Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем Юдин Борис Викторович

Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем
<
Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Юдин Борис Викторович. Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.20.- Кемерово, 2001.- 167 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1509-5

Содержание к диссертации

Введение

Зависимость физико-механических свойств вут от параметров гранулометрического распределения . 28

2.1. Модель стабилизированной дисперсной системы 28

2.2. Корректировка понятия сплошности применительно к водоугольной суспензии 33

2.3. Плотность упаковки частиц в бесконечном пространстве . 36

2.3.1. Предельно плотная упаковка бесконечного объёма равновеликими сферами 36

2.3.2. Предельно плотная упаковка бесконечного объёма бимодальным рассевом 38

2.3.3. Свободная упаковка бесконечного объёма бимодальным рассевом 40

2.3.4. Плотность упаковки частицами субмикронного состава . 42

2.3.5. Соотношение плотности заполнения пространства и количества связей на поверхности частицы 43

2.4. Исследование сил взаимодействия между частицами твёрдой фазы.. 46

2.4.1. Управление качеством суспензии при изменении в гранулометрическом составе 53

2.4.2. Влияние степени помола при одностадийном помоле 58

2.4.3. Оценка способности удержания частиц размером >200 мкм 63

2.4.4. Оценка влияния количества добавки на стабильность суспензии 64

2.4.5. Оценка влияния влажности на качество суспензии . 66

2.4.6. Оценка влияния срединного диаметра добавки на стабильность суспензии 68

Выводы 70

Определение критерия стабильности ВУТ 71

3.1. Разработка реологической модели высококонцентрированной водоугольной суспензии 71

3.1.1. Предлагаемая реологическая модель 71

3.1.2. Сравнение с известными эмпирическими зависимостями 78

3.1.3. Трактовка образования угла естественного откоса при сливе ВУТ . 79

3.2. Формулировка напряжённого состояния ВУТ 81

3.2.1. Анализ влияния формы конечного элемента на отношение массовых и поверхностных сил 81

3.2.2. Тензор напряжений от деформации сдвига 84

3.2.3. Тензор напряжения от действия массовых сил «6

3.2.4. Тензор напряжений от гидродинамических сил 91

3.2.5. Обобщённый тензор напряжений от действия всех сил ... 101

3.3. Основные уравнения движения ВУТ 102

3.4. Формулировка условий стабильности 104

Выводы 106

4. Экспериментальное обоснование модели. предложения по оптимизации технологии приготовления ВУТ 107

4.1. Экспериментальное определение реологических характеристик ВУТ . 107

4.2. Рекомендации по изменению параметров технологии производства суспензии 114

4.2.1. Оценка необходимого времени помола 114

4.2.2. Оптимизация гранулометрического состава 116

4.2.2.1. Оценка приготовления суспензии с бимодальным гранулометрическим составом 116

4.2.2.2.Оценка приготовления суспензии с одномодальным гранулометрическим составом . 118

4.2.3. Изменение загрузки помольных элементов 120

4.2.4. Выбор технологической схемы приготовления 123

4.3. Регламент надёжного транспортирования водоугольного топлива по трубопроводу 127

4.3.1. Методика оценки состояния трубопровода подачи ВУТ 127

4.3.2. Расчёт скорости таяния при обтекании ледяного скребка 129

4.3.3. Результаты расчёта режима калибровки 134

4.3.4. Эксперимент на испытательной петле 136

4.3.5. Испытания на трубопроводе Белово -Новосибирск . 137

4.3.6. Выбор режима транспортирования и калибровки 140

Выводы 142

Заключение 143

Список использованной литературы

Плотность упаковки частиц в бесконечном пространстве

В отличии от трёх перечисленных выше идеальных моделей упаковки пространства сферами с одним, двумя или тремя фиксированными радиусами, реальное ВУТ характеризуется полидисперсностью. В источниках [2,3,7,55,75] отмечено, что наиболее корректно отражает характер полидисперсности плотность вероятности распределения частиц по размерам, где в качестве оси абсцисс выбрана шкала с логарифмом от размера частиц. В качестве исходных данных приняты фактические данные, полученные в ходе многочисленных экспериментов, в ходе которых определялись параметры логнормального распределения рассевов полученных при помоле на вибромельницах углей и шламов шахт Кузнецкого угольного бассейна.

Ниже на примере анализа шламов шахт Тырганская и Красногорская показана методика проведения исследований.

