長距離高濃度鐵礦漿輸送管道除垢方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于長距離漿體管道清洗領(lǐng)域，所述長距離是指管道長度是102km。
【背景技術(shù)】
[0002]太鋼尖山鐵礦長距離鐵精礦輸送管道是固體物料長距離管道輸送技術(shù)在國內(nèi)金屬礦山首次運用，管道全長102km,管道外徑Φ243ι?πι,沿線壁厚為12mm、11.5mm、9mm、8mm、
11.5mm分段漸變。在生產(chǎn)運行期間，管道內(nèi)壁結(jié)垢造成管道內(nèi)壁絕對粗糙度和主泵出口壓力增大，管道內(nèi)礦漿流速接近臨界流速時，而主泵出口壓力已接近于極限值153bar，輸送量大幅下降，管道已無法滿足正常的生產(chǎn)需求，且存在爆管高壓泄漏危險。
[0003]目前運用酸洗除垢，需系統(tǒng)長時間停車進行，耗時長，影響生產(chǎn)，且垢層清理不徹底，多次酸洗對管道本體酸腐蝕傷害較大，廢液外排困難，有廢酸泄漏的風(fēng)險，不符合環(huán)保要求，無法保證主泵出口壓力穩(wěn)定在一個較低的范圍內(nèi)安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種安全、環(huán)保，既不影響生產(chǎn)，又不損傷管道本體的在線長距離高濃度鐵礦漿輸送管道除垢方法。
[0005]本發(fā)明通過管道的輸送介質(zhì)，推動不同類型、不同尺寸，帶跟蹤儀器的機械清管器，順利走完102km沿線多處起伏的管道全程。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
1、對管道內(nèi)結(jié)垢情況檢查并取樣化驗分析
對主泵站低壓區(qū)管道、高壓區(qū)管道及終端閥門站管道結(jié)垢情況進行檢查。并取檢測環(huán)管出口處、流量計內(nèi)壁、主泵出口閥門進口、主泵出口閥門出口、終端過濾閥門站流量計處取垢樣，進行化驗分析。
[0007]選擇管段距離主泵站11.5km處進行割口檢查，根據(jù)結(jié)垢層情況，估算總體結(jié)垢量，計算管道的當(dāng)量直徑；分析結(jié)垢的主要成份，確定一次清垢量。
[0008]2、根據(jù)管道的設(shè)計參數(shù)及管內(nèi)壁的結(jié)垢情況，估算管道的當(dāng)量直徑及結(jié)垢量，對管道進行水力參數(shù)試算。
[0009]剩余管內(nèi)徑公式:d"=D_2( δ +t) (mm) =243-2 ( δ +t)mm
式中，d"—管道剩余內(nèi)徑；D—管道外徑；δ —管道平均壁厚；t—垢層平均厚度管道內(nèi)介質(zhì)流速公式:V=Q/3600X Ji X (d〃/2)2 式中，V—管道內(nèi)介質(zhì)的流速 Q—管道運行的實際流量管道內(nèi)結(jié)垢量計算公式:LX π X ((d/2)2- (d〃/2)2〕
式中，d—管道平均內(nèi)徑；L一管道總長度新無縫管e=0.04?0.17mm ;污移1的金屬管e=0.75?0.90mm。
[0010]3、根據(jù)步驟1、2獲得的參數(shù)選擇第一清管器對管道進行清除由第一清管器配套的清管器發(fā)送裝置將清管器發(fā)送到管道內(nèi)，清管器由管道入口發(fā)送，到管道出口由清管器接收裝置接收，同時確保清管器不能在管道入口和出口發(fā)生卡堵。
[0011]4、依次采用第二清管器、第三清管器、第四清管器、第五清管器、第六清管器、第七清管器、第八清管器對管道進行清除。
