管道运输及相关问题
第一节 管道运输的概念及相关特性
一、管道运输的概念
管道运输是利用管道输送气体、液体和粉状固体的一种运输方式。其运输形式是靠物体在管道内顺着压力方向循序移动实现的，和其它运输方式重要区别在于，管道设备是静止不动的。
现代管道运输始于19世纪中叶，1985年美国宾夕法尼亚州建成第一条原油输送管道。然而它的进一步发展则是从20世纪开始的。随着二次大战后石油工业的发展，管道的建设进入了一个新的阶段，各产油国竞相开始兴建大量石油及油气管道。20世纪60年代开始，输油管道的发展趋于采用大管径、长距离，并逐渐建成成品油输送的管网系统。同时，开始了用管道输送煤浆的尝试。目前全球的管道运输承担着很大比例的能源物资运输，包括原油、成品油、天然气、油田伴生气、煤浆等。其完成的运量常常大大高于人们的想象（如在美国接近于汽车运输的运量）。近年来，管道运输也被进一步
研究用于解决散状物料、成件货物、集装物料的运输，以及发展容器式管道输送系统。
管道运输是国民经济综合运输的重要组成部分之一，也是衡量一个国家的能源与运输业是否发达的特征之一。目前，长距离、大管径的输油气管道均由独立的运营管理企业来负责经营和管理。
二、管道运输的种类
管道按货物性能可分为固体管道（固体粉碎后加水成浆状）、气体管道、液体管道；按货物种类可分为原油管道、成品油管道、天然气管道、二氧化碳气管道、液化气管道、煤浆和其他矿浆管道等。管道的直径由273、377、426、529、720毫米不等，管径是决定输送能力的重要因素之一。
三、管道运输的特点
1、运量大
一条输油管线可以源源不断地完成输送任务。根据其管径的大小不同，其每年的运输量可达数百万吨到几千万吨，甚至超过亿吨。
2、占地少
运输管道通常埋于地下，其占用的土地很少；运输系统的建设实践证明，运输管道埋藏于地下的部分占管道总长度的95%以上，因而对于土地的永久性占用很少，分别仅为公路的3%，铁路的10%左右，在交通运输
规划系统中，优先考虑管道运输方案，对于节约土地资源，意义重大。
3、管道运输建设周期短、费用低
国内外交通运输系统建设的大量实践证明，管道运输系统的建设周期与相同运量的铁路建设周期相比，一般来说要短1/3以上。历史上，我国建设大庆至秦皇岛全长1，152公里的输油管道，仅用了23个月的时间，而若要建设一条同样运输量的铁路，至少需要3年时间，新疆至上海市的全长4，200公里天然气运输管道，预期建设周期不会超过2年，但是如果新建同样运量的铁路专线，建设周期在3年以上，特别是地质地貌条件和气候条件相对较差，大规模修建铁路难度将更大，周期将更长，统计资料表明，管道建设费用比铁路低60%左右。
天然气管道输送与其液化船运（LNG）的比较。以输送300m3/a（立方米/年）的天然气为例，如建设6，000公里管道投资约120亿美元；而建设相同规模（2，000万吨）LNG厂的投资则需200亿美元以上；另外，需要容量为12.5万立方米的LNG 船约20艘，一艘12.5万立方米的LNG船造价在2亿美元以上，总的造船费约40亿美元。仅在投资上，采用LNG就大大高于管道。
4、管道运输安全可靠、连续性强
由于石油天然气易燃、易爆、易挥发、易泄露，采用管道运输方式，既安全，又可以大大减少挥发损耗，同时由于泄露导致的对空气、水和土壤污染也可大大减少，也就是说，管道运输能较好地满足运输工程的绿色化要求，此外，由于管道基本埋藏于地下，其运输过程恶劣多变的气候条件影响小，可以确保运输系统长期稳定地运行。
