一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术主要应用于采铀领域，具体涉及一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置及方法。对于常规的自动化控制设备，主要是针对单一设备或某段过程控制。其整体的联锁控制不足，不能完全实现全流程自动控制。对于闭路循环系统而言，中间某一个环节出现问题，会引起整个系统的连锁反应，管理难度很大。本装置包括：井场，水冶厂，自动化控制室三个区域，所述的井场中，抽孔依次连接交频器、电磁流量计，注孔依次连接电磁流量计、远传压力表和氧气电磁阀。本系统中的五个子系统实现自动化监测、记录、调节、报警等功能，并通过两两联动，实现五大子系统联动互锁，最终形成一整套完整的抽注液闭路循环系统自动化联动控制。

A control device and method of closed-circuit circulation system for in-situ uranium extraction and injection liquid

【技术实现步骤摘要】
一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置及方法
本专利技术主要应用于采铀领域，具体涉及一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置及方法。
技术介绍
地浸采铀是集采、选、冶于一体化的砂岩型铀矿床开采方法；CO2+O2地浸采铀浸出工艺是一种“安全、环保、高效”的环境友好型开采技术，于2014年12月获得了“国家科学技术进步二等奖”；CO2+O2地浸采铀闭路循环系统在美国地浸采铀矿山应用较为广泛，在我国尚处于摸索阶段。纳岭沟铀矿床于2015年开始采用闭路循环系统，并成为我国首例成功安全稳定运行闭路循环抽注液系统的铀矿山。CO2+O2地浸采铀闭路循环系统较常规的开放式系统具有提高土地利用率、降低建设周期、节约建设及运行成本、提高能源利用率、改善作业场所环境、提高吸附系统运行的安全性、有效缓解树脂板结等优势。但由于闭路循环系统运行采用人工操作，且控制点、调节点分散管理难度大。特别是对突发状况的应急处理上，存在较大的弊端和安全环保风险。对于常规的自动化控制设备，主要是针对单一设备或某段过程控制。其整体的联锁控制不足，不能完全实现全流程自动控制。对于闭路循环系统而言，中间某一个环节出现问题，会引起整个系统的连锁反应，管理难度很大。特别是对突发状况的应急处理上，存在较大的弊端和安全环保风险。
技术实现思路
1.目的目前自动化的应用已经普及到各个行业领域，一些先进的行业领域已经达到智能化，同类其他开路系统的铀矿山已基本实现自动化，效果良好。为进一步提高地浸采铀闭路循环系统运行的稳定性，降低试验运行风险和安全环保风险，在现有抽注液闭路循环系统的基础上，通过增加部分自动化控制，使现有系统中的五个子系统实现自动化监测、记录、调节、报警等功能，并通过两两联动，实现五大子系统联动互锁，最终形成一整套完整的抽注液闭路循环系统自动化联动控制。2.技术方案本专利技术以压力控制为主，流量控制为辅的自动化参数控制系统。以原液泵为例：当控制系统处于自动方式时，原液泵变频器根据原液泵出口压力变化进行自动PID调节，当原液泵出口压力大于当前设定值时，变频器自动降低频率，当原液泵出口压力小于当前设定值时，变频器自动增加频率。当原液管路的压力或者流量超限，引起管路晃动时，系统会自动降低原液泵的频率，降低水流速度，达到稳定管路的效果。一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置，包括：井场，水冶厂，自动化控制室三个区域，所述的井场中，抽孔依次连接交频器、电磁流量计，注孔依次连接电磁流量计、远传压力表和氧气电磁阀。所述的水冶厂包括远传压差计，过滤器，一备一用交频器，电动应急阀门，远传压力表，二氧化碳电磁阀和电磁流量计；抽孔和远传压差计、过滤器依次相连；过滤器串联一备一用交频器，该线路共有相同的两组，此为第一组；一备一用交频器依次串联连接远传压力表、二氧化碳电磁阀、电磁流量计和吸附塔；吸附塔串联另一组过滤器和一备一用交频器，一备一用交频器另一端连接远传压力表；电磁应急阀并联在第二组过滤器的一端和一备一用交频器的一端。所述的井场和水冶厂均由PLC控制柜控制，PLC控制柜通过通讯光纤连接到自动化控制室。一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制方法，包括如下步骤：(1)对部分管路进行改造，在管路上加装自动化控制设备，如压力传感器、氧气电磁阀、二氧化碳电磁阀、氧气浓度监测报警器；(2)将全部自动化控制设备及电磁流量计等各自接入水冶厂和井场的PLC控制柜中；(3)建设自动化控制室，建设操作站/工程师站；(4)架设通讯光纤，将两组PLC控制柜接入自动化控制室自动化联动控制电脑系统中；(5)编写自动化控制程序；(6)系统调试运行，直到稳定运行；(7)优化控制参数；(8)系统根据实时监测的各控制点的系统压力为调整依据，以各流量监测点的实时流量为辅助，实现了系统自动运行，且系统压力、流量持续稳定。所述的步骤(5)编写自动化控制程序，包括：流量的监测和记录，压力的监测和记录，变频器的监测和记录，联动控制，原液泵与进塔压力的自动PID调节，原液泵故障自动切换，应急阀与原液泵出口压力联动控制，注液泵故障自动切换，抽液系统与集液系统联合控制，正常管路突发振动处理，二氧化碳阀与原液泵注液泵、通断电联动控制，注液系统与氧气阀联动控制。所述的注液泵故障自动切换，包括：当注液泵发生故障时，变频器会自动报警，启动保护；将故障信号传至PLC内，PLC按照程序设定指令，完成故障变频器的停车，同时启动备用变频器、备用泵投入使用，无缝切换时间控制在1分钟内。所述的二氧化碳阀与原液泵注液泵、通断电联动控制，包括：自动状态下，当系统运行时，需要通入二氧化碳气体，此时二氧化碳阀门需要打开，当原液泵和注液泵系统都停止或停电时，二氧化碳阀门自动关断。所述的注液系统与氧气阀联动控制，包括：自动状态下，当系统运行时，需要通入氧气，此时氧气阀门打开，当停电时，氧气阀门关断。所述的原液泵与进塔压力的自动PID调节，包括：当控制系统处于自动方式时，原液泵变频器根据原液泵出口压力变化进行自动PID调节，当原液泵出口压力大于当前设定值时，变频器自动降低频率，当原液泵出口压力小于当前设定值时，变频器自动增加频率。3.效果建立了一整套抽注液闭路循环系统自动化联动控制系统，实现纳岭沟地浸采铀试验井场和水冶厂自动联动控制，保证了闭路循环系统安全稳定运行，减少了试验运行风险。降低劳动强度：井场和水冶厂全部运行参数全部集中到自动化控制室，并自动采集，减少了工作人员和工作强度，节约了劳动时间；节约能源：自动化联动充分利用了闭路循环系统本身的流量、压力，使系统处于最佳的运行效率内，提高了能源利用率；其他自控目标：(1)实现井场抽注液流量实时值、累积值的自动监测和记录；(2)抽液孔潜水泵远程监控和保护；(3)注液主管压力的远程监测与报警；(4)集控室氧气浓度超限报警；(5)原液流量和压力的远程监测和原液泵变频器的远程监控；(6)注液流量和压力的远程监测和注液泵变频器的远程监控；(7)水冶厂进塔流量实时值、累积值的远程监测和记录；(8)通过算法实现集液泵变频器和井场集控室抽液变频器联动控制，进而实现抽注流量的基本平衡；(9)根据压力和流量变化，自动对原液泵变频器和注液泵变频器频率进行调节，实现管路振动保护；通过原液泵变频器、注液泵变频器频率上限下限设置，有效控制管路振动，避免系统不停自修整。(10)该自动化系统作为闭环系统试验的平台，通过对监控归档数据的分析、比较，为闭环系统性能优化提供数据支持。附图说明图1自动化联动控制建立技术方案图图中：1.PLC控制柜，2.氧气浓度报警器，3.氧气电磁阀，4.电磁流量计，5.交频器，6.远传压力表，7.远传压差计，8.过滤器，9.一备一用交频器，10.电磁应急阀门，11.二氧化碳电磁阀，12.电磁流量计。具体实施方式地浸采铀抽注液闭路循环系统自动化联动控制系统包括地浸井场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置，包括：井场，水冶厂，自动化控制室三个区域，其特征在于：所述的井场中，抽孔依次连接交频器(5)、电磁流量计(4)，注孔依次连接电磁流量计(4)、远传压力表(6)和氧气电磁阀(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置，包括：井场，水冶厂，自动化控制室三个区域，其特征在于：所述的井场中，抽孔依次连接交频器(5)、电磁流量计(4)，注孔依次连接电磁流量计(4)、远传压力表(6)和氧气电磁阀(3)。


