3. Гидротранспорт

Сущность данной технологии состоит в том, что транспорти­руемые материалы (уголь, руда и т.д.) перекачиваются в потоке жидкого носителя, в основном, воды. Гидротранспорт твердых и сы­пучих материалов получил наибольшее распространение и, видимо, будет основным в их перевозках на большие расстояния в будущем.

Хотя технология транспорта угольной пульпы по трубопро­водам была запатентована еще в девяностые годы прошлого века, первый углепровод длиной 27 км был построен в 1944 году (США). Сейчас в различных странах мира эксплуатируется свыше 100 трубо­проводов, по которым осуществляется гидротранспорт каменного угля, железного и медного концентрата, известняка, фосфатов и дру­гих грузов. О динамике строительства пульпопроводов можно судить по данным табл. 12.1.

В 1978 г. объем трубопроводного транспорта угля и руды за рубежом составил 12, а в последующие два года достиг 50 млн. т. В ближайшие годы этот объем может возрасти до 300 млн. т.

В нашей стране по трубопроводам транспортируется выше 80 млн. т угля в год. С 1966 г. в Кузбассе эксплуатируется 2 трубопро­вода длиной по 10 км для транспорта кускового угля от гидрошахт Инская и Юбилейная. Действуют трубопроводы для транспорта же-лезнорудного концентрата, в числе которых концентратопровод «Лебединский горно-обогатительный комбинат - Оскольский элект­рометаллургический комбинат» длиной 26 км.

На Норильском горно-металлургическом комбинате эксплу­атируется трубопроводная система для транспортирования концентрата полиметаллических руд. Трубопроводы широко применяются для гидротранспорта отходов обогащения горнообогатительных комбинатов, для золошлакоудаления на тепловых электростанциях, для перемещения огромных масс грунта при стро­ительстве гидротехнических сооружений.

Такой транспорт снижает себестоимость перевозок по срав­нению с ленточными конвейерами в 1,5...2 раза, с железнодорожными перевозками на короткие расстояния - в 2,5...4 раза, с автотранспор­том - в 6...8 раз.

Одним из главных факторов, влияющих на выбор диаметра трубопровода и концентрации твердых материалов в пульпе, явля­ется их плотность. В табл. 12.2 приведены рекомендуемые параметры пульпы, получаемой из ряда материалов.

При соблюдении указанных рекомендаций и скорости перекачки около 1,5...2,0 м/с пульпа находится практически в гомоген­ном состоянии. Дальнейшее увеличение скорости ограничивается усилением абразивного износа труб.

Как уже отмечалось, традиционно в качестве жидкого носите­ля используется вода.

В последние годы обсуждается вопрос о выборе новых видов носителей, что связано с дефицитом воды в районах добычи мине­рального сырья, необходимостью её последующей очистки и осушки транспортируемых материалов. Для устранения этих недостатков ре­комендуются различные решения. Так, в США предложено использовать в качестве носителя природные воды с большим содержа­нием солей, непригодные для использования в быту, например, морскую воду, засоленные грунтовые воды и т.п., предварительно по­высив в них концентрацию солей с таким расчетом, чтобы носитель имел плотность 1,025... 1,2 кг/м1. Благодаря тому, что плотности носи­теля и частиц станут более близки, осаждение транспортируемого материала будет затруднено.

В Австралии разработана технология транспортировки угля совместно с водой, маслом и небольшим количеством присадок. Пе­ред смешением уголь размалывают. Достоинством этой технологии является то, что в процессе последующего движения по трубопрово­ду вода вымывает породу, а уголь с маслом и .присадками образует гранулы. Теплотворная способность гранулированного угля на 20 % выше, чем негранулированного.

Обсуждается вопрос об использовании в качестве носителей таких жидкостей, как нефть, метанол, сжиженный нефтяной газ и водонефтяные смеси. Теплотворная способность угля, транспортируемого в потоке нефти, существенно увеличивается, а устойчивость пульпы вследствие более высокой вязкости носителя возрастает. Отметим, что метанол может быть получен непосредственно из самого же угля.

С тем, чтобы исключить затраты на отделение носителя в Ан­глии угольный порошок транспортируют в смеси с 50 % топливного мазута. Смесь подается к паровым котлам, где сжигается с распы­лением в форсунках. В США для аналогичных целей используется смесь, состоящая из 50 % угля, до 40 % мазута и 10-20 % воды. Ультра­звуковая обработка смеси предотвращает выпадение осадка.

Другое направление совершенствования технологии гидротранспорта - это поиск новых материалов и конструкций труб, способных сократить абразивный износ оборудования и внутренней поверхности трубопровода. С этой целью используются закаленная сталь и трубы из полиэтилена низкого давления или металлические с различными покрытиями.

Наиболее прогрессивные технические решения планируется использовать и при расширении сети пульпопроводов в нашей стране. В 1985 г. выполнены разработки, обосновывающие целесообразность строительства углепровода Кузбасс-Урал-Поволжье-Центр протяжен­ностью 3000 км, диаметром 1420 мм с 32 насосными станциями.

Согласно проекту предусматривается технология приготовле­ния, транспортирования и прямого сжигания в котлах электростанций нового вида жидкого топлива - водоугольной суспензии, содержащей около 70 % по массе тонкоизмельченного угля с химическими добав­ками, обеспечивающими достаточную текучесть и длительную стабильность суспензии. При такой технологии требуется меньшее количество воды, упрощается перекачка суспензии по разветвленным трубопроводам, допускается ввод системы на неполную произ­водительность и регулирование сезонной производительности аналогично нефтепроводам. Кроме того, уменьшается абразивный износ оборудования, упрощается аккумулирование и хранение сус­пензии, уменьшаются вредные выбросы в атмосферу при сжигании. Для отработки указанной технологии предназначен опытно-промышленный углепровод «Белово-Новосибирск» протяженностью 260 км.

16