煤炭运输开创新方法,水利系助力神渭长距离管道输煤试运行成功

727公里!世界最长、全国唯一长距离管道输煤项目——陕西神渭管道输煤项目建成并圆满完成带浆试运行。


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陕西神渭管道输煤项目位于陕西省,起点是神木市,途经榆林、延安、西安、渭南4个市18个县(区),83个乡镇、411个自然村,共有穿(跨)越工程1537处,全长727公里,设计年输送精煤1000万吨,是世界最长、规模最大的管道输煤项目。


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管道输煤是将固态煤炭通过磨细加水方式制成煤浆,再通过泵站加压的方式进行管道输送,神渭输煤管道直径为610毫米;由于距离较长,共设有五级泵站,30台(每站6台)柱塞泵联动,其中最长的泵站间距达到136公里,煤浆以1.78米/秒的速度在管道内运行,其间设置多个压力监测点随时监测管道内的压力,预防风险;抵达终点之后。一部分煤浆直接进煤化工厂,一部分煤浆脱水后“还原”成固态煤炭,再运到火电厂燃烧。


此次带浆试运行的成功,实现我国长距离管道输煤系列关键技术的攻克和突破。该输煤管道的基本建成,开创了我国多年来在铁路、公路、水路三种长距离运煤方式外的第四种运输方式,其运输成本较铁路更低,由于无抛洒,经济效益,社会效益显著。


清华大学水利系河流泥沙研究所从80年代初(”六五”计划),由钱宁院士提议,费祥俊、王可钦、翟大潜、韩文亮等老师就进行管道输煤的实验研究。尤其韩文亮老师通过申请多个国家自然科学基金坚持这一研究方向,把固、液两相流及管道输送理论研究提高到一定层次,并应用到生产中,先后参与建成了多条输送铁精矿、红土矿、尾矿长距离管线。


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韩文亮教授


神渭输煤管线是中煤科工武汉煤炭设计院设计、自主建设的,其主要设备基本实现国产化,整个管路有上下坡v字型、有公路铁路河流不同方式的穿越、有近1200米的大下坡、有庞大制浆脱水设备,是一技术含量很高系统工程。


我系韩文亮老师做为项目的技术顾问,至始至终参与了神渭输煤管线实验研究,设计方案制定,合格煤浆标准判别,设备选型等关键技术问题的确定。例如,一、密闭输送及开路输送方案确定。如果完全密闭,25台泵就像国家仪仗队的士兵,要完全步调一致才可,对控制系统要求特高,否则管道内的压力急剧升高或降低;为了保证安全,最后确定实行可密闭也可开路设计方案。另外管线压力控制是管线控制的关键,管道堵塞、泄露等都要靠压力变化来判断,因此水击压传播速度的计算是关键,韩文亮老师研究成果高浓度煤浆压力波速计算发挥了重要作用。


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泵站


二、输煤管道的煤浆制备。通过多年试验研究,给出了符合管道运输合格的煤浆判别标准,以颗粒组成及粘度屈服应力来控制制浆。


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造浆站


三、加速流预防。由于管线存在地形落差,有的落差高达1200米,形成地面坡降大于水力坡降。造成浆体加速流动,磨蚀加快,可能发生气蚀或弥合水击。通过管道尾部串联孔板加背压,管道最高点,串联一个调压罐,一半水一半气,防止管线最高点负压及弥合水击发生。成功预防了加速流危害。


神渭输煤管道是一个系统工程,清华大学水利系将一如既往,继续紧密结合管道工程运行实践,发挥固液两相流基础理论和多学科综合技术优势,为神渭管道输煤项目的安全高效运行再作贡献。


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