摘要：我国每年煤炭开采量40亿吨。煤炭运输采取铁路、公路及水路运输。随着开采技术的不断提升，煤炭开采量也逐年增长。当前的运输方式已经无法完全满足煤炭输出，北方的煤炭无法及时的运往南方，同时加之铁路与公路的煤炭运输会造成一定程度的环境污染及煤炭损耗，这就需要我们及时的找出一种新型的煤炭运输方式来提高煤炭的运量。故此，利用水作为载体，将煤炭制备成一定浓度的浆体，通过管道将煤浆输送到目的地，即管道输煤技术。
关键词：管道输煤；工艺；煤浆输送；煤炭运输
我国能源资源的基本特点是“富煤、贫油、少汽”。根据我国的地形特点及煤炭资源的分布情况，当前采用的煤炭运输方式主要为铁路运输。据相关报道了解到我国的铁路运煤量占据了煤运总量的六成，同时铁路运煤量占据铁路货运量的五成。可见我国的铁路运力一直是影响煤炭运量的重要因素之一。因此，需要寻求一种高效、节能、环保的新型运输方式来缓解铁路压力。利用水作为载体。将煤炭制备成一定浓度的浆体，通过管道将煤浆输送到目的地。管道输煤是根据国外成功实例引进国内的一项新型煤炭运输方式。
1管道输煤技术的发展现状
根据相关文献和数据统计结果可以得出，早在20世纪80年代初期的时候，我国煤炭部门在日常发展过程中，就已经提出了管道输煤系统的建设思想。在这一基础上，我国相关学者以及专家，在实践中与实际情况进行结合之后，准备管道输煤技术的理论研究，同时在确定理论之后，与实践实验活动进行有效结合，这样做的根本目的不仅是为了实现理论与实践的有效结合，而且也是为了保证管道输煤技术提出的可行性提供有效保障。在1985年的时候，我国建设了第一座管道输煤实验中心，在该中心成立之后，开始针对管道输煤炭技术的基础理论进行研究，并且在基础理论的基础上，开展一系列符合实际要求的试验。
通过对相关数据和文献资料的记载内容进行分析，发现虽然我国在很早的时候就已经提出了管道输煤技术的这一理论。但是在该技术的实际应用过程中，对煤浆特性要求普遍比较高，与此同时，对地形的要求比较高[1]。所以在一些长距离的运输过程中，由于受到地势复杂等各种不同类型的自然因素影响，导致管道输煤在实际应用过程中，仍然会受到很多因素的影响，这样不仅会导致满管流的阻力会对其产生影响，而且位能也会对其产生影响。通过对实际情况进行调查分析和研究，发现在实践中由于受到位能的影响，所以流体在其中会呈现出一种自动加速的状态，最终可以形成加速流。加速流的出现，势必会导致管壁的磨蚀情况越来越严重，甚至严重时，还会威胁到管道在运行过程中的安全性和稳定性。
2管道输煤技术的问题及应用
2.1管道输煤工艺
管道输煤技术在实际应用过程中，其主要的工作原理就是要将煤的物理状态进行改变。在该技术应用时，会将煤以固态的方式转变成为液态的方式，紧接着再次转变成为固态的方式，这整个过程的转变就是管道输煤技术在应用时的具体表现方式。在具体操作过程中，要结合实际情况，首先要将煤与水按照规定要求的比例进行混合操作，在混合之后，就可以制作成符合实际要求的管输煤浆。其次，通过对泵压的合理利用，将其直接输送到终端。除此之外，在完成上述这些步骤之后，要通过对终端脱水厂的合理利用，促使其可以完成脱水，这样才能够将其提供给煤化工企业进行利用。在具体操作过程中，对于煤浆的制备提出了非常高的要求，在具体的制备过程中，无论是颗粒的粗细或者是大小，都要与实际情况进行结合，与泵送的大小进行结合，这样才能够最大限度保证输送的合理性和稳定性[2]。如果在实践中颗粒被打磨的比较细时，通过泵送的方面就很难会实现有效的脱水处理。除此之外，如果颗粒在其中比较粗时，那么对泵送的整个流速要求普遍比较高，如果达不到规定的要求和标准，那么势必会导致管道受到严重的磨损现象。
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2.2管道输煤系统及主要工艺环节
