一、 管道輸煤的特點(diǎn)
管道輸煤作為長(zhǎng)距離、大運(yùn)量輸煤方式，具有下列主要特點(diǎn)：
1、 必須先將煤制成具有一定粒度組成，混以小于45%—50%的水，制成重量濃度為50%—55%的煤漿，采用若干個(gè)泵站，通過(guò)管道接力輸送的目的地后，經(jīng)過(guò)脫水，還原成干煤或再制成60%以上重量濃度的水煤漿。這種輸送，屬于液、固兩相流體運(yùn)輸方式，它遵循兩相流管輸原理；
2、 一般情況下，管道埋設(shè)于凍土層下封閉輸送，不污染環(huán)境、無(wú)噪聲、無(wú)運(yùn)損，可以全稱實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；除泵站外，管道不占耕地。在符合煤漿物性坡度的前提下，管道可翻山越嶺、穿越溝壑、河流，適應(yīng)地形性強(qiáng)；
3、 這種運(yùn)輸方式噸公里能耗小，符合節(jié)能減排，節(jié)約土地的要求，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，其運(yùn)輸能力、運(yùn)輸距離，約20億噸公里以上的年周轉(zhuǎn)量，就具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益，或市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。也就是運(yùn)量越大，運(yùn)距越長(zhǎng)，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)就越突出；
4、 由于運(yùn)量大，運(yùn)距長(zhǎng)，又屬全天候工作制（年工作小時(shí)不低于7920小時(shí)），要求泵的排量大，輸送壓力高，又考慮噸公里耗能低，對(duì)管道磨損小，運(yùn)行安全順暢，故只能選擇輸送壓力高，排量大的容積式泵，即活塞或隔膜式活塞泵。
5、 為了提高作業(yè)效率，把管道蝕降低到最低程度，要求管道一次埋設(shè)地下后，服務(wù)年限不小于30年，換管道趨近于零。故而要求力學(xué)性能好，耐沖擊，耐磨損，韌性好，摩阻系數(shù)低，焊接性能好這樣的管材，因此輸煤管道設(shè)計(jì)非常重視對(duì)管材性質(zhì)的選擇。超高分子量聚乙烯管道是粘均分子量在150萬(wàn)以上的線型結(jié)構(gòu)聚乙烯，極高的相對(duì)分子質(zhì)量（普通聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量?jī)H2-30萬(wàn)），賦予其超凡的使用性能，成為一種價(jià)格適中、性能優(yōu)良的新型熱塑性工程塑料，完全符合輸煤管道設(shè)計(jì)要求。
二、 管道輸煤的漿體的流態(tài)
輸煤管道輸送的煤漿中煤的粒度，根據(jù)沒(méi)的物化性能和輸送設(shè)備的要求，粗細(xì)顆粒按一定比例搭配。在一般情況下，最大粒徑為2mm要求占6%以下，＜44微米必須占20%左右。其余中間粒徑組成的平均粒徑為0.28mm—0.38mm。其中＜44微米的粒徑與水混合后，形成密度大于水的近似于均質(zhì)體的新載體。在管道中承托粗顆粒使之懸浮。在泵輸藥理驅(qū)動(dòng)下，以一定的流速（大于淤積速）輸送時(shí)形成紊流。宏觀上看，這兩相流的漿體系介于偽均制流和牛頓體之間的一種流態(tài)。
理想的狀態(tài)是，極細(xì)煤粒與水混合在一定流速條件影響下，在管道中很大程度上組織粗顆粒煤向管低沉降，這樣既減少了管道摩阻損失，也減少了對(duì)管低磨損，延長(zhǎng)了管道服務(wù)壽命。但是過(guò)大，摩阻損失必然增大。相應(yīng)泵的出口壓力加大，管壁增厚，輸送能耗增高，同時(shí)加劇了管道磨損，也縮短了管道使用壽命。使投資，輸送成本都必然加大。
從節(jié)約能耗、延長(zhǎng)管道壽命、合理選擇泵型出發(fā)，希望漿體中粗顆粒在管道運(yùn)行中，不應(yīng)有大的煤水離析沉降，但略有沉降。在管低稍有薄薄的床層現(xiàn)象，但不至于堵塞管道。為此選擇合適的流速是關(guān)鍵。也就是說(shuō)，在這種流速條件下，漿體中粗顆粒開(kāi)始緩慢沉降，管低有一些床層。在這種流速下，使床層推移向下游流動(dòng)。盡管管低有些磨損，但是磨損很小，與大流速相比利大于弊。
綜上所述，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)所輸煤種、煤質(zhì)，優(yōu)化煤的粒度級(jí)配，優(yōu)化漿體重量濃度。結(jié)合泵和管材的市場(chǎng)產(chǎn)品，優(yōu)選最佳流速，最佳管徑，正確選擇泵型是非常重要的。
三、 管材的選擇
在輸煤管道中，由于是屬液、固兩相流體。受經(jīng)濟(jì)效益的約束，運(yùn)輸距離一般大于400Km，年運(yùn)煤量一般在500萬(wàn)噸以上經(jīng)濟(jì)上合理。故采用泵型單泵排量為300—500m3/h，排放壓力不低于7—12mpa，要求服務(wù)壽命不低于30年，自然壽命不低于50年。管道輸送工況比較復(fù)雜，因此在選擇管材時(shí)，要求管道內(nèi)壁具有低糙度，耐腐蝕，耐磨損，阻力小、縱向強(qiáng)度和環(huán)向強(qiáng)度應(yīng)與泵的排放壓力相適應(yīng)。此外，管道要既具有上述性能，還要求能承受因水擊，加速流帶來(lái)的對(duì)管道的附加負(fù)荷。總之應(yīng)具有強(qiáng)度高，耐疲勞，耐沖擊性能高的機(jī)械力學(xué)性能。故在選材中，一般都選用超高分子量聚乙烯管、或者是鋼襯超高分子量聚乙烯管（復(fù)合管），超高分子量聚乙烯其分子量都≥300萬(wàn)。由于管徑摩擦系數(shù)低，泵的壓力一般也不高于8mpa。
管材在項(xiàng)目投資中，一般要占35%左右。為降低投資，在管道全長(zhǎng)中，采用變壁設(shè)計(jì)，以節(jié)約超高分子量聚乙烯，降低單位造價(jià)。因此訂購(gòu)的管材，在維持全長(zhǎng)管線內(nèi)徑保持一致的前提下，往往要求供貨廠家從小于臨近的內(nèi)徑，在擴(kuò)經(jīng)到設(shè)計(jì)的內(nèi)徑。這樣就要求管道材的冷擴(kuò)延展性好，特別是不產(chǎn)生應(yīng)力集中，也就是保持它原有的機(jī)械力學(xué)性能。如何達(dá)到這點(diǎn)，就需要供管廠家視具體情況研定。

山東東方管業(yè)有限公司作為國(guó)家水煤漿工程技術(shù)研究中心，長(zhǎng)期致力于研究、發(fā)展超高分子量聚乙烯管材輸煤技術(shù)。