5、管道运输耗能少、成本低、效益好
发达国家采用管道运输石油，每吨千米的能耗不足铁路的1/7，在大量运输时的运输成本与水运接近，因此在无水条件下，采用管道运输是一种最为节能的运输方式。管道运输是一种连续工程，运输系统不存在空载行程，因而系统的运输效率高，理论
分析和实践经验已证明，管道口径越大，运输距离越远，运输量越大，运输成本就越低，以运输石油为例，管道运输、水路运输、铁路运输的运输成本之比为1：1：1.7。
6、灵活性差
管道运输不如其他运输方式（如汽车运输）灵活，除承运的货物比较单一外，它也不容随便扩展管线。实现“门到门”的运输服务，对一般用户来说，管道运输常常要与铁路运输或汽车运输、水路运输配合才能完成全程输送。此外由于运输量明显不足时，运输成本会显著地增大。
管道运输的上述特点，使得管道运输主要担负单向、定点、量大的流体状货物（如石油、油气、煤浆、某些化学制品原料等）运输。另外，在管道中利用容器包装运送固态货物（如粮食、砂石、邮件等），也具有良好的发展前景。
四、管道运输系统
管道运输是使用管道输运流体货物的一种运输方式，所运货物大多属于燃料一类，主要有油品（包括原油、成品油、液化烃等）、天然气、二氧化碳气体、煤浆及其他矿浆等。管道运输与其他运输方式最大的不同是：管道既是运输工具（但并不移动），又是运输通道，驱动方式是用机泵给货物以压能，使货物本身连续不断地被运送。管道工程由三部分组成，一是管道线路工程，包括管道本体工程、防护结构工程、穿跨越工程及其他附属工程；二是管道站库工程，包括起点站、中间站、终点站，主要设备有驱动和监控货物运行的各种泵站和装置；三是其他如通信、供电、道路等辅属设施。管道运输的特点一是输送能力大，一条直径720毫米的管道一年可输送原油2000万吨以上；二是占地少，一般的都是埋于地下；三是漏失污染少、噪音低等。管道按货物性能可分为固体管道（固体粉碎后加水成浆状）、气体管道、液体管道；按货物种类可分为原油管道、成品油管道、天然气管道、二氧化碳气管道、液化气管道、煤浆和其他矿浆管道等。管道的直径由273、377、426、529、720毫米不等，管径是决定输送能力的重要因素之一。
1、原油管道
世界上的原油总运量中约有85%～95%是用管道外运的。我国原油管道始建于1958年，即新疆克拉玛依油田开发后由克拉玛依油田到独山子炼油厂，全长147.2公里。大规模建设管道是于70年代随着石油工业的开发而相应发展的，管道布局是石油生产地与炼油厂、化工厂等用油地相连，也有通过水陆联运、管道输送到海港、内河码头装油船再运到用油地的。我国目前拥有原油管道约8000公里，管道原油运输量占管道总运输量的90%以上，原油外运量的70%以上是由管道运送的。我国输送能力最大的原油管道是大庆林源至铁岭，管道直径720毫米、长516公里，双管输油能力为4500万吨/年。最长的原油管道是山东的临邑至仪征，管径720毫米，全长665公里。
2、成品油管道
可以是运送一种油品，也可以是运送多种油品，主要是由炼油厂通往化工厂、电厂、化肥厂、商业成品油库及其他用户之间。我国成品油管道大部分都是管径孝距离近、输送油品单一的管道。只有近期完成的东北地区抚顺至鞍山至大连原油管道改造为成品油管道，管径529毫米、长415.7公里、输油能力400万吨，可输送两种以上成品油；还有青海格尔木至拉萨的非商业性管道改为商业用管道，管径159毫米、长1080公里。这两条成品油管道的投入使用，将是我国成品油长距离输送网建设的良好开端。
