[发明专利]用于处理浆料的方法及系统

说明书

一种用于从高架浆料容纳池输送的浆料产生电力的系统，所述系统包括：入口导管，所述入口导管从所述高架浆料容纳池引出；一个或多个涡轮，所述一个或多个涡轮与用于接收所述浆料的所述入口导管流体连通，其中所述一个或多个涡轮中的每一个联接到发电机以产生电力；以及旁路管线，所述旁路管线在所述一个或多个涡轮上游的位置处与所述入口导管流体连通，其中所述旁路管线的操作控制由所述一个或多个涡轮接收的所述浆料的流速。

技术领域

本公开大体上涉及用于处理浆料且尤其用于由浆料产生电力的方法和系统。本公开还涉及使用包括其部件的离心泵作为用于产生电力的涡轮。

背景技术

从通过高程差行进的水汲取电力的能力是众所周知的，水力发电大坝在世界范围内得到广泛使用。这些基于的原理在于，所存储的水的势能可用于驱动附接到产生电能的发电机的涡轮。

采矿作业不断存储以尾矿(细颗粒废料和水的浆料)形式的废物。这些尾矿通常最初存储在高处，且然后通常在明渠或管道中运输到该处的下坡处。采矿作业通常还会产生浆料来运输矿石，如煤炭或铁。这些有时在它们运输时会发生高程的变化。

从理论上讲，应该有可能在高架尾矿池或其它高架浆料流的下游提供涡轮，并在其经历高度差时由浆料的势能产生电能。可以在采矿作业中使用所产生的电力，降低操作所需的总电力和相关成本。

然而，在实践中，这出于两个主要原因目前是不可行的。首先，由浆料引起的磨损将需要不断替换适于与水一起使用的涡轮，减少或抵消了发电所节省的成本。其次，浆料由不同的成分构成，并因此浆料的比重和浓度不断变化。结果，浆料的压头和流速始终是不定的。这会产生大问题，因为发电机只能在设定的速度范围内产生电力，并且超速或欠速将导致发电机损坏。再次，维护和替换成本将降低发电的成本效益。备选地，当浆料压力和/或流速在设定范围外以防止对发电机的损坏时，涡轮可能必须与发电机断开。这极大地减少了可由浆料生成的电力量，从而使得这种系统对于高效发电不切实际。

本发明试图提供一种至少部分地缓解或克服这些问题的用于从浆料产生电力的系统。

发明内容

在第一方面中，提供了一种用于从高架浆料容纳池中输送的浆料产生电力的系统，该系统包括：从高架浆料容纳池引出的入口导管；与用于接收浆料的入口导管流体连通的一个或多个涡轮，其中一个或多个涡轮中的每一个都联接到用于发电的发电机；以及在一个或多个涡轮上游的位置处与入口导管流体连通的旁路管线，其中旁路管线的操作控制由一个或多个涡轮接收的浆料的流速。

在某些实施例中，旁路管线包含至少一个流量减小元件，如孔板。

在某些实施例中，至少一个涡轮联接到变速箱，变速箱也联接到发电机。

在某些实施例中，至少一个涡轮联接到V形带滑轮驱动器，V形带滑轮驱动器也联接到发电机。

在某些实施例中，至少一个涡轮联接到制动器，制动器也联接到发电机。

在某些实施例中，导管包括用于允许系统维护的至少一个冲洗入口。

在某些实施例中，至少一个涡轮是用于处理反向行进的浆料的离心泵。

在某些实施例中，系统进一步包括逻辑控制器，所述逻辑控制器响应于选自流速、压力和发电机速度的至少一个参数而控制旁路管线的操作。

在某些实施例中，至少一个压力检测传感器位于入口导管、涡轮和旁路管线中的至少一个中，且其中至少一个压力检测传感器将压力信息中继到逻辑控制器。

在某些实施例中，至少一个流速检测传感器位于旁路管线和涡轮中的至少一个的下游，其中至少一个流速检测传感器将流速信息中继到逻辑控制器。

在某些实施例中，发电机速度传感器位于每个发电机中，其中发电机速度传感器中的每一个将发电机速度信息中继到逻辑控制器。