[发明专利]一种基于安全环管检测煤浆流变性能的装置及方法

权利要求书

1.一种基于安全环管检测煤浆流变性能的方法，其特征在于：包括储浆罐(1)，储浆罐(1)内设置有搅拌器(2)；储浆罐(1)与喂浆泵(3)通过管道相连；喂浆泵(3)连接安全环管(4)的一端；安全环管(4)另一端与储浆罐(1)相连通；安全环管(4)局部为弯管(5)；弯管(5)沿煤浆流动方向连接有磨蚀短管(6)；

所述安全环管(4)的入口处设置有压差变送器a(7)、上中下采样点a(8)；安全环管(4)的水平直管部分设置有PH计(9)、温度变送器(10)、电磁流量计(11)、密度计(12)；安全环管(4)出口处设置有压差变送器b(14)、上中下采样点b(13)；其中，电磁流量计(11)位于密度计(12)上游；所述安全环管(4)的规格与实际输送管道主干线规格一致，外径为559～610mm，壁厚为9～17.5mm，粗糙度为0.2～0.3mm，长度为250～300m；所述安全环管(4)的水平敷设角度为0°；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、根据实际年煤炭和浓度输送要求，计算实际运输管道小时输送量；根据小时输送量计算设计流速；

步骤2、进行安全环管清水运行试验，以检测设备性能和阀门、仪表的可靠性，以及喂浆泵对流量的调节能力；

步骤3、检测储浆罐中煤浆的比重、浓度、粒度级配、流变特性、滑移角、安息角，以保证煤浆特性符合安全环管的运行条件及安全环管安装坡度；其中，安全环管的规格与实际运输管道的规格一致；

步骤4、进行不同浓度煤浆在不同流量下的安全环管运行试验；其中，试验浓度由高到低；每次高浓度试验完成后，通过二次制浆和水对煤浆进行稀释，得到下一试验所需浓度的煤浆；

步骤5、根据步骤4的检测结果，计算影响环管安全运行的参数，即水力坡度、管道最小壁厚、管壁粗糙度、沿程损失、最低安全流速、均质度C/C_a；其中，C为上中下采样点b(13)中上取样点的浓度，C_a为上中下采样点b(13)中中取样点的浓度；

步骤6、进行煤浆停车再启动试验，确定煤浆停车再启动安全时间；

步骤7、根据步骤5、步骤6的结果，查看是否符合泵输标准；若符合标准，则采用实际运输管道进行输送；若不符合标准，则重新制浆，输入至储浆罐，再循环步骤2-步骤7；

步骤8、试验结束后，用水将管道中的煤浆置换出去，防止煤浆在设备和管道中沉淀。

2.如权利要求1所述的基于安全环管检测煤浆流变性能的方法，其特征在于：所述磨蚀短管(6)长度为0.8～1.2m。

3.如权利要求1所述的基于安全环管检测煤浆流变性能的方法，其特征在于：所述弯管(5)的弯度半径为4～6D，D为安全环管(4)的外径。

4.如权利要求1所述的基于安全环管检测煤浆流变性能的方法，其特征在于：所述储浆罐(1)的具体规格为：Φ＝19*23m，有效容积5000m³，储存煤浆1700m³；

所述喂浆泵(3)的具体规格为：Metso H30 10×8变频离心渣浆泵，扬程70m，额定流量980m³/h。

5.如权利要求1所述的基于安全环管检测煤浆流变性能的方法，其特征在于，所述步骤1中，设计流速V的计算公式如下：

式中，Q_ar为管输收到基煤量，t/a；M_t为煤的全水含量，％；T为年工作时间，h；D为管道外径，mm；t为管道平均壁厚，mm；C_w为煤浆的重量浓度；ρ_s为煤浆的密度，t/m³；

所述管道小时输送量Q_s计算公式如下：

Q_s＝0.785×3600×10^-6×V×(D-2t)² (2)

式中，V为管道设计流速，m/s；D为管道外径，mm；t为管道平均壁厚，mm。