[0012]精礦管道采用本發(fā)明除垢后，滿管漿主泵出口壓力由140bar下降到75bar，管道壓力恢復(fù)正常，管輸系統(tǒng)運行情況良好。并且可以根據(jù)管道壓力波動情況及時進行清管，多次運用不損傷管道本體，可以隨時安排清管，實施過程不影響生產(chǎn)，清管效果明顯，保證管滿管楽■壓力穩(wěn)定在75?80bar。生產(chǎn)用電單耗由5.16kwh/t下降到3.75 kwh/t。
【具體實施方式】
[0013]本實施例是山西太鋼不銹鋼股份有限公司尖山鐵礦長距離鐵精礦輸送管道，管道全長102km,管道外徑Φ 243mm,沿線管壁厚為12mm、11.5mm、9mm、8mm、11.5mm分段漸變。泵站出站管路設(shè)計為Φ245管道，壁厚14_，設(shè)計安裝高壓球閥及自帶快開盲板的發(fā)球筒，并與泵站出口 Φ219管路通過斜三通連接。清管器發(fā)球筒的安裝高度在0.8?1.3m，最高不超過1.5mο
[0014]管道設(shè)計進入終端閥門站之前外徑Φ243πιπι，內(nèi)徑Φ220πιπι，進入閥門站為Φ243ι?πι管道，壁厚11.5_，高壓球閥為DN243閥門(內(nèi)徑Φ219ι?πι)。
[0015]管道結(jié)垢情況是:管道頂部結(jié)垢層厚度是:T4mm;管道兩側(cè)壁結(jié)垢層厚度是5飛mm ;管道底部沒有結(jié)垢層，沒有結(jié)構(gòu)層的弧長是195mm。
[0016]管道當(dāng)量直徑的確定:
根據(jù)管道的設(shè)計參數(shù)及管內(nèi)壁的結(jié)垢情況，估算管道的當(dāng)量直徑及結(jié)垢量，對管道進行水力參數(shù)試算。
[0017]剩余管內(nèi)徑公式:d"=D_2( δ +t) (mm) =243-2 ( δ +t) mm
d"—管道剩余內(nèi)徑；D—管道外徑；δ —管道平均壁厚；t—垢層平均厚度管道內(nèi)介質(zhì)流速公式:V=Q/3600X Ji X (d〃/2)2 V—管道內(nèi)介質(zhì)的流速 Q—管道運行的實際流量管道內(nèi)結(jié)垢量計算公式:LX X ((d/2)2- (d〃/2)2〕 d—管道平均內(nèi)徑；L一管道總長度
新無縫管e=0.04?0.17mm ;污移1的金屬管e=0.75?0.90mm。
[0018]通過計算，管道的最小當(dāng)量直徑為212mm，管道的最大結(jié)垢量為341.18m3，管道輸送介質(zhì)的正常流速為5.38km/h (1.49m/s)。
[0019]根據(jù)管道高程資料，管道沿線存在低洼處，低洼處的結(jié)垢情況可能會更嚴(yán)重，管道的當(dāng)量直徑估計小于212mm。
[0020]發(fā)送及接收清管器
泵站出口口徑全部為Φ219πιπι，管道內(nèi)徑只有Φ193 mm，小于主管道的計算當(dāng)量直徑，沿線主管道內(nèi)徑為Φ243 mm管道，平均內(nèi)徑為Φ225 mm，與出口管差值達到32mm ;
現(xiàn)場清管
I)現(xiàn)場成功實施，進行了三個階段清管工程。首次在滿管水的狀態(tài)下，發(fā)送探路者清管器確認(rèn)管道的通過能力；再帶漿發(fā)送探路者清管器，在管道正常生產(chǎn)狀態(tài)下，確認(rèn)管道的通過能力；然后，在管道正常生產(chǎn)狀態(tài)下，依次發(fā)送不同類型、尺寸的清管器，探管、清垢同時進行。每發(fā)送完一次清管器，及時對清洗效果進行評估，決定下一次的發(fā)送清管器類型及尺寸，既保證一次清垢量，又不會造成垢量堆積發(fā)生卡堵，逐層進行結(jié)垢清理?，F(xiàn)場成功發(fā)送6種不同類型的清管器14次。
[0021]2)清管器發(fā)送過程中，計算清管器運行速度，利用手持式跟蹤儀進行沿線跟蹤，穿跨越段重點跟蹤，確認(rèn)清管器運行正常。
