柱状型煤制备及水力运输运动特性基础研究

发布时间：2019-10-12 21:20

【摘要】：本文概述一种新型的柱状型煤管道输煤技术,这种技术的概念是首先将煤模压成抗水耐磨的圆柱形煤柱,然后再经由管道长距离输送。经分析发现,该技术的核心主要为煤炭压缩成型与柱状型煤管道输送两个环节,本论文即针对上述两方面进行具体研究,并分别从实验系统设备、柱状型煤制备实验以及煤柱水力运输运动特性实验展开论述。 本论文中,针对实验系统进行设计研究,所述实验系统有：一、200吨级高压自动型煤机；二、实验室50mm固液分离式柱状型煤输送管道系统。研究内容主要包括理论计算与结构设计,其中,针对模具过渡倒角、脱模装置、注入装置等做了较详细介绍,其设计原理与思路亦可为将来此技术的工业设计提供参考。 柱状型煤制备实验中,本文选用阳离子乳化沥青作粘结剂,对煤粉模压前的预处理方式进行不同配比,分别研究煤粉种类、煤粉粒径与粘结剂添加比例对煤柱制备的影响程度。实验结果发现：无烟煤成型特性最好、烟煤次之、褐煤最差。并以45mm直径煤柱为例,分析了适合煤粉成型的临界粒径量纲值θ。=15.71,50%浓度的阳离子乳化沥青最优添加比例为8%。 煤柱水力运输运动特性实验中,本文分别研究了单煤柱运动速度变化与双煤柱的间隙变化特性,并结合了上坡、水平、下坡三种不同管段进行分析。实验结果发现：煤柱悬浮在管道水流中稳定运动时,其速度比管道内水流速度高20%左右；上、下坡会分别增加、降低煤柱的起动难度；双煤柱在输送时其间隙保持稳定,上、下坡处均会有所减小,但下坡处间隙降幅较大,但可以通过增加初始煤柱间隙来阻止间隙在煤柱输送时逐渐变小。
【图文】：

图2-5煤柱通流管道允许最大转折角情况为使煤柱顺利通过，由图2-5所示，主输送管道偏转处的角度几何尺寸设计应满足以下关系：arr^n■^ 2(dp-Dcsin^^= P ——(2-8)2 Lc(^max = (2-9)本论文中，代入数据欠=0.9, N=1.2,则有?而=2 sin-1[^^] = 21.3439。 （2-10)为保证一定裕量，取(x=15°。(3)管道弯曲处设计弯管是柱状型煤主输送管道进行转向的主要方式，，在有限的区域内，要实现主输送管道较大幅度转向，受上述折管存在最大转折角的限制，弯管是唯一的有效选择。而且，煤柱的流动速度一般较大，采用折管进行转向容易造成煤柱对管道的冲击，增加运行嗓音并明星降低煤柱的流动速度，影响整体运输稳定性，而使用曲率半径较大的弯管代替折管进行过渡转向

煤柱在通过弯管时，弯管的曲率半径不能过小，否则依然会影响煤柱的顺利通行，其几何关系如图2-6所示：卜图2-6煤柱通流管道允许最小曲率半径情况可知，弯道的最小曲率半径满足：p

本文编号：2548274