贺晓阳
陕西神渭煤炭管道运输有限责任公司 陕西省 714000
要：煤浆管道输送技术在煤炭运输领域，相比其它运输方式有诸多优点，因此在国外内都得到了工程应用。经过工程应用的实践表明，其技术成熟、安全可靠，为一种清洁高效的煤炭运输方式。煤浆管道输送作为传统煤炭运输方式的一种重要补充，其有大量的市场需求和广阔的应用前景。
关键词：管道输煤；油气管道；完整性管理
引言
管道输煤是将煤以水为载体用管道输送至用户，煤浆制备是煤进入管道输送前的关键工艺。长距离管输煤浆的特性指标中，浓度和粒度组成至关重要。长距离输煤管道煤浆制备工艺的设计取决于管输煤浆对特性的要求，需既能安全、经济输送，又方便终端用户使用，与气化水煤浆、燃料水煤浆等高浓度水煤浆制备工艺差异较大。
1管道完整性管理起源
管道完整性(PI)指管道始终处于安全可靠的服役状态，包含以下内涵:管道在功能上是完整的，监测、检测、保护等功能齐全，管道系统大数据始终处于运营商的有效掌控中，风险应对及改进措施完备，可充分应对各种不同状态，确保管道全寿命周期安全平稳可靠运行。完整性时间上纵贯项目设计采购施工运营全过程，空间上布满管道干线系统的每一个角落。管道完整性管理理念萌芽于欧美的油气管道:长距离高压力油气管道，存在着前后场站多、途经线路长(与村镇或环境敏感区临近的机会多、参建单位众多)、地质条件复杂(安全隐患点多)、联动设备多(设备材料供货商多)、输送压力高、沿线社会条件多样等诸多特点，面域大、安全隐患点多面广。
2煤浆管道概况
煤浆管道是将煤矿洗选过的精煤，经破碎、加水湿磨等工艺处理，制备成具有特定粒度级配和浓度的浆体，然后由单级或多级泵站通过管道加压输送至用煤用户。煤浆到达终端，经过细磨、提浓等不同工艺处理即可供给不同工业用户使用。为保证煤浆管道系统安全经济的运行，管输煤浆对粒度级配、浓度、输送流速都有一定要求。由于煤炭的种类和性质不同，管输合格煤浆的浓度和粒度组成等技术参数存在一定的差别，上述参数必须通过数据类比及试验优化确定，以使煤浆良好稳定性和流变性。美国在20世纪50年代和70年代，先后建设了两条长距离煤浆管道-俄亥俄管道和黑迈萨管道。其中黑迈萨输煤管道年运量5.00Mt/a、运距432km，其运费比铁路运费约低40%。黑迈萨管道建成后，安全、可靠的运营了35年。目前，我国煤浆管道的建设多集中在煤化工和电厂企业的短距离，小运量领域。在长距离、大运量方面的实践，以神渭输煤管道为代表，该项目的运输距离约为730km，年运输煤炭10Mt，通过多个中间泵站密闭、接力、连续输送。目前该项目已全线贯通，进入全线联调阶段。
3管道输煤技术发展概况
1881年美国开始研究煤浆管道输送技术并在实验室获得成功，英国于1914年建成投产了穿越泰晤士河的伦敦电厂输煤管道。美国于1957年建成第一条商业化的长距离输煤管道———俄亥俄管道。这条输煤管道的建成，对铁路界提出了挑战，使得铁路部门于1963年把运费降低到原来价格的一半。1970年美国建成第二条长距离输煤管道———黑迈撒管道。我国于1979年着手筹划输煤管道，并将此列为科技攻关项目。1982年以来，先后规划了盂县—潍坊—青岛、梅州—汕头、晋城—南通、盘江—湛江、长江管线、长城管线、新疆新亚管线等20余条常规浓度输煤管道。其中盂—潍—青输煤管道是当时煤炭工业部重大战略发展项目，于1996年3月国务院批准立项，全程713km，输送能力7.0Mt/a。
该项目由中外合作建设、合作经营，但最终由于融资问题项目被迫停止。国内于2010年开始输煤管道工程的建设工作，世界上规模最大的神渭输煤管道全程727km，运输能力10.0Mt/a，是推进煤炭高效、清洁、合理转化的典型工程，由中国煤炭科工集团武汉设计研究院设计有限公司EPC总承包完成。神渭管道在世界输煤管道序列中运量最大、运距最长、地形复杂，表明我国在煤浆甚至其他浆体的长距离管道输送领域技术已经国际领先。
