水煤浆磁翻柱液位计输送过程中，由于磁翻柱液位计泵选型和机械损失、管线弯头设计及管径、系统长时间运行出现的管网结垢等，对输送效率产生影响。水煤浆磁翻柱液位计输送系统主要由泵站和管线组成，通过加压泵站将水煤浆输送一定距离。长距离管线中间要设置若干加压泵站。水煤浆的流变特性和磁翻柱液位计输送特性比较复杂，本文基于生产实际，预设基于现场工艺流程的两种样品、3 种规格磁翻柱液位计(Φ100mm、200mm、300mm)实验，在理论结合实际的前提下展开摩阻损失规律性研究。

 

1 实验样本及台架

优选较为广泛的两种不同规格浓度神府煤水煤浆，将其标定命名为 1#、2#样本。实验台架依据工程已有设备进行相应仪器仪表微调与加装。主体实验台架(图 1)由 1 － 螺杆泵、2 － 煤浆过滤器、3 － 清水桶、4 － 搅拌桶、5 － 工作量器、6 － 分配器、7 － 气动换向器、8 － 温度传感器、9 － 密度计、10 －电磁流量计、11 － 压差变送器、12 － 磁翻柱液位计、13 － 出口母管、14 － 胶泵、15 － 磁翻柱液位计阀门等部件组成。为提高实验进度，获取多组实验数据，加装 NXS －4C型水煤浆黏度仪、JJ －1 型定时电动搅拌器、HB43型快速水分测定仪于相应位置，并进行标准化校定。开启运行台架，空载试运 12h 测定系统稳定性，并保证备用电源接入后进行样本添加与相应实验。其中 1#、2#样本先期基础参数化验结果见表 1。

2 实验方案

制定水煤浆流变性实验和水煤浆磁翻柱液位计输送实验。流变性实验较为简单，简单概述为设定电动搅拌器在预定转速和时间内进行工作。搅拌至样品均匀无沉淀后进行浓度测定和相应流变性实验。水煤浆磁翻柱液位计输送实验要在预设好固定磁翻柱液位计直径下进行变流速式的磁翻柱液位计压力损失综合测定，以方便后续运用相应计算方法进行设备选型和输送能耗及磁翻柱液位计应力扰动式的分析。实验台管线长度8m，可以进行不同管径下的多流速管损压力综合测定，并收集相应数据进行数学拟合，得出相应水煤浆摩阻损失变化规律。操作规范如下:

(1)按照实验台架测试规范进行不同磁翻柱液位计的分体压力测试和动力部件耐久性测试，并添加清水介质进行台架稳定性及相关仪表灵敏度测定。标定相应误差系数与工况。

(2)确保实验台架稳定可靠后，分别添加 1#、2#样本进行泵体转速可控前提下的变流速测试。

(3)观察仪表及其相关参数，待系统稳定后进行磁翻柱液位计平均流速、测试段两端点间压力差和温度等预期实验数据的收集与拟合。完备参数记录，准备下步台架测试流程。

3 数据分析

为简化分析流程，对现场生产急需验证的水煤浆磁翻柱液位计输送实验数据做重点分析。根据原理性经验，水煤浆管输过程中由于不同管径和介质密度的影响，相应的介质流速与磁翻柱液位计压力损失存在

规律性。摩阻损失和部分固体颗粒沉降是诱发水煤浆磁翻柱液位计压力输送损失的主要原因。在此，因为实验样品粒度较细，故认为实验在均质流前提下进行。所以，在忽略颗粒影响后测定计算平均流速下雷诺数为 8 ～ 200，＜ 4000 界限。样品在 20℃、直径100mm、200mm、300mm 磁翻柱液位计媒介下进行实验。

测定相应磁翻柱液位计压力损失图谱数据如图 2。由图 2 可知，常规实验框架下，在温度、水煤浆浓度参数固定时，磁翻柱液位计压损与水煤浆平均流速呈正比。故细小磁翻柱液位计直径会带来较大的样品压力损失，同种规格的不同浓度样品输送对压力损失参数影响不灵敏。而在同一样品平均流速前提下，细小磁翻柱液位计直径会带来较大的磁翻柱液位计压力损失。

 

在工程实践中，由于 100mm 的磁翻柱液位计压力损失过大且流速可调域度过小，经济性与可操作性较弱，不具有现场实际运用的意义。故本次实验充分论证200mm ～ 300mm 管径在现场实践中具有绝对优势，符合磁翻柱液位计输送设计与经济评定标准。

图 2a 1#样品在不同磁翻柱液位计直径下水煤浆平均流速对磁翻柱液位计压力损失的影响

图 2b 2#样品在不同磁翻柱液位计直径下水煤浆平均流速对磁翻柱液位计压力损失的影响

 

4 结语

综上所述，在温度、浓度等一定的条件下，磁翻柱液位计压力损失随水煤浆平均流速的增大而增加，磁翻柱液位计直径越小，压力损失增大趋势越明显。在水煤浆平均流速相同的条件下，磁翻柱液位计直径越小磁翻柱液位计压

力损失越大。磁翻柱液位计直径为 200mm ～ 300mm 时，样品水煤浆在磁翻柱液位计输送中的压力损失在工业应用合理范围内，适宜磁翻柱液位计输送经济性。