[0022]3)管道結(jié)垢成功清理后，滿管漿主泵出口壓力由130bar下降到75bar左右。
[0023]4)現(xiàn)場發(fā)送清管器的型號分別是1、外徑Φ214 mm光泡沫清管器；2、外徑Φ218_泡沫鋼刷清管器；3、外徑Φ225 _全聚氨脂清管器，帶跟蹤；4、外徑Φ220 _全聚氨脂清管器；5、首皮碗外徑Φ219 mm次皮碗外徑Φ225 mm四碟機械清管器，厚16mm，帶測徑板，外徑Φ197 mm ;6、皮碗外徑Φ225 mm四碟機械清管器，厚16mm ;7、直皮碗外徑Φ219mm碟皮碗外徑Φ225 mm,厚16mm兩直四碟機械清管器；
8、皮碗外徑Φ225 mm四碟機械清管器,厚16mm。
【主權(quán)項】
1.長距離高濃度鐵礦漿輸送管道除垢方法，包括下述內(nèi)容: (1)對管道內(nèi)結(jié)垢情況檢查并取樣化驗分析: 即對主泵站低壓區(qū)管道、高壓區(qū)管道及終端閥門站管道結(jié)垢情況進行檢查；并取檢測環(huán)管出口處、流量計內(nèi)壁、主泵出口閥門進口、主泵出口閥門出口、終端過濾閥門站流量計處取垢樣，進行化驗分析； (2)選擇管段距離主泵站11.5km處進行割口檢查，根據(jù)結(jié)垢層情況，估算總體結(jié)垢量，計算管道的當(dāng)量直徑；分析結(jié)垢的主要成份，確定一次清垢量； (3)根據(jù)步驟1、2獲得的參數(shù)選擇第一清管器對管道進行清除； 由第一清管器配套的清管器發(fā)送裝置將清管器發(fā)送到管道內(nèi)，清管器由管道入口發(fā)送，到管道出口由清管器接收裝置接收，同時確保清管器不能在管道入口和出口發(fā)生卡堵; (4)依次采用第二清管器、第三清管器、第四清管器、第五清管器、第六清管器、第七清管器、第八清管器對管道進行清除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長距離高濃度鐵礦漿輸送管道除垢方法，其特征是管道內(nèi)結(jié)垢量計算公式=LXji X〔(d/2)2- (d〃/2)2〕 式中，d—管道平均內(nèi)徑；L一管道總長度；d"—管道剩余內(nèi)徑； 管道剩余內(nèi)徑公式:d〃=D_2 ( δ +t) (mm) =243-2 ( δ +t)mm 式中，d"—管道剩余內(nèi)徑；D—管道外徑；δ —管道平均壁厚；t一垢層平均厚度。
【專利摘要】長距離高濃度鐵礦漿輸送管道除垢方法，屬于冶金管道疏通領(lǐng)域，它包括下述內(nèi)容：（1）對管道內(nèi)結(jié)垢情況檢查并取樣化驗分析：（2）選擇管段距離主泵站11.5km處進行割口檢查，根據(jù)結(jié)垢層情況，估算總體結(jié)垢量，計算管道的當(dāng)量直徑；分析結(jié)垢的主要成份，確定一次清垢量；（3）根據(jù)步驟1、2獲得的參數(shù)選擇第一清管器對管道進行清除；由第一清管器配套的清管器發(fā)送裝置將清管器發(fā)送到管道內(nèi)，清管器由管道入口發(fā)送，到管道出口由清管器接收裝置接收，同時確保清管器不能在管道入口和出口發(fā)生卡堵；（4）依次采用更多的清管器對管道進行清除。本發(fā)明清管過程不影響生產(chǎn)，不損傷管道，技術(shù)安全環(huán)保、操作簡單。
【IPC分類】B08B9-053
【公開號】CN104772310
【申請?zhí)枴緾N201410013838
【發(fā)明人】李培鳳, 楊忠林, 劉高峰, 賈文祥, 李貴兵, 楊利國
【申請人】太原鋼鐵(集團)有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月13日