粗顆粒煤漿管道輸送級配降級及其影響研究

趙利安，王鐵力

(1.遼寧工程技術大學 礦業學院，遼寧 阜新 123000； 2.中煤科工集團武漢設計研究院有限公司 管道工程院，湖北 武漢 430064)

目前，發展能源清潔運輸和利用是全球趨勢，也是實現碳達峰和碳中和的重要環節[1]。漿體管道輸煤作為一種煤炭資源的潔凈運輸方式，是我國鐵路、公路煤炭運輸方式的重要補充，可以在一定程度上緩解鐵路、公路的運輸壓力，而且對節約投資、保護環境、提高運輸效率具有極其重要的意義[2]。漿體管道輸送有關研究發現，粗顆粒較細顆粒更容易在漿體泵內向葉輪工作面靠近而發生碰撞，也更容易沉積于管道底部，對管道底部的磨損較為顯著[3-5]。而對于顆粒較脆、硬度較小的煤顆粒，輸送時泵、管道及管路閘閥對煤顆粒的磨損或破碎會更加明顯，由此造成煤顆粒級配降級（細化）對輸送參數的影響已不可忽略。多位研究人員發現煤漿管道輸送過程中存在顆粒細化（級配降級）現象[6-8]，對級配降級的影響因素及級配降級對管道輸送參數的影響進行了研究，取得了一些成果。但是粗顆粒煤漿管道輸送級配降級預測方面的研究還未見公開報道。

本文采用試驗研究和理論分析法，基于磨礦理論提出粗顆粒煤漿管道輸送級配降級預測模型，并分析級配降級的影響因素。

1 試驗研究

粗顆粒煤漿輸送試驗管路布置如圖1所示。試驗管路長約20 m，主體管路內徑0.15 m。采用流量為4.5～2 340.0 m3/h、揚程為6.0～133.0 m的耐納特渣漿泵，其配套電機功率為400 kW。煤漿的流量和水力坡度可以分別通過流量計和水銀壓差計得到。……