2.如权利要求1所述的一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置，其特征在于：所述的水冶厂包括远传压差计(7)，过滤器(8)，一备一用交频器(9)，电动应急阀门(10)，远传压力表(6)，二氧化碳电磁阀(11)和电磁流量计(12)；抽孔和远传压差计(7)、过滤器(8)依次相连；过滤器(8)串联一备一用交频器(9)，该线路共有相同的两组，此为第一组；一备一用交频器(9)依次串联连接远传压力表(6)、二氧化碳电磁阀(11)、电磁流量计(12)和吸附塔；吸附塔串联另一组过滤器(8)和一备一用交频器(9)，一备一用交频器(9)另一端连接远传压力表(6)；电磁应急阀(10)并联在第二组过滤器(8)的一端和一备一用交频器(9)的一端。


3.如权利要求1所述的一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制装置，其特征在于：所述的井场和水冶厂均由PLC控制柜(1)控制，PLC控制柜(1)通过通讯光纤连接到自动化控制室。


4.一种地浸采铀抽注液闭路循环系统控制方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)对部分管路进行改造，在管路上加装自动化控制设备，如压力传感器、氧气电磁阀、二氧化碳电磁阀、氧气浓度监测报警器；(2)将全部自动化控制设备及电磁流量计等各自接入水冶厂和井场的PLC控制柜中；(3)建设自动化控制室，建设操作站/工程师站；(4)架设通讯光纤，将两组PLC控制柜接入自动化控制室自动化联动控制电脑系统中；(5)编写自动化控制程序；(6)系统调试运行，直到稳定运行；(7)优化控制参数；(8)系统根据实时监测的各控制点的系统压力为调整依据，以各流量监测点的实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海军，王艺，牛奔，盖家进，王如意，姚光怀，徐奇，郑文娟，王飞，杨敬，李鹏，张欢，
申请(专利权)人：中核内蒙古矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15