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水資源短缺是一項全球性的挑戰(zhàn)，具有高度地方性的影響 - 金屬和采礦業(yè)尤其容易受到影響。隨著全球人口膨脹和氣候變化影響加劇，現(xiàn)有淡水資源枯竭，水本身已成為一種珍貴的商品。盡管金屬和采礦業(yè)給其自身的可持續(xù)水資源管理施加了更大的壓力，但水資源短缺加劇了挑戰(zhàn)。隨著礦石品位的下降，該行業(yè)的用水量也在增加，能源轉(zhuǎn)型對生產(chǎn)提出了更高的要求。

在當(dāng)前的形勢下，圍繞水資源管理的對話已從運營費用轉(zhuǎn)向戰(zhàn)略投入。簡單地說，沒有水就意味著沒有生產(chǎn)。

隨著該行業(yè)尋求加強水資源管理，水資源再利用和提高整個礦井水循環(huán)的效率是明確的解決方案。然而，只有解決了根本問題，這些解決方案才能充分發(fā)揮其潛力 - 優(yōu)化礦井水循環(huán)系統(tǒng)。

使用自動化技術(shù)提高數(shù)據(jù)可見性

今天的礦井水循環(huán)幾乎沒有使用自動化設(shè)備，還在采用手動數(shù)據(jù)收集和操作員經(jīng)驗來管理設(shè)備控制的方法。唯一自動化的流程是提供水循環(huán)輸入和輸出的總體情況 – 忽略了系統(tǒng)中更深層次的自動化潛能，以幫助指導(dǎo)運營和提高效率。

無線傳感器、流量計、閥門、軟件和分析儀表幫助礦山全面了解他們使用了多少水，以及損失或浪費了多少水，同時簡化和優(yōu)化了控制流程。鑒于采礦業(yè)使用了世界上1%的水，效率的提高意味著運營商成本的降低，并為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來益處。

智能現(xiàn)場設(shè)備開啟更多節(jié)水機會

更高水平的可見性對于真正優(yōu)化的運營至關(guān)重要，而經(jīng)過驗證的智能現(xiàn)場設(shè)備解決方案隨時可以使用。智能現(xiàn)場設(shè)備通過不斷捕獲關(guān)鍵數(shù)據(jù)來幫助提高數(shù)據(jù)完整性，分析這些數(shù)據(jù)以識別優(yōu)化機會。

企業(yè)可以利用礦區(qū)偏遠(yuǎn)地區(qū)的無線儀表創(chuàng)建整個水利基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字快照。通過結(jié)合使用無線和有線儀表，自動化技術(shù)的引入使操作人員能夠設(shè)計水管理程序，整合實時數(shù)據(jù)以優(yōu)化整個礦山水循環(huán)系統(tǒng)，準(zhǔn)確量化水的輸入、損失、消耗和回收。

自動化數(shù)據(jù)收集也可以簡化監(jiān)管報告。目前，礦商定期報告取水和排水量，并將其匯總到年度報告中。自動化技術(shù)支持實時數(shù)據(jù)，簡化了流程，實現(xiàn)了更快、更透明的信息共享。

一家秘魯?shù)V業(yè)公司需要安裝一個新的流量計量系統(tǒng)，以滿足當(dāng)?shù)氐挠盟蟆榱嗽黾舆m當(dāng)?shù)臏y量而停止測量過程的成本很高，需要測量的40英寸大管道，要求儀表具有寬量程的大范圍流量變化性以及由于管道兩端的平面外彎頭而導(dǎo)致的有限直管 (某些流量測量技術(shù)需要直徑30倍直徑長度) ，這些都是他們面臨的挑戰(zhàn)。

礦業(yè)公司考慮過電磁流量計，但也有相當(dāng)大的缺點：它們可能不適合地下潮濕和污濁的環(huán)境，安裝需要新的技術(shù)知識，不適合帶有非粘結(jié)襯里的管道，體積精度為1%。此外，40英寸管道配套的電磁流量計很重，很難運輸和安裝至如此偏遠(yuǎn)的礦區(qū)。在設(shè)備安裝時，作業(yè)必須停止，公司每天的花費是50多萬美元。

