肖违

（瓮福（集团）有限责任公司，贵州 福泉 550508）

1 前言

管道输送，是利用管道作为运输工具的一种物料输送方式，固体物料以固液混合的浆体形式采用管道等方式进行运输称为浆体输送；此种输送方式，具有安全、可靠、投资少、运营成本低、输送量大、连续平稳与可实现自动化等一系列优势。浆体输送，广泛运用于石油、化工、矿石、煤炭等行业。

我国第一条长距离浆体输送管道是瓮福集团于1995年建成并投入使用的磷精矿输送管线。瓮福（集团）有限责任公司的前身是贵州宏福实业开发有限总公司，其主体贵州省瓮福矿肥基地是国家“八五”、“九五”期间建设的五大磷肥基地之一。瓮福第一条管线长度46.74km,管径9”，由美国PSI公司设计，设计服务年限为25年，设计输送能力为190～210万t/a，输送流量为230～260m³/h，输送浓度55%～60%，试车成功后于2000年开始运行。2005年对精矿输送系统进行技术改造后，具备精矿生产和输送能力250万t/a。

瓮福第二条磷精矿管道输送工程，BRASS负责基础设计，管线长度46.9km,管径14”，设计服务年限为30年，设计输送能力为460～520万t/a，输送流量为550～660m³/h，输送浓度60%～64%。2013年5月一次试车成功并投入使用。2014年9月达到设计输送能力。原输送管线作为终端精矿过滤回水输送管道，过滤水返回选矿厂使用，同时保留原有精矿浆输送功能。

通过积累20多年的运行维护经验，瓮福对浆体输送有着自己特有的见解。笔者自2008年至今从事该输送系统的维护及运行，现通过总结瓮福的日常运行阐述一下对浆体管道输送安全运行的个人看法。

瓮福磷矿现有的精矿管道系统包含以：首端矿浆储罐、喂料泵、输送泵、管道、压力监测装置、消能站、终端矿浆储罐等主体设备。泵站首端如图1所示。

图1 瓮福磷矿现有浆体管道输送示意图

上游生产的精矿浆通过浓密机浓缩后，排入2个储罐以缓冲流量波动，通过离心泵向主输送泵喂料，主输送泵通过对矿浆加压后进入管道进行输送。矿浆到达终端后先通过消能站，再送至终端储罐。日常的生产中，据精矿浆管道的泵送计划，主泵按运行范围内规定的流量运行，并在容许范围内适当调节流量，保持储罐液位在高位稳定运行。

整条管线在日常的运行中，面临着腐蚀、磨损、高压、操作失误等一系列危险因素，任何一项危险因素均有可能对输送系统带来严重的生产、安全、环保等方面的灾难。

针对以上危险因素，需在管道设计之初及管道运行中分别进行解决。

2 管道系统在设计时，应完善以下系统设计

2.1 浆体缓冲系统

输送系统的首尾两端均有多个缓冲储槽，以减缓矿浆的流量波动；同时减少系统异常情况下对生产的影响。

2.2 管道的压力保护

浆体管道的首端及终端均设有压力保护装置，结合两端不同的压力要求安装安全阀或者爆破片以及对应的应急管路，以确保管道在压力异常升高的情况下处于安全状态。

首端主泵设有过压保护系统，当管道的运行压力超过设定值，系统将自动降低泵速或停机来达到保护作用。

在管道的沿线，设置多个压力监测点，可实时将管线各点压力反馈给运行系统及操作人员，以了解管道运行状况。

在管道的终端，设置有消能站，可保证在管道的特殊地段内不产生加速流的前提下，泵出口压力最低，节省能量。

2.3 管道的防腐及阴极保护

浆体输送管线，很多情况下是依据地形埋地铺设。为确保管线长期运行，在做好管道防腐的同时，需结合管道周边实际情况选用合适的阴极保护装置，以延缓腐蚀反应，保证管线达到设计的使用寿命。

2.4 消能系统

根据输送系统在生产中需要采用不同的流量输送时，管道终端需要不同的消能组合来调整管道压力，使管道内不产生加速流，从而达到避免管道异常磨损的目的。通过调整消能系统，可以使管道输送中，在低流量时增加效能站阻力，管道在高点不产生加速流；在高流量时，减小消能站阻力，使输送系统能耗降低。消能站如图2所示。

图2 消能站示意图

3 日常的运营维护

3.1 生产调节

管道的稳定输送与生产的计划安排及调节密不可分。生产的稳定与否直接带来的影响输送系统的开停是否频繁。频繁的开停意味着管道内介质、流量、压力的不断变化，这给管道的使用寿命会带来不利影响。瓮福磷矿的精矿输送系统得益于生产的计划性、稳定性以及首端终端拥有足够的缓冲储槽，管道得以长周期稳定运行，即便生产出现了突发情况，也不会导致输送系统出现开停频繁的问题。

3.2 操作流程

整条管线输送系统衔接首端、终端等多个岗位及多台设备，没有完善的操作流程，就会导致输送系统存在操作上的漏洞及隐患。

结合实际情况，针对输送的不同工况以及运行中可能存在的各种状况，制定相应的操作、处置流程，确保管道的正常运行以及出现突发异常情况下能够安全的得到处置，从而保证输送系统的安全。

3.3 信息保障

长输管线距离长、压力大，运行的过程中需随时掌握各点的信息、参数，出现信息不稳定、通畅，对管道运行危害较大。因此在管线的日常运行中，首端需随时能掌控管道的首尾两端流量、各监测点的压力、首尾两端的管路阀门开闭状态；同时也应当确保首尾两端的通讯顺畅，便于出现异常情况后的信息沟通及应急处理。

3.4 工艺稳定

不同的输送管线均有着不同的工艺参数设计，如物料比重、浓度、粒级分布等，工艺参数决定着管道的安全流速等数值。工艺一旦出现不稳定，可能带来的就是管道内介质性质的变化，此种情况极有可能导致管道磨损异常、运行压力和流量异常，甚至有可能出现管道淤塞的情况。因此，在正常的运行中，上游生产工艺的是否稳定，也关乎输送管线的安全问题。

3.5 管道磨蚀检测

管道长期运行，磨损难以避免。为及时了解掌握管道现状，需定期对管道进行超声波壁厚检测，并按照图3要求做好记录。

图3 壁厚检测记录表

通过长期对不同检测点的壁厚进行统计，掌握管道磨损趋势，并适当调整输送模式。

3.6 阴极保护检测

管道系统建立阴极保护系统后，为确保阴极保护系统的稳定运行，需定期对阴极保护系统的性能进行如下监测：

（1）每周检查一次恒电位仪，并记录其输出电压和输出电流。检测管道与临近绝缘接头之间的电位值。

（2）每半年对全管段进行一次管道对土壤的保护电位测量。

（3）在管线暴露的地方，检查土石滑坡地段和管道涂层损坏的地方，并进行适当维护。

4 结语

自第一条浆体输送管线建成到瓮福磷矿当前运行的精矿管线投入运行以来，泵站、管道及终端的各项参数均在设计值以内，2019年的全年输送干基量达到了571.89万t。

通过加强对浆体输送管线的管理，可较好地掌控管道运行情况，能够在满足生产需求的同时，较好地保护管道，提高浆体输送系统的安全性。