Опытные данные по гранулометрическому анализу шламов. Все опытные данные были определены путем мокрого рассева на сите 200 мкм и последующего анализа класса 0-200 мкм на лазерном фракционном гранулометре "GVLAS-715", который позволяет определить выход классов от 1 до 192 мкм и срединный диаметр (dmedian). Результаты сведены в таблицу 2.4.1. Для анализа гранулометрического состава помола применяются статистические методы. Переводим в логарифмическую шкалу. x = lg(r). (2.4.1); В такой системе измерения выборки частиц, расположенные через единицу размерности шкалы, будут отличаться в диаметрах 1/10.

На полученном распределении для каждого из времен помола была выполнена аппроксимация нормальным законом. Для этого процент частиц по каждому из размеров - вероятность события "Р(х)" был переведён в плотность распределения вероятностей "р(х)". Р(Х) = Т(х) bW (2.4.2); где : Р(х) - вероятность события - процент, приходящийся на размер х; L(x) - расстояние между соседними размерами. Полученное распределение приведено на графиках рис. 2.4.1, 2.4.2. По полученным значениям построена плотность нормального распределения, аппроксимирующая фактическое распределение по формуле и нормальное распределение, воспроизводящее суммирование классов от 0 до текущего размера по оси х 1 Х 1,Х-Мх аЛЛ . (2.4.7); Все указанные зависимости бьши реализованы программно на языке MapleV release 4.

На рисунках 2.4.1, 2.4.2 представлены результаты статистического анализа рассевов шламов шахт "Красногорская" и "Тырганская" в зависимости от времени помола. Обозначения на графиках : t - время помола(мин); М - математическое ожидание выборки(Мх); SR -среднеквадратическое отклонение (а). Из рисунков видно что изначально при t =2 мин выборка представляет из себя левую часть нормального распределения, что соответствует физическому процессу отсечения по размерам нижних классов от начального распределения исходных углей поднятых при гидродобыче. При помоле происходит уменьшение размера в каждом из классов, но в силу того, что шлам изначально ограничен верхней границей в 3 мм, спустя некоторое время из рассева исчезают целые классы размеров, так из табл. 2.4.1 видно, что через 8 мин помола в шламе отсутствуют классы свыше 128 мкм.

При этом проявляются две тенденции:

1. С одной стороны, уменьшается доля частиц, приходящаяся на центр выборки - математическое ожидание. Это можно продемонстрировать мысленным экспериментом - помолом частиц, имеющих изначально один размер. С течением времени в объёме выборки появится широкий спектр частиц разного диаметра - произойдёт увеличение среднеквадратиче-ского отклонения.

2. С другой стороны, происходит исчезновение целых классов частиц - сначала крупных - более 300 мкм, затем все более мелких. При этом происходит смещение середины выборки М и верхней границы ближе к 0 (см.рис. 2.4.1 и 2.4.2) и соответствующее сужение диапазона рассева и величины среднеквадратического отклонения (рис.6). На графиках (рис. 2.4.1, 2.4.2) показаны в динамике изменения распределения частиц в зависимости от времени помола. Как видно из графиков, сочетание этих двух факторов приводит к тому , что при движении математического ожидания к 0 не происходит видимого изменения среднеквадратического отклонения.

Из практики транспортирования и хранения ВУТ известно, что срединный диаметр должен быть равным 22-25 мкм, а верхняя граница заведомо меньше 350 мкм. Из сопоставления рисунков 2.4.3, 2.4.4 и 2.4.5 видно, что минимальное допустимое время помола составляет 3 мин для Тырганского шлама и 4мин для Красногорского. Максимальное время помола для обоих шламов 5 мин. Скорость помола в шаровой мельнице составляет 30 мин, т.о. налицо ускорение помола в вибромельнице в 5 - 6 раз по сравнению с барабанной.

В частности отмечена хорошая корреляция срединного диаметра выборки и срединного размера рассева полученного опытным путём (срединный диаметр указывает на то, что одна половина рассева находится в области размеров меньше , а другая половина в области больше чем срединный диаметр). Определена динамика помола, которая в общем случае носит гиперболический характер, т.е. с увеличением продолжительности помола скорость уменьшения диаметра падает. Т.о. указанные в главе 2.3 рекомендации по уменьшению максимальных размеров частиц в выборке могут привести к чрезмерному увеличению энергозатрат на производство ВУТ.

