[發(fā)明專利]一種礦用水環(huán)真空泵減阻液添加的成本-效益智能調(diào)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110955611.1
• 申請(qǐng)日: 2021-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113653643B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張一帆;周福寶;李金石;張晨;劉春;康建宏;張帝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F04C19/00
• 分類號(hào): F04C19/00;F04C28/00;F04C28/28;F04C29/00;F04C29/12
• 代理公司: 徐州千秋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32556
• 代理人: 周敏

1.一種礦用水環(huán)真空泵減阻液添加的成本-效益智能調(diào)控方法，其特征在于，采用的調(diào)控系統(tǒng)包括濃縮液儲(chǔ)罐(1)、最佳溶液儲(chǔ)罐(5)、水環(huán)真空泵(9)、第一級(jí)氣液分離器(10)、第二級(jí)氣液分離器(13)、循環(huán)液池(19)，所述水環(huán)真空泵(9)的排放口連接所述第一級(jí)氣液分離器(10)的入口，第一級(jí)氣液分離器(10)的出氣口連接主管瓦斯流量計(jì)(11)后分為兩支路，一支路依次連接第一電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(12)、第二級(jí)氣液分離器(13)、第二電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(14)，另一支路依次連接電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)和旁通瓦斯流量計(jì)(16)，且電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)和旁通瓦斯流量計(jì)(16)連鎖控制，所述第一級(jí)氣液分離器(10)和第二級(jí)氣液分離器(13)的排液口分別通過(guò)排液管(18)連接所述循環(huán)液池(19)；

所述濃縮液儲(chǔ)罐(1)依次連接第一管道泵(2)、第一電磁流量計(jì)(3)、第一電動(dòng)針閥(4)，其中第一電磁流量計(jì)(3)與第一電動(dòng)針閥(4)聯(lián)鎖控制；所述最佳溶液儲(chǔ)罐(5)依次連接第二管道泵(6)、第二電磁流量計(jì)(7)、第二電動(dòng)針閥(8)，其中第二電磁流量計(jì)(7)與第二電動(dòng)針閥(8)聯(lián)鎖控制；第一電動(dòng)針閥(4)和第二電動(dòng)針閥(8)通過(guò)補(bǔ)液管(24)連接所述循環(huán)液池(19)；所述循環(huán)液池(19)內(nèi)安裝潛水泵(22)、液位傳感器(23)與粘度傳感器(20)，粘度傳感器(20)與時(shí)間繼電器(21)連鎖控制，所述潛水泵(22)通過(guò)進(jìn)液管(25)連接水環(huán)真空泵(9)的進(jìn)液口；

調(diào)控方法包括以下步驟：

a.先測(cè)量主排氣管路瓦斯流量Q和循環(huán)液池減阻液最佳粘度μ_opt；

b.將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)完全打開(kāi)，第一電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(12)、第二電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(14)完全關(guān)閉，延遲1h，計(jì)算循環(huán)液池(19)液位差值ΔH_max，進(jìn)一步得出最大耗液速率ΔV_max＝S·ΔH_max，式中S為循環(huán)液池(19)的底面積；

c.將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)完全關(guān)閉，第一電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(12)、第二電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(14)完全打開(kāi)，延遲1h，計(jì)算循環(huán)液池(19)液位差值ΔH_min，進(jìn)一步得出最小耗液速率ΔV_min＝S·ΔH_min；

d.開(kāi)啟第一管道泵(2)開(kāi)始注減阻液，并調(diào)節(jié)第一電動(dòng)針閥(4)至第一電磁流量計(jì)(3)測(cè)得的流量M₁等于最小耗液速率ΔV_min；

e.記錄循環(huán)液池(19)中減阻液粘度μ_t，并采用時(shí)間繼電器(21)記錄μ_opt降至μ₉₅時(shí)所需的時(shí)間t，用以計(jì)算減阻液粘度變化速率ε＝(μ_opt-μ₉₅)/t，并依據(jù)減阻液粘度和濃度的線性關(guān)系，得出減阻劑分子的降解速率v＝β(C_opt-C₉₅)/t，式中，μ_opt和C_opt分別為減阻液最佳粘度和對(duì)應(yīng)的濃度；μ₉₅和C₉₅分別為最佳粘度值的95％和此時(shí)對(duì)應(yīng)的濃度；β為系數(shù)；

f.基于減阻劑降解速率和最小耗液速率，計(jì)算所需的補(bǔ)液濃度C_補(bǔ)，即：式中α＝β/t，H_2h為延遲2h后循環(huán)液池的液位值，

并與濃縮液儲(chǔ)罐(1)中的濃縮液濃度C_max對(duì)比：

(1)當(dāng)C_補(bǔ)C_max，開(kāi)啟第二管道泵(6)，調(diào)節(jié)第二電動(dòng)針閥(8)至第二電磁流量計(jì)(7)顯示的流量同時(shí)調(diào)節(jié)第一電動(dòng)針閥(4)至第一電磁流量計(jì)(3)顯示的流量且有ΔV_min＝M₁+M₂；

(2)當(dāng)C_補(bǔ)＝C_max，開(kāi)啟第二管道泵(6)，調(diào)節(jié)第二電動(dòng)針閥(8)至第二電磁流量計(jì)(7)顯示的流量M₂等于最小耗液速率ΔV_min，同時(shí)關(guān)閉第一管道泵(2)和第一電動(dòng)針形閥(4)；

(3)當(dāng)C_補(bǔ)C_max，開(kāi)啟并調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(15)，使旁通瓦斯流量計(jì)(16)顯示的流量并開(kāi)啟第二管道泵(6)，調(diào)節(jié)第二電動(dòng)針閥(8)至第二電磁流量計(jì)(7)顯示的流量M₂＝ΔV_min+kΔV_max，同時(shí)關(guān)閉第一管道泵(2)和第一電動(dòng)針閥(4)；

g.每隔一段時(shí)間后復(fù)位清零，重新運(yùn)行系統(tǒng)程序。