神渭煤浆管道输送系统介绍

陈洁　李马锁

【摘 要】神渭输煤管道是我国第一条输煤管线，全长732公里，是迄今为止世界上运距最长的输煤管线工程。神渭输煤管道系统设计年运输量为精煤1000万吨，输送浓度51%-53%。首端制浆厂和泵站设在陕西煤业化工集团所属的神木红柳林煤矿，沿途经过4座中间泵站，终端设在蒲城精细化工园，煤浆输送至终端后，经脱水、再制浆等工艺处理后可以满足电厂用户、煤化工用户和水煤浆燃烧等用户的要求。输送途中无运输损失、不污染环境、自动化程度高、经济环保。

【关键词】管道输煤；煤浆管道；煤炭运输

【Abstract】Shenwei coal pipeline is China's first coal transportation pipelines， 732 kilometers in length， is by far the world's longest distance transporting pipeline project. Shenwei coal slurry pipeline system throughput capacity is 10 million tons per year， transportation concentration is 51%-53%. Slurry preparation plant and first pump station is in Shenmu Hongliulin coal mine of Shaanxi Coal and Chemical Industry Group Co.， Ltd. There are four intermediate pumping stations along the way. Terminal stations locate in Pucheng fine chemical industry park. The coal slurry is transported to the terminal， after dehydration and slurry re-preparation process can meet the requirements of the power plants users， coal chemical industry users and coal water slurry burning users. Coal transport by pipeline has no environment pollution， no transport losses， which is a high degree of automation， economic and environmental protection transport mode.

【Key words】Coal pipeline； Coal slurry pipeline； Coal transportation

0 前言

管道输煤是以水为载体，将煤矿开采的原煤经过洗选或均质处理、研磨制成合适的粒度级配和浓度的煤浆，通过管道经高压泵接力输送到终端用户。管输煤浆在终端经脱水、再制浆等工艺处理后可以满足电厂用户、煤化工用户和燃烧水煤浆等用户的要求。

长距离输煤管道永久性占地少、对地形的适应性强、对恶劣气候的抗灾能力强、途中无运输损失、不污染环境、且运输环节少、易于实现全系统的自动控制和生产过程的自动化，是一种经济、环保的运输方式。

陕西煤业化工集团有限公司按照循环经济、上下游一体化发展思路，建设神渭输煤管道项目，以解决神南矿区优质气化用煤供应渭北精细化工园的原料煤的运输问题，从而打造煤-气化-精细化工产业链，构建新型物流体系，推动新型煤化工产业快速发展[1-4]。

神渭输煤管道是我国第一条输煤管线，对我国煤炭运输方式是一项巨大的创新实践，具有划时代的战略意义。

1 管输系统概述

神渭管道输煤项目北始于神木县红柳林煤矿，南止于渭南市临渭区、华县，纵贯陕西北部和关中地区，涉及榆林、延安、渭南3个地市，全线均在陕西省境内，全长732公里，地质条件极为复杂，也是迄今为止世界上最长的输煤管线工程。

神渭输煤管线包括1条主干线和2条支线，其中：

神渭主干线起自神木红柳林矿，到达蒲化终端，全长约591km；

渭化支线自蒲城终端场站泵站至渭南终端场站，全长73km；

陕化支线自蒲城终端场站泵站至华县终端场站，全长约68km。

神渭输煤管道干线系统设计年运输量为精煤1000万吨，输送浓度51%-53%，干线管道全长591km。首端制浆厂和泵站设在陕西煤业化工集团所属的神木红柳林煤矿，沿途经过佳县、清涧、延长、黄龙4座中间泵站，终端储浆厂、脱水厂设在蒲城精细化工园。

合格煤浆由神木首端输送到蒲城终端后，首先进入储罐区域，再由储罐分配到3个方向。

第1个方向：供给蒲城化工厂作为煤化工用煤，输煤量300万吨/年；

第2个方向：供给蒲城终端工业场地内的脱水厂进行脱水处理，脱水后作为动力煤转运给其他用户，输煤量400万吨/年；

第3个方向：进入蒲城终端的转输泵站，将煤浆输送到华县和渭南的终端用户，华县输煤量120万吨/年（陕化支线），渭南输煤量180万吨/年（渭化支线）。

2 管输主工艺系统组成

神木首端为1#泵站，配有4个储浆罐，3台喂料泵（离心泵），安全环管和6台主泵（隔膜泵）。安全环管上装有压差传感器和流量传感器，可对煤浆的水力输送阻力进行实时监测。2#佳县泵站、3#清涧泵站、4#延长泵站和5#黄龙泵站为中间加压站，各配有1个缓冲罐，3台喂料泵和6台主泵。上游来浆可经过缓冲罐和喂料泵，再由主泵站加压，即开路加压。也可旁通缓冲罐和喂料泵，直接主泵站加压，即闭路加压。

干线终端站设在蒲城，由消能站和罐区组成。消能站设有5个可调节消能环管。罐区由15个储浆罐组成，按用户分成3个子罐区—蒲城化工厂罐区、脱水厂罐区、蒲城终端场站泵站罐区。管道大部分外径为610mm。管道壁厚从最薄10.3mm到最厚17.5mm不等，取决于管段的工作压力。

