开第三切换阀门(11)，同时关注第二浓度计(13)的读数； 步骤四、当所述第二浓度计(13)测得的浆体浓度提高至第二切换阈值以上时，关闭主管切换阀门(9 )和第三切换阀门(11)，并同时打开第一切换阀门(8 )和第二切换阀门(10 )，将浆体输送主管道(3)内的冲洗水切换输入矿区返水管道(6)内，将矿区浆体管道(5)内的浆体切换输入浆体输送主管道(3)内，完成了浆体的切换输送。
7.根据权利要求6所述的浆体输送切换方法，其特征在于，还包括: 步骤五、当并管矿区(4)完成其资源输送时，向矿区浆体管道(5)提供冲洗水，并当第二浓度计(13)测得的浆体浓度降低至第一切换阈值以下时，关闭第一切换阀门(8)、打开第三切换阀门(11)并停止并管矿区内的泵站，同时打开主管切换阀门(9)、关闭第二切换阀门(10)，再次控制上游泵站(I)向浆体输送主管道(3)切换输送浆体。
8.根据权利要求6或7所述的浆体输送切换方法，其特征在于，其中所述第一切换阈值为10%的浆体浓度，所述第二切换阈值为15%的浆体浓度。
9.根据权利要求6所述的浆体输送切换方法，其特征在于，其中步骤四中，当并管矿区(4)不在需要补水时，停止上游泵站(I)并关闭第二切换阀门(10)。
【文档编号】F17D1/08GK104176505SQ201410387052
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】白建民, 潘春雷, 瞿承中, 陈庚, 周传奇 申请人:云南大红山管道有限公司