На графике зелёная гистограмма (на переднем плане) отражает исходное (глава 2.3) распределение грансостава трёх фиксированных размеров частиц, которое, как было предложено соответствует одновременно достаточно плотному и в тоже время свободному для сдвиговых деформаций распределению частиц в объёме, жёлтым цветом (задний план) фактическое распределение при ширине выборки по размерам частиц на 1 единицу на логарифмической шкале (от d до 10d).

В данном случае Mxl и Мх2 - центры выборок для СДС и крупно дисперсной фракции, как было предложено в главе 2.3 Mxl=lg(0.2) Mx2=lg(20). Анализ экспериментальных данных показал, что среднеквадратичное рассеяние составляет сті=0,50 и Ст2=0,50 соответственно. Потребная масса добавки mass і может быть определена исходя из способности удержания крупной частицы D= 200 мкм силами Ван-дер-Ваальсова взаимодействия со всеми контактирующими частицами. Раскроем подробнее алгоритм получения результирующей силы от всех контактов с частицами мелкого размера на эту частицу.

Из таблицы 2.4.2 видно, что: сил связи при помоле до срединного диаметра 20 мкм достаточно для статического удержания частицы диаметром 200 мкм, однако при этом помол может содержать в себе частицы более крупных размеров ( 2%). При более грубом помоле ёМг=30 мкм, доля крупных ( 200мкм) частиц повышается до 5%. Из рис .Ю видно, что принятый в практике использования ВУТ срединный диаметр 20 мкм является верхним граничным значением, при котором обеспечивается стабильность суспензии (в статическом состоянии), из рис. 2.4.4 и 2.4.5 видно, что при вибрационном помоле шламов на 6-й минуте помола верхняя граница гранулометрического состава опускается ниже 200 мкм а срединный диаметр становится меньше 18 мкм.

Из табл. 2.4.2 видно также что при широте выборки величиной в 1 порядок от 6 до 60 мкм её объёмная доля остаётся меньше 0,39 от общего объёма ВУТ, что ниже условленных 0,403 в главе 2.3 для «свободного» расположения монодисперсных частиц, такое заполнение обеспечивает суспензии достаточную подвижность.

Т.о. получение статически стабильной суспензии возможно даже при одностадийном одномодальном помоле с приемлемым временем приготовления. Однако возникают жёсткие условия - необходимо исключить из рассева частицы класса выше 200 мкм, что может потребовать применения специальных технологических приёмов.

Для того, чтобы суспензия была устойчива при сдвиговых деформациях и для запаса сил при удержании более крупных частиц, необходимо повышать её стабильность. В качестве одной из мер по повышению её стабильности предлагается добавка в количестве до 3%, которая получена помолом этой - же суспензии до субмикронных размеров dMi=0,2 мкм. Проанализируем способность удержания частиц более крупных размеров в суспензии при бимодальном составе.

Сравнение с известными эмпирическими зависимостями

В суспензии нарушение сплошности происходит на конечном размере (сравнимом с величиной частиц), при этом значимыми становятся размер частиц, форма рассматриваемого элементарного объёма и сам факт нарушения сплошности. В большинстве работ [2,18,19,30,49] предполагается форма частицы сфероидальная. Среда, окружающая частицы, в большинстве работ рассматривается как жидкая, однако в работе [42] эта среда определяется как сплошная вязкопластичная среда - стабилизированная дисперсная система (СДС). Наличие в такой среде нескольких процентов субмикронных частиц придаёт ей новые свойства за счёт превышения сил Ван-дер-Ваальсова взаимодействия над массовыми силами. Последнее допущение предполагает что среда может иметь не только вязкие, но и упругие свойства, что подтверждается отсутствием седиментации частиц в стабилизированной суспензии, находящейся длительное время в состоянии покоя.

Нарушение устойчивости суспензии может быть вызвано приложением механического воздействия, превышающего силу связи между частицами. При кратковременности разрушающей механической нагрузки через некоторое время происходит восстановление структур, а при продолжительном по времени воздействии структурирование не восстанавливается, что приводит к седиментации частиц в поле сил тяжести.

Анализ влияния формы конечного элемента на отношение массовых и поверхностных сил. При математическом формулировании напряжённого состояния сплошной среды её свойства описываются на элементарном объёме кубической формы, что при условии сплошности оправдано потому, что свойства сплошной среды не зависят от формы и масштаба рассматриваемого объёма (рис. 3.2..1 б), т.к. для описания свойств в дифференциальной форме приходят к бесконечно малым размерам. В то время как при физическом подходе рассматриваются явления на некотором конечном расстоянии - радиусе от точки т.е. на поверхности сферы см. рис. 3.2.1 а). a)

Переход от физической сферической а) модели коагуляционного слоя к математической кубической б).