管道输煤系统一般包括浆体的制备、存贮；起点泵站、管道和中间加压泵站；终点处浆体的脱水使用设施等部分。概括起来为：前处理，管输及后处理三大块构成，同时还包括一系列附属配套设施，即电、水、通信和自动控制等。
（1）首端制浆系统及环节
通过制浆厂将煤制备为满足输送浓度的水煤浆。首先将煤炭给入缓冲仓，经破碎机进行破碎。再经棒磨机加水磨细，由泵打入安全筛，筛下合格粒度煤浆流入搅拌槽，晒出不合格粒度的煤粒返回棒磨机再磨形成闭路循环。经搅拌槽制备成比较均匀的设计浓度，再经泵给入安全环路并向首端站主泵喂料。水煤浆的煤浆浓度是重点，对输送压力敏感，要求损耗小，同时在管道输送过程中，要求煤浆的稳定性较高，不宜沉淀。因此，在管输煤浆制备环节要严格把关。
（2）中间站泵输环节
管道输煤技术适合长距离运输煤炭，涉及的系统装置主要为管道和泵站。他是保证输煤管道安全高效运行的重要组成部分。泵站的实质是给浆体提供泵压动力，使浆体顺利到达终端。同时在管道输送环节中，还要根据工程需要设立若干个加压泵站。泵输系统涉及大量技术经济方面问题。如管道壁厚计算、经济管径、管道的最大允许敷设坡度等。
（3）末端脱水环节
水与煤炭混合制备后，在管道中作为载体，同煤炭一起达到终端目的地。可以根据用户需要将煤浆分支处理。一部分可以直接使用，另一部分可进行脱水厂进行脱水处理，直至满足用户需求的含水量。脱水后的废水一般含有各种杂质及有害物质，要求按国家排放标准进行处理。
3管道输煤优缺点分析
管道输煤技术是一项横跨多学科的新兴技术领域，不仅涉及水力学、固液两相流学、泥沙运动力学、流变学等基础理论；同时还要具有热工计算、浓缩脱水和过滤、输送管道的强度、刚度和稳定计算、浆体泵的选型、方案比较与经济分析等设计计算和专业知识。优点：受地形条件限制少，易于克服自然地形的障碍；占地面积少，环节少，劳动定员少；能耗小，运营成本低，运输成本低；煤源稳定、连续运输，对用户煤质的保证性很强；节能环保；易于实现自动控制，便于维修。缺点：运送种类受限，必须和水进行混合，才能有效运输，同时要求运送物料的物理化学性质比较稳定；由于管输煤管道敷设受敷设地形起伏不平、地质条件复杂的影响、浆体水力特性的限制，对管输煤管道敷设坡度要求较高；管输煤管道的敷设有可能穿越大小不等的各种河流，还要考虑不同等级的地震烈度及泥石流的防治，给施工带来一定难度；输送方式不灵活，相比于铁路运输无法满足向任何终端不定量的输送；对物料的参数精度要求高，应变幅度差，对其参数浮动范围有严格界定；浪费水资源，对于干旱缺水地区有局限性，同时管道输煤系统的运行耗电量大。
4结束语
根据国内外管道输煤技术的发展及优缺点分析，管道输煤方式与其他的运输方式相互依存、相辅相成的，并不能替代现有运输方式，但可作为必要的辅助运输方式。通过管道输煤技术可以有效地解决我国华东、华中及东南沿海地区的“煤荒”问题，对促进我国乃至世界煤炭运输行业的发展具有重要意义。管道输煤技术的运用在国外取得了成功的经验，但在我国尚属空白。综上可知，相对于铁路运输，管道输煤技术具有效率高、无污染、运量大等优势，同时结合泵站占地少、投资省的优点，作为辅助铁路运输的技术储备在我国拥有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]乔松，朱月朋.燃煤掺烧技术对火力发电厂机组安全性的影响分析[J].机电信息，2019（12）：89-90.
[2]张英楠.浅谈长距离输煤管道输送泵的选用[J].内蒙古煤炭经济，2019（04）：39-40.
论文作者:李奇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签：管道论文; 煤炭论文; 技术论文; 过程中论文; 泵站论文; 我国论文; 运输方式论文; 《基层建设》2019年第25期论文;