因此，該公司選擇了安裝在管道上的Flexim非侵入式超聲波流量計，該設(shè)備使用從一個傳感器交替發(fā)射到另一個傳感器的超聲波信號。物理量由超聲信號的傳輸時間決定；傳輸時間差與流速成正比。微處理器控制整個測量周期，并驗證信號的測量可用性和可靠性。噪聲信號被消除。

非侵入式流量計的好處是顯著的：在流量計安裝后立即收到流量測量結(jié)果；儀表診斷顯示安裝正確；精確的零點穩(wěn)定性；正確計算高流速和低流速的流量總和；三年穩(wěn)定的儀表診斷；安裝后無需維護(hù)。

該礦業(yè)公司在安裝過程中實現(xiàn)了100%的工藝可用性，與其他儀表技術(shù)相比，安裝成本降低了60%，維護(hù)成本降低了90%，更換庫存減少了75%，在財務(wù)上，項目成本降低了50%。最終，該公司不僅解決了跟蹤其選礦廠用水量以向監(jiān)管機構(gòu)報告的問題，而且在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面也取得了進(jìn)展。

加強可靠的水循環(huán)系統(tǒng)運行

水回收是采礦等資源密集型行業(yè)的重要杠桿，自動化技術(shù)可以幫助提高效率。艾默生的DeltaV?控制系統(tǒng)和PACSystems?可以實現(xiàn)礦井水循環(huán)系統(tǒng)的自動化，提供水管理操作的實時可見性，改善水回收的運行和一致性。

先進(jìn)的過程控制(APC)系統(tǒng)正在優(yōu)化水循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，以提高水的效率和回收率。同時，這些技術(shù)解決方案在減少尾礦量方面具有巨大潛力。用于從漿料或固液混合物中分離水的增稠劑就是一個很好的例子。模型預(yù)估控制技術(shù)通過基于密度約束優(yōu)化底流速率和防止損壞來解決這個問題。對于一次采礦作業(yè)，先進(jìn)的過程控制提高了產(chǎn)品回收率，并將尾礦的水分損失減少了75%。通過使用優(yōu)化性能模型和工程模擬，APC降低了生產(chǎn)可變性，使高效利用率具有高度可復(fù)制性。

對缺水國家來說，更加注重水回收至關(guān)重要，因為采礦業(yè)已轉(zhuǎn)向大型海水淡化廠來維持運營。智利礦業(yè)公司Minera Los Pelambres需要建造一座新的海水淡化廠，以遵守用水限制。通過使用DeltaV控制系統(tǒng)，這些復(fù)雜的工廠完全集成到更廣泛的采礦生態(tài)系統(tǒng)中，并提供全天候的水管理可見性。

盡管海水淡化在保護(hù)淡水資源方面非常有效，但鹽水具有高度腐蝕性，這增加了對智能和預(yù)測性設(shè)備健康監(jiān)測的必要性，幫助操作人員預(yù)測和預(yù)防設(shè)備故障以及增加的維護(hù)成本。此外，艾默生的分析軟件提供關(guān)鍵的泵健康監(jiān)測，幫助工程師在機器學(xué)習(xí)的幫助下檢測和避免泄漏或故障。在影響運行之前，檢測到氣蝕、軸承磨損、軸錯位、密封泄漏和其他損壞情況，并通知工作人員要采取什么糾正措施以及其緊急程度。

如今，采用自動化水資源管理解決方案的礦業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者能夠很好地應(yīng)對未來的變革浪潮，降低成本，同時釋放關(guān)鍵的淡水資源，以支持全球更健康的社區(qū)。

礦企一直專注于從他們開采的原材料中提取最大的價值。同樣的管理和優(yōu)化心態(tài)正越來越多地應(yīng)用于對其生產(chǎn)過程至關(guān)重要的水等資源。