2004年12月水力釆煤與管道運輸水煤漿的儲存呂杰(神華集團海渤灣礦業(yè)有限貢任公司,內(nèi)蒙烏海市016000)[摘要]釵述了水煤漿的儲存在漿體制備、運輸和燃燒應(yīng)用中的重要地位和作用。介紹分析了水煤漿穩(wěn)定性概念及其影響因素。水煤漿儲存期問必保指標(biāo)是漿體的穩(wěn)定性。為滿足儲存要求,儲罐必須有良好的封閉性,要配裝攪拌設(shè)備和防凍設(shè)施。[關(guān)鍵詞]水煤漿儲存穩(wěn)定性攪拌器[中圖分類號]TD9287[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1006-0898(2004)04-0007-031前言分散藥劑加入,這種煤水混合物根本不能成漿,沒有流動性。為了使水煤漿流動性較好而水煤漿是20世紀(jì)70年代開發(fā)出的一種有較高濃度,在制漿時加入一定比例的分煤基流體燃料。它可以方便地進行運輸、儲存散劑。在水煤漿中煤炭顆粒的真密度不但高和泵送,并可直接燃燒,是一種理想的代油燃于水,而且也比漿體的密度大,在重力作用下料。我國對水煤漿技術(shù)高度重視,投入了大量具有自然沉淀趨勢。人力、物力和財力,使研究工作走在了世界前21固體顆粒的不沉粒徑列。有多項成果居國際領(lǐng)先水平。目前,我國前已述及,密度較大的煤粒在漿中具有水煤漿技術(shù)已經(jīng)成熟,并進入較大規(guī)模工業(yè)自然沉降趨勢。由于水和漿體具有一定粘性,應(yīng)用階段。極小的顆粒有可能在其中懸浮不沉,因為固水煤漿是煤與水的混合漿體,和其他液粒的沉降特性取決于固體和水的密度、漿體態(tài)介質(zhì)一樣,需要在容器中儲存。儲存是水煤密度和粘度,固體物質(zhì)表面性質(zhì)和固粒的幾漿系統(tǒng)工程的一個重要環(huán)節(jié),水煤漿的制備、何形狀等多種因素。對于細粒煤漿來說,濃度運輸和燃用都離不開它。在實際工業(yè)生產(chǎn)中,較低時是牛頓流體,固體顆粒在其中按斯托水煤漿產(chǎn)品需要的儲存時間長短不一,短的克斯定律自由沉降。高濃度水煤漿可能具有只有幾個小時,有的則長達數(shù)月。水煤漿中煤屈服應(yīng)力的非牛頓流體,則固粒下沉受屈服的顆粒很細,一般不超過0.3mm,其中小于應(yīng)力的影響,沉降速度將減少。當(dāng)屈服應(yīng)力使0.074mm的約占80%。盡管如此,若長時間某種粒徑的固粒沉速接近于零時,這一粒徑儲存,總會有沉淀層產(chǎn)生。因此,對水煤漿儲稱在該流體中的不沉粒徑,即這種粒徑的固存的要求,是保持它的穩(wěn)定性,不允許有硬沉體顆粒能在流體中保持懸浮狀態(tài)。淀出現(xiàn)。為了保持漿體穩(wěn)定,漿體儲存設(shè)施和較粗顆粒在有屈服應(yīng)力的非牛頓流體中儲存工藝必須滿足一定的要求。自然沉降時,有下列受力平衡關(guān)系式:2水煤漿的穩(wěn)定性△d(-n)k=C.2u2rd2·4+Krnd水煤漿中煤和水的比例為2:1,其重量(1)濃度接近70%,屬于高濃度漿體。因為其中當(dāng)=0時,由(1)式得:煤炭顆粒較細,如果沒有令其分散開的化學(xué)d6≤-6ko(2)(p, -Pm)g2004年12月水煤漿的儲存第4期上兩式中,d和d為固粒粒徑,其中d0關(guān)鍵設(shè)備。