Необходимо определить погрешность математической постановки при определении поверхностных и массовых сил при переходе от физической модели окружающего частицу пространства к кубической см. рис. 3.2.1.

Массовые силы пропорциональны объёму тела. Приравняем объёмы элементарного куба и элементарной сферы, получим соотношение радиуса сферы и стороны куба: Т.е. ошибка в балансе массовых и поверхностных сил при замене физичной сферической модели на математическую кубическую при конечных объёмах среды составит не бо 83 лее 2,5 %. В дальнейшем, для элементарного объёма - частицы с присоединёнными к ней коагуляционными массами, принимается форма куба, а не сферы.

Формализация природы сдвига вязкопластичных сред с использованием двух типов механических связей, проведённая в главе 2.1, позволяет использовать полученные в этой главе результаты для построения тензора, характеризующего пространственное распределение напряжений вблизи поверхности частицы твёрдой фазы, подвешенной в упругой и вязкой среде.

Для того, чтобы сформулировать баланс напряжений для среды, окружающей частицу, рассмотрим составляющие напряжённого состояния среды. В общем случае это состояние описывает тензор напряжений от всех действующих сил в трёх пространственных координатах. Допущения Среда - несжимаемая, поэтому не учитывается сферическая часть тензора напряжения. Несмотря на трёхмерную постановку задачи характер напряжений принимается плоский двухмерный, как наиболее характерный для оценки седиментационной устойчивости при движении среды в трубе постоянного сечения. Течение установившееся и происходит в канале постоянного сечения. 3.2.2. ТЕНЗОР НАПРЯЖЕНИЙ ОТ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА Для малого объёма деформированной упругой среды с характерным размером Дх, согласно уравнения (3.2.23) можно записать закон Гука для сдвиговых деформаций (рис. 3.2.2)

Обобщённый тензор напряжений от действия всех сил

Для определения реологических характеристик суспензий широко используется ротационный вискозиметр, методика эксперимента, на котором предполагает определение напряжения сдвига при фиксированной скорости сдвига. По результатам измерений определяется зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига и соответствующая вязкая составляющая напряжения.

В ходе многочисленных экспериментов было обнаружено что напряжение сдвига в начале эксперимента имеет максимальное значение и в течение некоторого времени снижается до фиксированного значения (рис. 4.1.1.).

Для вязко -упругих реологических сред [5] как для модели Максвелла - вязкоуп-ругой жидкости, так и для модели Кельвина - вязко - упругого тела справедливо явление релаксации напряжения с течением времени по закону: _G м " = Tt=oe где: G - модуль упругости для упругого элемента в модели; ju - вязкость для вязкого элемента в модели; t - время; tt=o - начальное значение напряжения в момент времени t=0. (4.1.1); При бесконечной продолжительности процесса происходит полная релаксация напряжения t — оо = т — 0. В уравнении 4.1.1 xt=o это не напряжение начального сдвига то, которое в модели Шведова-Бингама отражает пластическую деформацию и имеет фиксированное значение, а отражает упругое напряжение и зависит от динамики и величины деформации.

Предложенная в настоящей работе модель является комбинацией моделей Максвелла и Кельвина и имеет реологическое уравнение вида Т =G -у+/Л -у (4.1.2); где: G - эффективный модуль упругости среды; ju - эффективная вязкость среды; у и У - деформация сдвига, и её производная;

Предложенная модель среды, в силу того, что она является комбинацией моделей Максвелла и Кельвина, очевидно, будет иметь аналогичную им релаксацию в виде: = Т,=оЄ М (4.1.3);

В основу методики для определения реологических характеристик суспензии была положена методика экспериментального определения эффективной вязкости ju , описанная в [35]. В этой методике показания прибора снимались после достижения стабилизированных значений реометра. Начальный период, во время которого напряжение падает, из рассмотрения исключался. Эффективная вязкость определялась отношением этого стабилизированного напряжения сдвига к скорости сдвига:

Автор предполагает, что снижение напряжения в начальный период является результатом релаксации упругих сил. Для определения параметров релаксации предлагается внесение дополнений в методику [35] измерения.