4长距离管道输煤项目完整性管理必要性分析
与传统油气管道相比，长距离管道输煤项目没有火灾、爆炸、低温冻伤、高温烫伤等危险性，不会造成大范围的人员伤害，也不受国内“压力管道”监管，但管道输煤项目存在如下危险:管道内漏堵塞、外漏堵塞、长期低速时沉降堵塞、真空堵塞、水击破裂、高压伤人、高低压串通、低温冻裂等潜在事故。根据美国BlackMesa公司35年运行经验，在管道全生命周期中，投产初期和运行末期的管道事故相对多发，初期缺乏运营经验、误操作概率较高，末期由于材料缺陷、施工期损伤、以及运行期间诸如第三方破坏、腐蚀穿孔、塌方滑坡泥石流等自然灾害等因素的存在，发生安全生产事故的概率逐步增加，因此借鉴美国经验，运用完整性管理技术，提早发现隐患、防范事故，确保管道可靠安全。
5长距离输煤管道煤浆制备技术工程应用成果
煤浆制备技术是长距离输煤管道工艺的重要组成部分，煤浆制备方案、制备工艺、设备选择对长距离管输十分重要，其技术应满足管道输送要求和减少管道磨损。就目前我国已提出的8条输煤管道设想来看，制浆系统基建投资估算一般占总投资的14%～20%。由于制浆系统基建投资、营运费用占比较大，合理的管输煤浆制备技术至关重要。武汉院通过理论计算、试验研究，并结合神渭管道输煤工程的设计、调试经验，研发了较完善的长距离输煤管道煤浆制备技术，可满足工程和行业发展需求。神渭管道输煤工程煤浆制备系统的设计选用了高效率、低能耗、可靠运行的设备，并考虑了足够的备用系数，设置集中控制和监控系统。神渭管道某制浆生产线已调试完成并制备出煤浆，全方位化验结果表明，所有特性指标均符合长距离管输条件，是中国第一条完成工业化调试的长距离管输煤浆制备生产线，不仅满足设计要求，还积累了宝贵的数据，为投运和行业发展迈出了坚实的第一步。
6管道完整性管理
在役管道和配套设备受环境、输送介质磨损、人工操作方法等影响，使得管道的设计寿命与高生产需求之间的矛盾日益突出，甚至影响管道运行安全。煤浆管道完整性管理是将管道生命周期内设计、施工、生产检测、维修维护、环境评价等信息资料录入到系统中并建立数据库，集中管理，为管道检测、维护等管理业务提供准确、多维度的相关历史资料，便于风险点定位并提早识别、应急抢修、维护方案的制定和实施，可以将管道事故发生的可能性与可能产生的后果降到最低，是一个不断评估并降低风险的过程。煤浆管道完整性管理是一种管理模式和管理理念，在浆体领域发展得并不成熟，随着更多管道的建成和投产，管道完整性管理将会在煤浆管道输送领域得到广泛的应用。
结束语
展望未来，在实施聚焦管道输煤主业战略的同时，开展智慧管道、数字管道研究，组织开发自主知识产权的管道输煤项目完整性管理系统，推动集团公司所具有的管道输煤核心业务，向引领矿浆管道输送行业进步、建设绿色生态、美丽中国转型。
参考文献
[1]左超,李翔,马强.长距离管输煤浆的储存与搅拌[J].化工设计通讯,2019,45(08):23+53.
[2]王玉.输煤管道环境突发事件风险及应急措施分析[J].化工设计通讯,2019,45(07):39+41.
[3]马志一.长距离输油管道减阻措施研究[J].当代化工研究,2019(06):118-119.
[4]钟彪.长距离矿浆管道试压施工工艺研究[J].中国设备工程,2019(08):128-129.
[5]郭翔宇,陈金金,潘亚东.长距离输气管道系统事故诊断技术研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(08):204-205.