目前,工業(yè)應(yīng)用的水煤漿儲罐已實為不沉粒徑;、P。分別為固體和漿體密度;u現(xiàn)了大型化,國外儲罐容積已達20000m3為固粒沉速;K為經(jīng)驗系數(shù),由試驗得到。國內(nèi)10000m3的儲罐也已建成應(yīng)用。儲罐所2的式(2)可得到確定的水煤漿的沉粒徑。具有的封閉、攪拌和防凍保溫功能,保障了在水煤漿的穩(wěn)定性各種條件下水煤漿儲存的安全性根據(jù)前面分析,如果水煤漿的煤炭顆粒3.1封閉粒徑都小于不沉粒徑,則水煤漿在靜止儲存水煤漿儲存期,要防止水份蒸發(fā)。水煤漿時不會產(chǎn)生沉淀。毫無疑問,這樣的水煤漿是的煤水含量是根據(jù)煤的成漿性確定的,比如穩(wěn)定漿體。然而,當(dāng)有部分固體顆粒粒徑超過神木煤的內(nèi)水含量高,用它制成水煤漿的濃do時,即使在有屈服應(yīng)力的漿體中,也會有度受到限制。如果減少水的比例,人為提高漿較粗顆粒發(fā)生沉淀。實際上,水煤漿濃度高,體濃度,則水煤漿粘度急劇增加,導(dǎo)致泵送和許多固體顆粒的沉降非常復(fù)雜,它們之間互燃燒時的困難,甚至難以使用。另外,當(dāng)儲罐相影響,形成所謂干擾沉降。這類沉降的顆粒放空時,罐壁殘留煤漿因水份蒸發(fā)而結(jié)塊。再還可能互相吸附成絮團,引起附加阻力而使次儲漿時,硬塊可能影響水煤漿的質(zhì)量,有時沉降減緩。這時,內(nèi)絮凝物在容器底部形成的還可能在運輸和燃燒過程中引發(fā)事故因此,沉淀層會比較松散,稱作“軟沉淀”。軟沉淀層防止水煤漿儲存中水份的散失是很重要的?？梢院苋菀淄ㄟ^不同形式的攪拌而重新分散目前,對水煤漿儲罐都采取了密封措施,在罐懸浮,漿體能重新均勻化。這樣的漿體算作穩(wěn)口加裝了可以啟閉的封堵罐蓋。定性好的漿體。如果有的漿體的固體顆粒間3.2攪拌的吸附力強,不能形成群體沉降,各種顆粒在根據(jù)煤漿的不同性質(zhì),采用定時攪拌是重力作用下分別下沉,沉降速度取決于顆粒防止其產(chǎn)生硬沉淀的最有效的方法因此,所的粒徑和密度。于是,顆粒粗、密度大的顆粒有水煤漿儲罐都應(yīng)裝設(shè)攪拌裝置。通常采用沉速大,先到達容器底部,形成密實的硬沉淀的攪拌方式有自循環(huán)回流攪拌,壓氣射流攪層,這種硬沉淀很難通過正常的攪拌重新分拌和機械攪拌等,如圖1所示。散。如發(fā)生這種現(xiàn)象,則認為漿體喪失了穩(wěn)定性3水煤漿儲存設(shè)施水煤漿屬于流體,沒有固定形狀,只能儲存在容器中,目前,多用圓筒形儲罐儲存水煤壓縮漿。水煤漿的儲存設(shè)施除了儲漿罐這一主要空設(shè)備外,還包括管道、閥門及用于裝卸漿體的專用漿體泵等輔助設(shè)備。在水煤漿儲存中,人們最關(guān)注的問題是漿體的硬沉淀。對難以避免的軟沉淀,只要配有使?jié){體重新均勻化的攪拌設(shè)備,已不存在值得耽心的問題。多年來,國內(nèi)外有關(guān)人員對圖1攪拌方式水煤漿的儲存進行了大量試驗研究,開發(fā)出(1)機械攪拌許多行之有效的實用設(shè)備,其中,儲漿罐是最機械攪拌的主要設(shè)備是攪拌器,攪拌器2004年12月水力釆煤與管道運輸?shù)?