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固体物料管道输送工程工艺优化与经济性分析

作　者: 韩麒
导　师: 张智慧；李培芳
学　校: 清华大学
专　业: 项目管理
关键词: 矿浆管道输送工艺优化 临界流速 摩阻损失 浆体流变特性
分类号: F252
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 51次
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内容摘要


运输成本通常是构成大宗原材料价格的重要因素,作为一种经济有效的运输方式,许多矿山逐渐开始采用管道输送矿石物料,而一些距离较长的矿浆输送管道,由于其具有输送工艺复杂、技术要求高、造价和运行费用对成本的影响相对显著等特点,需要以试验研究、技术经济分析等方法来进行方案论证和工艺优化,以实现技术可行、经济节省的工程目标。本文通过对工程实例的分析,总结了一种工艺优化的方法;另外,因为有一定的技术难度,且此类技术在实际应用中尚处于发展阶段,所以很多用户和工程师在遇到此类问题时,经常感到无从下手,本文通过对工程实例的分析、相关理论的系统归纳,给出了优化设计的一种方法,与实践结合的比较紧密。长距离矿浆管道输送工程的工艺优化问题实质上是一个典型的技术经济问题,技术参数的选择直接影响经济效益,其中对运行能耗产生影响的因素包括矿浆浓度、沿程阻力损失、运输管道的直径、工作流速、矿浆的流变特性、矿砂的颗粒组成等参数,而其中某些参数又直接与管道的初期建设投资相关,在输送量一定的情况下,这些参数互相关联,互相制约,某一参数的修正会直接影响到其他参数的调整,因而这些参数对运行能耗以及初期建设投资的影响显得十分复杂,这是固体物料管道输送工程工艺优化问题的难点所在,本文通过对两相流理论以及工程实践的归纳和总结,给出了一些重要的工程经验,具有一定的实用价值。文中给出了工作流速、阻力损失、输送浓度和管道直径等重要参数的选择方法,分析了各因素之间的内在关系。总结了不同流态下工艺参数的选择规律。通过与实际案例的结合,对比三种设计方案,得出不同技术参数对初始投资和运行能耗所产生的影响,以及各方案的优缺点。本文的主要成果是结合实例,分析并总结了一种长距离矿浆管道输送的优化方法。通过对三种不同输送方案的技术经济分析,比选出最优的技术、经济方案,从而实现既能提高技术的安全可靠性又能合理降低矿石运输总成本的设计目标,为今后类似的矿山管道输送工程提供可参考的技术经济优化案例。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 引言  9-15
  1.1 问题的提出  9
  1.2 选题背景及意义  9-10
  1.3 文献综述  10-12
  1.4 研究方法  12-13
  1.5 论文结构安排  13-15
第2章 固体物料管道输送的研究现状  15-28
  2.1 管道输送的工艺流程  16
  2.2 浆体流型的分类  16-18
  2.3 浆体的流变特性与分类  18-21
  2.4 管道输送工程的主要影响因素  21-22
  2.5 固液两相流研究状况  22-26
    2.5.1 流变方程  22-23
    2.5.2 固液两相流雷诺数的计算  23
    2.5.3 关于均质流输送参数研究  23-25
    2.5.4 非均质流和伪均质流管道输送参数研究  25-26
    2.5.5 临界流速参数的研究  26
  2.6 本章小结  26-28
第3章 工程概况及初步设计  28-49
  3.1 工程概况  28
  3.2 管道设计的工艺条件及技术要求  28-29
  3.3 管道输送工程的设计内容  29-31
  3.4 工艺设计的工程经验  31-32
  3.5 矿浆特性试验分析  32-43
    3.5.1 固料密度试验  33
    3.5.2 颗粒分析试验  33-34
    3.5.3 矿浆的沉降试验  34-37
    3.5.4 矿浆流变试验  37-43
  3.6 确定工艺优化设计所采用的计算公式  43-45
  3.7 设计所采用的主要计算公式的验证  45-48
    3.7.1 阻力公式的验证  45-47
    3.7.2 临界过渡流速公式的验证  47-48
  3.8 本章小结  48-49
第4章 工艺设计方案技术优化  49-58
  4.1 工艺设计的基础和原则  49
  4.2 技术方案分析  49-50
  4.3 工艺参数的选择  50-56
    4.3.1 浓度和管径的选择  52-53
    4.3.2 管道阻力损失计算  53-54
    4.3.3 系统耗电量计算  54-55
    4.3.4 工艺参数的比较  55-56
  4.4 工艺设计流程总结  56-57
  4.5 本章小结  57-58
第5章 技术经济分析  58-64
  5.1 经济分析的方法  58
  5.2 各方案主要技术参数的确定  58-59
  5.3 设计方案的确定  59-60
  5.4 矿浆管道系统需水量计算  60-61
  5.5 矿浆管道系统耗电量计算  61-62
  5.6 费用分析概算  62-63
  5.7 本章小结  63-64
第6章 结论  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  70

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中图分类: > 经济 > 经济计划与管理 > 物资经济 > 物资流通
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