管输系统配有安全保护系统，包括专家系统报警、消能孔板组合调整、主泵自动减速、站控监测超压停泵。

系统的最终保护是超高压泄压阀或爆破片动作泄压。

3 管输辅助系统组成

为保证主工艺系统的运行，各泵站配置有以下辅助设施：

（1）蓄水池和水泵站：用于管道冲洗、煤浆稀释和站场冲洗。蓄水池少量补水，由附近井水或河水提供。大量补水，由神木通过输煤管道用水批量提供。

（2）废浆池：用于收集站场冲洗污水和废浆。

（3）供电系统和配电系统。

（4）专用通讯系统：由和管道同沟敷设的两根光缆组成。

（5）供热系统：用于冬天站场管道防冻和人员生活工作舒适。

4 管输系统操作原则

管输系统设计为连续输送或者批量输送煤浆，批次输送模式的操作相对比较繁琐，除非必要，尽量让管道运行于连续输送模式。

当煤浆来料量不足时，为防止煤浆输送运行于安全流速之下，需要采取批次输送模式，控制来料量与输送量的平衡。而当工艺水量不能满足批次模式的输水量时，或者由一些其他的工艺条件导致已不适合批次输送时，需要采取带浆停车。

神木首端泵站的控制原则是以管输流量作为控制目标。各加压泵站存在开路模式和闭路模式的选择，当处于开路模式时，每站仍以计划输送流量为控制目标，每一段的输送流量将取决于站内缓冲罐的高度不同而不同，以控制缓冲罐液位的稳定为控制目标；当处于闭路模式时，各个站场（泵站、阀门站、压力监测站、终端站）的压力是闭路控制的控制目标。首端泵站按计划输送量设定管输流量，各加压泵站根据站内的喂料压力闭路实时调整输送量，或根据缓冲罐高度开路实时调整输送量，以达到整个管输系统稳定输送的目的。根据煤浆管输系统停车时间的长短，可以将停车[5]分为以下几种情况：

（1）短期停车：由于设备或管道维修的需要，按事先计划，停车在8小时之内。停车前，各中间泵站须切换成开路，启动水泵，冲洗泵站后停车。

（2）长期停车：按照生产调度安排，停车在8小时以上。1#神木站按计划切换输水，将管道内煤浆全部用水置换后，从1#站开始，按顺序逐站停车。

（3）紧急停车：由于管道事故、设备故障或者停电引起。为防止事故扩大，1#神木站停车。各中间站，切换成开路后，停车。

5 管输系统运行数据监测

为确保煤浆管输系统稳定运行，必须有效监测和记录管道的运行数据[5]。因此制定下列监测计划，以确保煤浆管输系统安全有效运行。

（1）煤浆工艺参数采集及监测

采集煤浆输送时的工艺参数（包括流量、压力、粒度和流变参数等）并进行监测，有利于管道系统操作员判断煤浆工艺参数是否在允许的合理范围内，并对煤浆管道的运行提出更合理的建议，以确保煤浆管输系统安全有效的运行。

（2）管道磨蚀数据采集及监测

煤浆管道壁厚设计时留有余量，可满足管道设计寿命30年。监测部门需要每6个月对管道进行1次超声波壁厚检测，并要保存检测记录。

（3）管道内壁粗糙度

粗糙度的变化通常是由管道内壁结垢或腐蚀累积所致，根据定期检测管道壁厚情况及时清理，以防止管道内壁结垢或腐蚀累积，并可达到维持管道清洁的目的。

通常，新管道的粗糙度约为0.053mm。如果粗糙度增加，阻力损失将增大，这将抑制煤浆的输送能力。每6个月至少对粗糙度进行1次测算。

（4）阴极保护系统监测

阴极保护系统可以延缓腐蚀反应，保证管线达到设计的使用寿命，应定期对阴极保护系统的保护性能进行监测。

6 结论

长距离管道煤浆输送技术具有连续作业、运输能力大、管道埋入地下不占土地、对沿程环境没有污染、可全天候运行以及基建投资和运营成本低等一系列优点，是位处交通运输紧张地区和山区煤炭外运的一种经济适用的运输方式。长距离管道输煤技术符合节能减排政策，不久的将来他将继铁路、公路、水路运输之后成为当今世界的第四种煤炭运输方式。

【参考文献】

[1]何宣.全球最长输煤管道—神渭管道输煤项目将开建[J].广东交通，2011（06）.

[2]李璐.管道输煤概况极其环境效益[J].科技创新与应用，2013（27）.

[3]李培芳，刘芳圃.我国长距离管道输煤的发展前景[J].煤炭科学与技术，1992 （10）.

[4]张志娟.世界最长输煤管道：即将流动的西部能源动脉[J].科技纵览，2013：56-57.

[5]E.J. Wasp.固体物料的浆体管道输送[M].黄委会水科所译.水利出版社，1980.

[责任编辑：杨玉洁]