3、天然气管道
是输送气田天然气和油田伴生气的输气管道，由开采地或处理厂输送到城市配气中心，是陆地上大量运输天然气的唯一方式。我国目前天然气田主要在四川，全国现有天然气管道约7000多公里，其中近5000公里在四川；伴生气主产于辽河、中原等东部油田，管道约有2000多公里。我国最长的输气管道为中原油田濮阳柳屯——沧州化肥厂的伴生气管道，管径426毫米，长362公里。
煤浆、矿浆管道是将其粉碎后加水成浆状通过管道运输，世界上第一条煤浆管道是1970年在美国建成投入使用，年输送能力为450万吨。我国仅在厂矿内部短距离少量使用或试用，煤浆等使用管道外运目前尚处于
研究阶段。
管道作为一种新型的现代化的运输方式将逐步扩大其使用范围。在建设方面不仅地区成网、国内成网，国际间跨国管道的发展也有相当的势头；在运输货种方面，由现有原油、成品油、天然气扩大到重油、二氧化碳气、沙石等建筑材料等；由于各种性能的货种增加，相应的管道驱动方式多样，输送工艺会更加复杂等。
五、管道设备系统
管道除了输送石油及其制品以及天然气，还可用于输送其他如矿石、煤炭、粮食等物料。目前，物料的管道运输有两种方案：其一是把散状或粉尘状物料与液体或气体混合后沿管道运输，这种与液体混合的方式叫浆液运输，它适用于煤、天然沥青、砂、木屑、浆料等货种。由于这种方案受物料性质、颗粒大小与重量等因素的限制，运输距离不能太长，同时能耗较多，对管道的磨损也较大。第二种方案是用密封容器装散状物料，放在管道的液流中或用专用载货容器车装散状物料置于管道气流中靠压力差的作用运送物料，这种用容器车进行管道运输的方法能运送大量的不同的货物。
输油管道系统的设备组成及其功能：
长距离输油管由输油站和线路两大部分组成。输油管起点有起点输油站，亦称首站，其主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置。首站的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。
油品沿管道向前流动，压力不断下降，需要在沿途设置中间输油泵站继续加压以便将油品送到终点，为继续加热则设置中间加热站。输油管的终点又称末站，它可能属于长距离输油管的转运油库，也可能是其他企业的附属油库。末站的任务是接受来油和向用油单位供油，所以有较多的油罐与准确的计量系统。
长距离输油管的线路部分包括管道本身，沿线阀室，通过河流、公路、山谷的穿（跨）越构筑物，阴极保护设施，以及沿线的简易公路、通讯与自控线路、巡逻人员住所等。对低凝固点原油都采用常温输送，而对高凝固点的原油则需采用加热输送。
第二节 浆体管道运输
一、简述三种典型的浆体管道运输
浆体管道运送是使用最多的管道运输方式。在所有的浆体管道运输系统中，以下三种最为典型。
1、精矿浆体管道输送
以磁铁精矿管道输送为例加以说明。由选矿主厂房选出的精矿浆通过安全筛进行处理，筛下合格粒度精矿浆经过底流泵送入浓缩池进行浓缩，筛出不合格粒度（超过允许上限粒度）精矿浆送入磨机进行再磨，磨好后再通过加压泵返回安全筛进行筛分。对进入浓缩池前和排出浓缩池后的矿浆要进行磁化和脱磁，其目的分别是为了提高其沉降性能和有利于悬浮。浓缩池的溢流水经处理后循环使用，浓缩池的浓缩矿浆经底流泵送入流态化矿仓进行调节，以适应批量输送的需要。当输送系统停机时，流态化矿仓的上清液返回浓缩池。
