淮南到南昌煤浆管道机会研究

    甘正旺

    

    

    摘 要：本文介绍了江西省的煤炭生产和消费情况，分析两淮矿区的煤炭情况，并初步介绍了管道输煤技术流程、优势、管径及输送能力，初步设想了从淮南输送10.0Mt煤炭到达南昌的线路、泵站布设等，并简要介绍了永久占地、取水量等，认为管道输煤技术方式是对铁路输煤的有益补充。

    关键词：煤浆管道；淮南；南昌；机会；研究

    1 江西省煤炭生产消耗情况分析

    能源是工业经济的基础，在我国的一次能源中，煤炭所占比例超过65%。江西省能源资源严重缺乏，煤炭探明储量16.53亿吨，约占全国的0.13%，已开发利用占70%以上，后备储量严重不足，萍乡、安源等矿区资源接近枯竭。

    《江西省统计年鉴》得到2012年江西省煤炭消耗量为68.02 Mt，其中本省生产29.50Mt，从外省市调入33.10 Mt，总体从省外调入煤炭41.62Mt，占本省年需求量的61%。《江西省"十二五"煤炭发展规划》2010年一次能源消费总量63.55Mt标准煤，煤炭占68%；预测2015年煤炭的消费量将达到96.55Mt，煤炭产需缺口将高达66.55Mt，煤炭缺口不断扩大，煤炭调入量不断增加。

    "十二五"期间，全国煤炭开发西移，煤炭入赣调运难度加剧，"北煤南运、西煤东调"规模进一步加大。据预测，全国煤炭主要净调出地区将集中在山西、内蒙、陕西、宁夏、新疆等。煤炭资源产量和消费地理分布越来越不对称，加剧了全国煤炭调运难度。江西地处内陆，处于"北煤南运"的末端，煤炭调出地西移后，运输距离和运输成本增加，运输解决难度加大。

    目前省内的解决方案为：加强煤炭调入通道建设和煤炭调运。

    一是需国家支持，推进蒙西到华中地区煤运通道建设，形成水陆衔接的"北煤南运"、"西煤东输"和"海铁联运"的快捷运输通道；二是需国家增加对我省的煤炭铁路运输。

    2 两淮煤炭基地煤炭资源分析

    两淮煤炭基地是国家首批建设的13个亿吨级的煤炭基地之一，包括淮南、淮北矿区，这个基地探明煤炭储量近300亿吨。该区煤优，煤种齐全，属1/3焦煤为主的多种优质炼焦煤和动力煤，深部有肥煤、焦煤、瘦煤，该地区煤炭产品主销江、浙、沪、闽、粤、赣、皖六省一市。

    该煤炭基地目前具有四家大型的煤炭生产单位：淮南矿业集团2013年63.75Mt，淮北矿业集团2013年43.02Mt，国投新集能源股份有限公司2013年19.90Mt，皖北煤电集团公司2013年20.00Mt。该区2013年煤炭产量已超过146.67Mt，煤炭产量的减少源于国民经济的放缓和能源消耗的减少，实际矿井的产能已超过150.0Mt。

    3 管道输煤系统介绍

    长距离浆体管道输送是与公路、铁路、水运相并列的大宗物料运输方式之一，在铁精矿、铜精矿、煤炭等大宗物料中具有广泛的应用。

    管道输煤系统即选煤厂选出的精煤通过破碎、棒磨制成常规浓度煤浆（重量浓度约50%、平均粒度约0.3mm）、加压泵站连续接力输送到达终端用户的一种运输方式，根据用户的不同需求，煤浆可直接供给用户或经脱水环节后再供用户使用。

    管道输煤技术萌芽于美国，1881年由瓦莱斯.C.安德鲁斯首先在实验室取得成功；1957年美国建成了世界上第一条输煤管道---俄亥俄管道，长173公里，年运煤量1.4Mt；1970年，美国建成了世界上第二条输煤管道---黑迈萨管道，长450公里，年运煤量5.0Mt；上述煤浆管道成功运行时间超过35年，实践证明，煤浆管道在技术上和经济上都取得了成功，积累了丰富的实践经验。

    管道输煤系统上游连接的是煤源，下游连接煤炭消耗大户（如电厂、钢铁厂、煤化工企业），中间是管道和加压泵站，该运输方式的优点：最大敷设坡度可达±16%，对地形的适应性比铁路强；平原地带泵站间距超过100公里，除首端、中间泵站和终端为主要的永久占地外，沿线管段均为临时占地，建设期完成后可以复耕；煤水比基本近1：1，需水量仅为坑口电厂和煤化工项目耗水量的10%，且在终端脱水后水可以继续使用；密闭输送，中途无运损，首终端煤浆加工和处理过程中实现零排放，无污染；沿线管道深埋于冻土层以下，不受极端恶劣天气的影响，对气候的适应性强；连续运输，无公路、铁路遇到的返空问题，可以提高综合运输效率；煤源单一，煤质相对稳定，对用户提高利用效率有积极作用；自动化程度高，全线劳动定员少，运营成本基本为电费，设备折旧费，后期运营成本少。

