Системное моделирование работы магистрального пульпопровода: консалтинговый проект «МЦД» для ПАО «Севералмаз»

О проекте

  • Системное моделирование работы магистрального пульпопровода: консалтинговый проект «МЦД» для ПАО «Севералмаз»
  • ПАО «Севералмаз»
  • Горнодобывающая промышленность

Системное моделирование работы магистрального пульпопровода: консалтинговый проект «МЦД» для ПАО «Севералмаз»

ПАО «Севералмаз» — российская алмазодобывающая компания, дочернее общество Акционерной компании «АЛРОСА». «Севералмаз» владеет лицензией на крупнейшее в Европе коренное месторождение алмазов имени Ломоносова в Архангельской области с запасами более 160 млн карат алмазов. В состав компании входят основные производственные подразделения, осуществляющие добычу, транспортировку, и переработку сырья, геологоразведочные работы, а также вспомогательные цеха, обеспечивающие основное производство и быт рабочих. В рамках консалтингового проекта специалисты «МЦД» выполнили численное моделирование работы магистрального пульпопровода и 1-4 ветки распределительного пульповода при работе на сосредоточенные выпуски.

Целью применения инструментов численного моделирования в этом проекте была оценка эффективности работы схемы складирования хвостов обогатительной фабрики Ломоносовского горно-обогатительного комбината и системы гидротранспорта пульповода с выдачей рекомендаций по их улучшению. Задачами в проекте стали анализ работы системы гидротранспорта и схемы складирования хвостов, а также выдача рекомендаций по улучшению существующей системы гидротранспорта и схемы складирования хвостов.

Схема системы гидротранспорта
Рисунок 1. Схема системы гидротранспорта
Системное моделирование работы магистрального пульпопровода: консалтинговый проект «МЦД» для ПАО «Севералмаз»
Рисунок 2. Ломоносовский ГОК

Для расчетов специалисты «МЦД» использовали программные продукты Flownex и Ansys Fluent. Программный комплекс Flownex позволяет производить моделирование и расчет сложных гидравлических систем, к которым относятся пульпопроводы горных предприятий. Детальный гидравлический анализ расслоения пульпы с выпадением твёрдого осадка на участке трубопровода с помощью модуля Ansys Fluent обеспечивает понимание о том, частицы какого диаметра выпадают в осадок, а какие остаются во взвешенном состоянии. Во Flownex есть возможность рассчитывать многокилометровые пульпотрассы с помощью встроенных полуэмпирических решателей, в том числе поддерживается расчет пульпы с помощью двухслойной многофазной модели.

Объёмная доля дискретной фазы в трубе
Рисунок 3. Объёмная доля дискретной фазы в трубе

По результатам выполненных расчетов было обнаружено, что объёмная доля фракции значительно вырастает с некоторой периодичностью. При таком характере течения образуются локальные накопления твёрдой фракции, что в свою очередь затрудняет движение воды на таких участках и ведёт к необходимости использовать более мощные насосы для транспортировки пульпы.

Траектории частиц дискретной фазы в горизонтальной трубе
Рисунок 4. Траектории частиц дискретной фазы в горизонтальной трубе

Диаметры частиц:

а) 0.001 мм; б) 0.005 мм; в) 0.01 мм; г) 0.05 мм; д) 0.1 мм; е) 0.25 мм; ж) 0.5 мм; з) 1 мм; и) 2 мм; к) 5 мм

Также по результатам проведенных расчетов были сделаны следующие выводы:

  • В случае пульпы с гранулометрическим составом 2018 года работа на удаленные сосредоточенные выпуски невозможна, так как имеющееся насосное оборудование не обеспечивает необходимый напор для транспортировки пульпы и пульпопровод забивается.
  • С увеличением концентрации твердых отложений, в варианте с гранулометрическим составом 2018 года, ситуация усугубляется и работа возможна только на ближайшие 2-3 выпуска.
  • Уменьшение диаметра трубы позволяет снизить требования к насосному оборудованию и работать на более удаленные выпуски, но все равно, в случае гранулометрического состава 2018 года, использование самых дальних выпусков невозможно.
  • Для работы на все выпуски, в случае пульпы с гранулометрическим составом 2018 года необходима модернизация насосного оборудования для обеспечения большого напора.
  • В случае пульпы с гранулометрическим составом 2017 года, характеристик существующего насосного оборудования достаточно для работы на любой выпуск при всех рассмотренных вариантах консистенции пульпы.

Выполненный детальный гидравлический анализ расслоения пульпы с выпадением твёрдого осадка на участке трубопровода с помощью модуля Ansys Fluent обеспечил понимание о том, частицы какого диаметра выпадают в осадок, а какие остаются во взвешенном состоянии.

Также с помощью Ansys Fluent были исследованы количественные характеристики течения и произведена оценка их соответствия характеристикам, полученным в расчётах на модели Flownex. Определено характерное время стабилизации.
Работы по моделированию схем складирования хвостов могут быть продолжены с использованием наработанных данных проектов Flownex для проверки правильности выбранных и утвержденных мероприятий по модернизации и оптимизации.

По итогам проекта были представлены модели, совпадающие с текущей ситуацией по транспорту пульпы, были предложены и продемонстрированы альтернативные сценарии работы и составлены рекомендации по модернизации. Руководство ПАО «Севералмаз» приняло решение внести соответствующие рекомендации к заданию на работы по проектированию (реконструкции) пульпотрасс.

Есть подобная задача? Звони!

Позвоните нам

+7 (495) 644-06-08

Напишите нам

info@digitaltwin.ru

Часы работы

Пн-Пт 9:00 – 18:00

Другие проекты по теме

Отправить сообщение

    Свяжитесь с нами

    Позвоните нам

    +7 (495) 644-06-08

    Напишите нам

    info@digitaltwin.ru

    Часы работы

    Пн-Пт 9:00 – 18:00