Обозначим установившееся напряжение t{t = оо) - cons как т , тогда напряжение сдвига в эксперименте можно представить как сумму этого установившегося напряжения и напряжения, отражающего релаксацию упругой составляющей напряжения сдвига rr(t): «t) = T„ + TAt) (4.1.5); где: r(t) - текущее значение напряжения; тх - напряжение после стабилизации; rr(t) - текущее значение релаксационной составляющей напряжения; Т.о. в предлагаемой методике определения упругих свойств суспензии, особо важным становится участок развития течения от начального момента времени t=0, где напряжение гг(0) принимает максимальное значение, до момента стабилизации гю.

Как было показано в главе 2.4, существуют два фактора, определяющих стабильность водоугольной суспензии: 1. Максимальный размер частиц в рассеве. Наличие частиц размерами свыше 200 мкм вызывает необходимость введения специальных добавок, повышающих стабильность. При размерах частиц свыше 500 мкм практически не существует способа их удержания. 2. Частицы субмикронных размеров вносят основной вклад в силу удерживающую крупную частицу (рис. 2.4.7-2.4.9).

Для уменьшения максимального размера частиц в суспензии и связанного с ним срединного диаметра необходимо увеличить продолжительность помола. Кинетика измельчения крупного класса описывается скоростью уменьшения массы фиксированного класса согласно зависимости [5 6]: G=a-e_fc (4.2.1); где: Q- масса остатка крупного класса; Qo - масса крупного класса, поступившего в измельчение; к - постоянный коэффициент, зависящий от условий измельчения, относительная v dQ скорость измельчения к = - -zrr

Опыты проведённые в ГУП «НПЦ «Экотехника» (глава 2.4.) подтвердили что изменение срединного диаметра помола также происходит по экспоненциальному закону. Отмечено также, что измельчение при вибрационном помоле происходит в 5 6 раз быстрее чем в традиционных барабанных (шаровых и стержневых) мельницах. Т.о. было введен поправочный коэффициент для перерасчёта производительности от лабораторной вибромельницы к промышленной барабанной km-\IS . Выполненная численная аппроксимация позволила определить зависимость срединного диаметра от продолжительности помола в следующем виде: dcp= 27.378 хе"0 066- (4.2.2); 115 где : dcp - срединный диаметр помола (мкм); t - время помола (мин)

В графическом виде динамика помола представлена на рис. 4.2.1 . Из графика видно, что наиболее интенсивное измельчение происходит в первые минуты помола, далее срединный диаметр уменьшается всё более медленно и при бесконечно продолжительном помоле почти не изменяется.

Оценка приготовления суспензии с бимодальным гранулометрическим составом

Не зная истинного распределения осадков как по длине трубы так и по сечению, в первом приближении предполагалось равномерное распределение осадков по длине трубы и расположение осадков в нижней части трубы в поперечном сечении. Исходные данные для расчёта

диаметр трубы ,мм 500; плотность несущей жидкости, кг/м3 1000; плотность осадков, кг/м3 1600; длина трассы, км 80-94; расход промывочной жидкости, м /час 50-500; вязкость промывочной жидкости, Па/с 0.6770108; Результаты расчёта В результате тестовых расчётов выявлены закономерности, позволяющие определить области предпочтительного использования технологии очистки с помощью калибровочных скребков.

Так в частности было показано что при движении в трубе с осадками, скребок задевает их, при этом тормозится, а вокруг него образуется течение промывочной жидкости, что способствует размыванию осадков, подхватыванию и уносу вниз по течению, впереди скребка. При использовании ледяного скребка он тает, при этом уменьшается его диаметр рис. 4.3.4 и с течением времени он всё меньше поднимает осадки рис. 4.3.5-.

С течением времени изменяется длина участка в трубе, занимаемого осадками, сначала она растёт, потом, после того как скребок уменьшится до размеров меньших просвета в трубе, становится постоянным, а по мере начала выхода осадков из приёмной части трубы уменьшается (рис. 4.3.6). Соответственно изменяется и общее сопротивление (рис. 4.3.7) .

В целом расчётами было показано, что основной вклад в сопротивление при калибровке трубопровода сферическим скребком вносит сопротивление поднятых осадков а не сопротивление скребка, причём при использовании скребков постоянного сечения происходит постоянное увеличение длины участка с поднятыми осадками до тех пор пока осадки не начнут выливаться из свободного конца трубы. При длине участков трубопровода в 80 -е- 94 км (для углепровода Белово - Новосибирск) сопротивление такого участка превышает верхнее предельное значение давления, развиваемое нагнетающими насосами, поэтому использование скребков постоянного сечения допустимо только на участках углепровода не выше 15 20 км. Для запуска скребков постоянного диаметра были спроектированы камеры запуска скребка. Для трубопроводов любой длины приемлемыми оказываются скребки переменного диаметра (тающие), что и было показано в серии экспериментов на испытательной петле головной насосной станции и на углепроводе Белово - Новосибирск.

