浆体管道输送技术在冶金矿山的应用前景.docx

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第2期2011年6月

水力采煤与管道运输

HYDRAULICCOALMININGPIPELINETRANSPORTATION

No.2

Jun.2011

专题述评浆体管道输送技术在冶金矿山的应用前景

姜圣才成秉任温春莲

(中国冶金矿业总公司北京100011)

摘要：介绍国内外固体物料管道输送技术研究和工程实用现状。概括叙述国内外著名固体物料浆体管道输送工程的工艺流程和主要设施。指出浆体管道输送的优势和不足，并展望浆体管道输送在我国冶金领域的发展前景。

关键词：管道输送冶金矿山应用

中图分类号：U17文献标识码：A文章编号：1006-0898(2011)02-0001-03

近几十年来，在传统的公路、铁路、水运、空运等运输方式获得快速发展的同时，作为第五种运输方式重要组成部分的固体颗粒浆体的管道输送，在世界范围内获得了迅速发展。

1浆体管道运输现状

1.1国外管道输送的发展

早在1891年，美国就有人将煤捣碎在管道中用水冲走，并取得专利。但正式用于工业生产是在1914年英国泰晤士河畔的一家电厂，该厂利用管径为200mm、长604m的管道水力运煤，直至1957年，美国固本(Consolidation)煤炭公司在俄亥俄州建成了长174km、直径254mm的管路，使浆体管道输送技术正式应用于长距离的固体输送。随后亚利桑那州长440km、管径457mm的黑迈萨(BlackMesa)管路的出现，更加推进了浆体管路输送的现代化发展。1967年澳大

利亚建成世界上第一条铁精矿输送管道——萨凡奇河铁精矿输送管道。输送管道全长85km,管径244mm,年输送量达230万t。目前在世界上的浆体长距离输送管线中，以萨马柯(Samar-co)铁精矿管线和黑迈萨输煤管线最具代表性1。

1977年巴西建成了世界上规模最大的铁精矿输送管道——萨马柯铁精矿管线，管道全长399km,设有两座泵站和两座阀站。管道沿程地形较复杂，起点标高约1000m,终点标高24m,中间翻过一座高山，最高点标高1180m。为了克服加速流，在二号阀站安装了5条调压旁路，在批量输送时可根据压力的变化分别串接1至5条调压旁路进行消能。该管线设计寿命为20年，从生产实际情况看，寿命可达35年。

黑迈萨管道设有四座泵站。管道沿程地形复杂，中间经过六座大小山峰和两条河流，其标高从2000m下降到150m,最后21km高差降落914m。输送管道管径由457mm减至305mm,借此提高管内煤浆流速增大阻力来消除加速流。该管线已于2005年底关闭。

国外在固体物料浆体管道输送参数、输送工艺、输送设备等方面开展了大量试验研究和产品开发工作，并取得了诸多研究成果，极大地推动了浆体管道输送技术的工程应用。目前专门从事浆体管道输送工程设计的有美国的管道系统公司(PSI)、博而思(Brass)公司和德国的PLE公司，这些公司都拥有一套较为成熟的浆体管道输送工程设计方法。

1.2国内管道输送的研究应用

从上世纪80年代初开始，我国管道输送科研人员进行了许多矿山物料浆体管道输送的研究、可行性分析以及工程项目的前期准备工作，为我国浆体管道输送技术的实用化奠定了坚实的基础。近年来，我国浆体管道输送从技术研发阶段进入了实际应用阶段，已建成尖山铁精矿、大红山铁精矿、瓮福磷精矿、大峪口磷精矿等浆体输送管线。

1997年6月29日，我国第一条铁精矿长距离浆体输送管道——太原钢铁集团(公司)尖山铁精矿管线顺利投产。该管线全长102km,年输精矿300万吨，起点至终点标高落差525m,只设一座泵站。管道输送系统工艺见图1[4]。

贵州省瓮福磷精矿浆体输送管线全长45.6km,年输送精矿200万吨，管线设一个泵站。管线沿程地形不十分复杂，标高落差为348m,管道内径210mm,管线最大敷设坡度

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2011年6月水力采煤与管道运输第2期

12%。管道设计寿命为25年，最大磨蚀量为5mm。该管线于1995年5月建成投入运行。

选矿来浆

选矿来浆

大井分矿箱大井大

搅拌槽矿浆分配箱2台搅拌槽

每个大井2台底流泵

亚硫酸搅拌槽

4台喂料泵

2台计量泵

2趟检测环管

隔膜系

隔膜泵

长输管线2送至脱水系统

图1尖山铁矿管道输送系统工艺图

瓮福磷精矿浆体输送系统由2个储浆罐、2台喂料泵、3台主泵、1条管道、1个终端