中铝山东工程技术有限公司 山东淄博 255052
摘要：通过对电子清管器探测定位成套仪器的工作原理、技术性能、主要用途的介绍和在实际浆体输送中的应用，指出了利用清管器及其配套仪器是解决管道堵塞、结疤的有效方法。
关键词：浆体输送 电子清管器 管道堵塞 指示仪
1前言
管道堵塞与结疤，是长期困扰长距离浆体输送的主要问题。特别是在氧化铝厂赤泥输送和电厂灰渣输送中尤其突出，严重影响生产。为了使长距离管道内的污垢和沉积物得到清除，必须加强管道清洗工作，QDY清管器及电子探测定位成套仪器，它能有效的解决这个问题。
2工作原理和主要技术指标
2.1工作原理
电子清管器探测定位成套仪器，实质上是一种超低频无线电收发系统。即清管器定位发射机于地下管道中发出超低无线电信号，接收机和通过指示仪于地面接收穿过管壁与浮土的电磁信号，进行放大处理和显示报警，以确定地下管道中清管器的位置和运行情况。
地下管道中卡死停住的清管器发射机的位置与深度的测定，是基于电磁感应定位原理。根据这个原理，利用接收机装置可能接收到的信号大小取决于发射机交变磁场的强度和磁力线与接收线圈纵向轴相同还是相交的角度。发射机发出的信号可在沿管线两侧各5~6米的范围内接收到。
清管器定位发射机可连续工作时间50小时~100小时。耐压为100kg/cm2。 清管器寻迹定位接收机有效探测深度6米，清管器通过指示仪有效探测深度2米（可达6米）。
清管器发送及回收装置分别装在前一泵站出口处和下一泵站的入口处的管道两端，为两个短管，辅以各种阀门及连接管，通过阀门投入清管器，转换各阀门使在管道内压下清管器不断前进，进行刮削与摩擦管内污垢。操作步骤如下图所示：
发送清管器装置
(A)发送清管器：①输送介质按箭头1正常流程运行，阀门3打开，1、2关闭，阀门5关闭，4、6打开。②打开快开盲板7，送入清管器9，关闭快开盲板7。关闭阀门3，打开1、2输送介质按箭头2运行，即可把清管器送入管线内。
(B)接收清管器：清管器进入接收装置后，有议器监视报警。打开阀门5，关闭4、6，打开快开盲板8，即可取出清管器。
2．2主要用途
（1）保持管道的有效输量和输送性能；
（2）减少管壁腐蚀；
（3）检查新管线的园度，检查施工质量。打除焊瘤，以保证投产后的管道能畅通无阻地通过各种清管器；
（4）管道投产前清除管内各种脏物；
(5)管道水压试验前除气和水压试验后除水；
(6)隔离不同种类的油品及多相（液体和气体混合）管道隔离；
(7)各种特殊用途，如流量计定位，新管道内壁涂层等。
3清管器在生产实践中的应用
在山东铝业公司第二赤泥堆场工程设计中，赤泥管道野外敷设距离5.2公里，沿程地势复杂，管路敷设极不顺畅，很容易发生堵管，而且处理十分困难，为此工程设计中首此在国内将电子管道清管器用于氧化铝赤泥输送，获得成功。
在使用清管器以前，根据当时的工况条件，为了防止生产跑粗料时堵管，流速一般不低于2.2m/s；使用清管器后，将不再考虑堵管问题，取正常流速1.6m/s。利用上述两个流速分别计算并比较。
已知运行数据：
流量：Q=180m3/h输送距离5190m
输送物料：赤泥，容重：ρ=1.234t/m3
管程(m)高程(m)900弯头450弯头300弯头三通
51907225个63个11个4个
3暂不考虑阀门阻力。
3.1 使用清管器前
设流速V=2.2m/s
D=(4Q/3600л*V)1/2=(4*180/3600*3.14*2.2) 1/2=0.170m
取Φ194*12管道
HL=λLV2/（D*2g）
式中：HL—直管阻力损失m
λ—摩擦系数λ=0.11(ε/D+68/RE)0.25
=0.11(0.12/170+68/4.59*105)0.25=0.019
V—流速2.20m/s
D—管道内径0.170m
HL =0.019*5190*2.22/(0.17*2*9.81)=143.1m
HW =ξV2/2g
式中：HW —局部阻力损失m
ξ—局部阻力系数
HW =(25*0.15+63*0.11+11*0.073+4*1.5)*2.22/(2*9.81)=4.3m
ΔH=7m
H=HL+HW+ΔH =143.1+4.3+72=219.4m
N轴=QHρ/102η
式中 N轴—轴功率KW
Q—赤泥流量180m3/h
ρ—赤泥容重，1234Kg/m3
η—效率，取0.6～０.9
N轴=180*219.4*1234/(3600*102*0.7)=189.6KW
N电= K*N轴/η=1.1*189.6/1.0=208.6KW
3.2使用清管器后
设流速V=1.6m/s
D= (4Q/3600л*V)1/2 =(4*180/3600*3.14*1.6) 1/2=0.20m
取Φ219*10管道;V=4*180/(3600*3.14*0.1992) =1.61m/s
HL=λLV2/D*2g
式中：HL—直管阻力损失m
λ—摩擦系数;λ=0.11(ε/D+68/RE)0.25
=0.11(0.12/199+68/3.92*105)0.25=0.018
V—流速1.61m/s
D—管道内径0.199m
HL=0.018*5190*1.612/(0.199*2*9.81)=62m
HW =ξV2/2g
式中：HW—局部阻力损失m
ξ—局部阻力系数
HW =(25*0.15+63*0.11+11*0.073+4*1.5)*1.612/(2*9.81)=2.3m
ΔH=72m
H=HL+HW+ΔH=62+2.3+72=136.3m
N轴=QHρ/102η
式中 N轴 —轴功率KW
Q —赤泥流量180m3/h
ρ—赤泥容重1234Kg/m3
η—效率，取0.6～0.9
N轴=180*136.3*1234/(3600*102*0.7)=117.8KW
N电=K*N轴/η=1.1*117.8/1.0=129KW
得出计算结果表如下：
清管器
从表中结果可以看出，若不采用清管器，则要提高流速，必将大幅度增加设备投资和运行费用，还不能确保不堵塞管道。使用清管器可合理降低流速，降低电机功率。它的使用使整个第二赤泥堆场工程节约设备投资70万元，节约运行费约69.2万元/年。
结论
(1)清管器是在输送系统正常运行时，靠管内输送介质推动，使其在管线内完成运行、扫线、刮垢等功能，与生产同步进行，完全不影响生产。
(2)长距离浆体管道输送流速和管径的选择，决定了整个系统是否处于经济最佳状态，高浓度、低流速的发展趋势使管道清扫工作越来越重要。
(3)使用QDY清管器及电子探测定位成套仪器，是解决管道堵塞、结疤的有效方法，可及时清除管内沉积的粗料，破坏其结硬后形成堵塞的条件，确保管道长期安全运行。
参考文献：
[1]QDY清管器及电子探测定位成套仪器说明书。
[2]《有色冶金炉》中南工业大学出版社 1995年
论文作者:牟靖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/18
标签：管道论文; 流速论文; 阀门论文; 阻力论文; 发射机论文; 容重论文; 电子论文; 《防护工程》2018年第23期论文;