Эксперимент на испытательной петле Была проведены эксперименты по калибровке ледяным скребком испытательной петли ГНС углепровода Белово -Новосибирск. Акт испытаний представлен в приложении 3. Для эксперимента на испытательной петле ГНС углепровода Белово - Новосибирск был изготовлен скребок диаметром 476 мм. При этих - же условиях были проведены тестовые расчёты по методике, изложенной в , сравнительные графики представлены на рис. 4.3.8.

Графики перепада давлений камера пуска - камера приёма на испытательной петле 0 500 мм при калибровке скребком 0 476 мм: а - расчётный; б - экспериментальный. В результате сопоставления расчётного и полученного из испытаний графика, принимая во внимание то, что наша модель предполагает равномерное распределение осадков по длине трубы, а фактическое распределение осадков неизвестно, можно утверждать что ошибка расчёта незначительна.

Испытания на трубопроводе Белово - Новосибирск .

Предложенный метод очистки метод был опробован в промышленных условиях на линейной части углепровода Белово -Новосибирск Был проведён успешный запуск ледяных шаров из промежуточной насосной станции (ПНС-2). Изо льда были изготовлены сферические скребки (табл.4.3.2). До запуска шаров трубопровод был заполнен ВУТ, прокачка осуществлялась технической водой. Объём чистой трубы между ПНС-2 и ТЭЦ-5 составляет 18.456м .в соответствии с порядком представленным в табл.4.3.3.

Графическая Белово - Новосибирск ледяными скребками а - объём закаченного водоугольного топлива; б - массовая концентрация твёрдого в точке приёма топлива. Из представленных графиков видно что сначала происходило снижение массовой концентрации, что объяснялось выходом получившейся в результате многолетнего отстоя жидкой фазы, но к моменту прихода той части промывочной жидкости которая соответствовала моменту запуска калибровочных скребков(объём прокачанной жидкости приближается к объёму чистой трубы) наблюдался всплеск концентрации твёрдой фазы.

Использование указанной технологии позволило после почти четырехлетней остановки произвести прокачивание трубопровода и довести производительность прокачки до 150 мЗ/ч. В табл. 4.3.4 представлены результаты прокачки трубопровода в 1997г. по предложенной технологии. Таблица 4.3.4 Результаты работ, полученные в 1997г., подтверждают надежность разработанной технологии очистки и транспортирования ВУТ с использованием калибровочных шаров, изготовленных из льда и других материалов.

Для полного восстановления работоспособности и повышения надежности работы линейной части углепровода, необходимо выполнить следующие дополнительные мероприятия: оборудовать вдоль трассы углепровода аварийные земляные амбары для приема промывочной воды и некондиционной водоугольной суспензии при их аварийном выпуске; реконструировать камеры запуска калибровочных шаров на головной и промежуточных насосных станциях с целью сокращения времени загрузки шаров; оснастить линейную часть углепровода радиорелейной системой сбора и передачи телеметрической информации с блок - боксов на диспетчерский пульт углепровода с последующей компьютерной обработкой данных.

При эксплуатации линейной части трубопровода следует осуществлять прокачку суспензии с производительностью не менее 250 мЗ/ч, что соответствует линейной скорости транспортирования 0,35 м/с. Кроме того, периодическое пропускание (не реже 1 раза в неделю) калибровочных шаров на каждом плече позволит иметь по всей длине постоянное живое сечение трубопровода.

1. Трубопровод запускается на небольших расходах ВУТ. Постепенно увеличивается расход, не превышая верхнее допустимое значение - 90 атм.

2. По совокупности полученных на пульте ГНС показаний давления прокачки и расхода ВУТ определяется осреднённое сопротивление трубы - величина свободного просвета в сечении трубы. Для этого от верхней шкалы опускается линия до пересечения с изолинией соответствующего давления.

3. Из полученной точки проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной линией - величины свободного просвета в сечении трубы и далее на правый график.

4. Диапазон допустимых давлений от 40 до 90 атм - пересечение этой горизонтальной линии с изолиниями соответствующих давлений на верхней горизонтальной шкале даст диапазон допустимых расходов, при которых возможна прокачка трубопровода с калибровочным скребком.

Похожие диссертации на Разработка геомеханической модели высококонцентрированных водоугольных дисперсных систем