期的關(guān)鍵部件就是攪拌葉輪,它的結(jié)構(gòu)和尺寸以提高攪拌效果。決定攪拌效果和能耗的高低。葉輪的形式主3.3防凍保溫要有葉槳式、渦輪式和螺旋推進式等。在我國北方寒冷地區(qū),必須注意水煤漿攪拌器的形式有很多種,它們分別適用的冬季防凍。儲缸上敷設(shè)隔熱保護層和加熱于不同儲罐的攪拌。就安裝形式而論,攪拌器裝置。一般情況下無須啟動加熱裝置,因為水有立式攪拌和側(cè)向攪拌之分。立式攪拌器的煤漿生產(chǎn)過程中強力研磨,產(chǎn)品溫度很高,如攪拌軸與儲罐中心線重合的為中心攪拌,多果儲罐保溫效果好,數(shù)日內(nèi)不會凍結(jié)。只有在用于中小型儲罐;大型儲罐直徑大,中心布置天氣寒冷而又長時間儲存的情況下,才需要個攪拌器時,由于葉片長度不宜過大,攪拌加熱保溫。中存在死區(qū),往往要多加裝多個立式攪拌器。如果儲罐過高,還要將攪拌器分層布置,以保4結(jié)語證攪拌效果。側(cè)向攪拌是將攪拌器裝于儲罐水煤漿是一種新型潔凈燃料,有廣闊的下部罐壁上,攪拌軸成水平或傾斜安裝,推動發(fā)展前景。水煤漿的儲存是整個水煤漿技術(shù)罐下部濃度較高漿體與上部漿體摻混,達到的一個重要組成部分。這里只對儲存中可能罐內(nèi)漿體均化目的。側(cè)向攪拌器多用于較大發(fā)生的問題及解決辦法進行了初步分析,今儲罐,由于多靠近儲罐底部安裝,當(dāng)罐體高度后,應(yīng)當(dāng)做進一步的深入探討。神木礦區(qū)煤炭過大時,攪拌效果不甚理想。資源豐富,煤質(zhì)優(yōu)良,開采容易。為了進一步(2)自循環(huán)回流攪拌發(fā)揮這一資源優(yōu)勢,需要對煤炭進行深加工,儲罐都配備有漿體泵,以利于裝卸作業(yè),提高技術(shù)含量,提高經(jīng)濟效益。水煤漿技術(shù)的因此,只要合理布置管道系統(tǒng),即可實現(xiàn)儲罐應(yīng)用就是實現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑之一,這也是的水煤漿自循環(huán)回流攪拌。圖1(a)給出了這寫這篇文章的用意所在。種攪拌方式的示意圖。由于不需要增加攪拌參考文獻設(shè)備,這種方式簡便易行,在漿體儲存中容易被采用,至少可作為漿體儲存攪拌的輔助裝〔1〕貴樣俊,漿體與粒狀物杜輸送水力學(xué),北京清華大學(xué)出版社,1994年置〔2〕張榮曾,水煤漿制求技術(shù),科學(xué)出版衽,1996年10(3)壓氣射流攪拌月壓氣射流攪拌是在儲罐底部和側(cè)壁下部〔3)郵風(fēng)印等,新型燃杵一水煤漿,經(jīng)濟警理出版社,1992布置壓氣管路,管路上開有若干個噴氣孔,利年12月用從氣孔向罐內(nèi)噴射壓縮空氣,沖擊漿體翻動。這種方法對于促進儲罐內(nèi)漿體的攙混有[作者簡介]呂杰(1969-),男,畢業(yè)于內(nèi)蒙古師范大學(xué)西授學(xué)院(本定效果,其作用大小與噴射氣體流量、噴氣科),助理工程師?？孜恢煤蛧娚浞较虻扔嘘P(guān)?，F(xiàn)實生產(chǎn)中很多儲罐都布設(shè)了壓氣射流裝置,需要時可以進[收槁日期]2004行漿體攪拌。也可與其他攪拌方式聯(lián)合使用,