    管道输煤系统由供煤系统、破碎系统、制浆系统、泵输系统、脱水系统、外部供水系统、外部供电系统、厂区配电系统、全线控制系统等子系统组成。

    中煤科工集团武汉设计研究院有限公司自20世纪80年代初开始进行管道输煤的设计和技术研究，是全国唯一一家设有长期从事输煤管道专门机构和配备齐全的专业技术人员的设计研究单位，目前由该公司总承包的国内第一条煤浆管道---陕西省神渭输煤管道已全线施工，管道全长727公里，总投资73亿元。

    4 淮南到南昌煤浆管道输送方案设想

    本文根据Google Earth对管道路由方案进行了初步规划设想，管线自北向南途经淮南、合肥、安庆、九江、南昌五个地级市，全长约500公里，线路整体平坦，90%以上的线路海拔在100m以下，这十分适合管道的前期敷设和后期运行。

    从已有项目的建设经验而言，为减少工程外协力度，线路初步确定从安庆市宿松县江段南北方向穿越长江后进入九江市的湖口县，再西行穿越鄱阳湖的湖口段往九江市方向敷设管道，有利于提高项目进度。

    从目前技术水平而言，穿越上述水系已无任何困难，2005年仪长原油管道九江段长江穿越长2316m，2006年，武汉天然气供气二期工程长江段穿越长4950m，大型水系穿越目前基本采用水平定向钻穿越工艺，技术成熟。

    根据主输送设备能力情况、阀门加工制造能力，初步建议全线选择4个加压泵站，分别为K0淮南市、K125（六安市舒城县）、K250（安庆市潜山县）、K375（安庆市宿松县或九江市湖口县），每个泵站配置若干台加压泵，将淮南的煤炭源源不断的输送南昌终端，缓解江西省、南昌市的煤炭运输困局。

    经初步测算：外径500mm的管道，年输煤近7.0Mt；600mm的管道，年输10.0Mt；700mm的管道，年输近15.0Mt；800mm管道，年输煤近20.0Mt……

    以两淮矿区年输10.0Mt煤炭到南昌的管道项目为例，首端取水量约10.0Mt。在设置4个加压泵站的情况下，单个泵站需要5台隔膜泵并联运行，单台隔膜泵流量约360m3/h，压力12MPa，管道外径610mm，全线共需钢管86000吨。

    全线永久占地约80 hm2，其中：首端场地占地小于23hm2，3个中间泵站占地各约10 hm2，终端脱水厂和储煤系统占地小于22 hm2，沿途设置的隔断阀站、压力监测站若干个，总占地面积小于5hm2。管道沿线的其余占地均为临时性占地，埋于冻土层以下，可以复耕或继续使用。

    根据已有项目的经验：云南昆钢大红山管道年运铁精矿2.30Mt，运距171公里，公路运输280公里，管道输送成本30元/吨，公路运输成本约130元/吨，年省运费2.2亿元；内蒙古包钢管道年输铁精粉5.50Mt，运距145千米，运费仅是原来汽车运输的1/30，铁路运输的1/20，将极大地降低包钢的生产成本。

    当然不同项目有各自的特点，因沿线地形的不同，公路铁路的交通便捷程度不同，其成本费用差别很大。但对周转量20亿吨公里以上的管道输煤项目而言，运费为铁路的50%、公路的30%是不存在悬念。项目的投资回报率高，每年节省的运输费用可观，资金回收期短。

    5 结论

    江西省煤炭产量少，煤炭消耗量大，煤炭的需求持续增加；两淮矿区华东地区最大的大型煤炭基地，资源丰富且充足，离江西省近。将淮南的煤炭输送到达南昌，可缓解江西省能源供应过程中遇到的瓶颈问题。

    管道输送的煤浆到达终端之后，可通过脱水、细磨等技术手段，制成供煤化工气化、水煤浆电厂锅炉使用的高浓度水煤浆，也可以制成传统煤粉供电厂锅炉，这充分利用江西省的水资源，拓展煤化工产业和水煤浆发电产业的发展，促进经济多元发展。

    管道能优化江西省能源来源结构，节约土地资源，保证煤炭到货的及时性及煤质的可靠性、减少传统运输方式所造成的沿线环境污染，是对蒙西至华中地区煤运大通道建设的有益补充。

    参考文献：

    [1]涂昌德.美国的输煤管道介绍煤矿设计[J].1997（11）.

    [2]江西省"十二五"煤炭发展规划，赣府厅发〔2012〕34号，2012年05月22日.

    [3]江西省统计局，国家统计局江西省调查总队主编.江西省统计年鉴2013[M].中国统计出版社，2014.