当输送系统开机时，流态化矿仓内沉积的精矿，通过高压水喷嘴重新造浆，其浓度要高于输送浓度，然后排入搅拌槽。同时在搅拌槽内加入石灰乳和脱氧剂，以保证浆体为碱性（通常要求PH=10～11），并除去浆体和冲洗水中的游离氧，由搅拌槽排出的矿浆经喂料泵给入安全环管进行一系列检测。当浓度较低时返回浓缩池，当浓度合格时直接给入主泵和加压泵，通过管道送往终点流态化矿仓进行调节，以适应批量输送的需要。当输送系统停机时，流态化矿仓的上清液返回浓缩池，不论输送系统是停机还是开机，流态化矿仓内沉积的精矿，均通过高压水喷嘴重新造浆，通过底流经底流泵返回过滤机，浓缩池的溢流水经处理后回收使用或外排。当主泵的压力较高时，意味着管道结垢或局部有异物沉积，引起管道磨阻损失增大，这时就要在首站泵出口发射清管器，在终端接收清管器，降低管道磨阻损失恢复常压工作。
2、煤浆管道输送
管道输煤可以是洗煤厂产出的精煤，也可以是煤田产生的原料煤。输送终端可以是其他用户或水运码头（管道运输与水运相结合），输煤粒度取决于用户需要或经济粒度的要求，输送浓度取决于经济浓度的要求。现以原料煤的管道输送为例加以说明。
采出原料煤首先给入缓冲仓，然后经反击式破碎机进行破碎。再经棒磨机加水细磨，棒磨机机排料经泵打入安全筛，筛下合格粒度煤浆流入搅拌槽，筛出不合格粒度煤粒返回棒磨机再形成闭路循环。经搅拌槽调制成比较均匀的设计浓度，再经底流泵给入安全环管并向首站主泵喂料。根据需要再经一个或几个中间泵站加压送到终端搅拌槽，再经底流泵给入热交换器，以提高温度和过滤效果。通过热交换器后再给入过滤式离心脱水机，离心液返回脱水机入口形成闭路循环。脱水机溢流（脱出水）给入浓缩池，经底流泵将煤泥打入板框式压滤机，板框式压滤机的滤液 再返回浓缩池形成闭 路循环 。板框式压滤机的滤饼含水量较高，再经管式干燥机干燥，干燥后水分可降至5%，脱水机的脱水煤含水量可降至15%，然后送入贮煤场堆存。
3、尾矿浆体管道输送
尾矿浆体管递输送是常见的浆体管道输送。早期的输送浓度较低，随着浆体管道输送技术的发展。为了节水节能，目前的输送浓度已逐步提高到40%～50%。
由主厂房排出的尾矿浆一般浓度较低，通过尾矿自流槽给入浓缩池进行浓缩。以提高浓度。底流经底流打入加压泵，通过尾矿输送管道送往尾矿库。浓缩池溢流水经环水泵返回主厂房循环使用。由于尾矿库筑坝工艺的需要，须采取高浓度输送中浓度筑坝措施，即在尾矿库澄清池内适当位置设置泛船泵站，以收回澄清水，澄清水的一部分给到坝上尾矿管，稀释后的中浓度尾矿浆向库内排放，澄清水的其余部分回收使用。根据主厂房生产工艺的不同和尾矿出路的不同，浓缩工艺也多种多样。
例如当生产工艺为阶段磨矿、阶段选别时排出两种尾矿，粗选排出尾矿粒度较粗、浓度较高。精选排出尾矿料度较细，浓度较低，实行分而治之的浓缩工艺。即将粗尾矿排入一级浓缩池，其排矿浓度高于设计浓度。细尾矿排入二级浓缩池，其排矿浓度低于设计浓度。两种尾矿在总砂泵站处混合后输出，亦可将粗尾矿直接排入二段浓缩池，细尾矿先排入一段浓缩池。其排矿浓度低于设计浓度，底流再排入二段浓缩池。二段浓缩池为提高给矿浓度的综合尾矿，其排矿浓度为输送浓度。通过总砂泵站输出，两种浓缩工艺各有优缺点。当然也可采用常见的一段浓缩工艺，对综合尾矿进行一次浓缩处理。当粗料级尾 矿用来作建筑材料或坑内矿水砂充填时，要做单独处理。总之，设计时要根据具体情况确定适宜的浓缩工艺。
二、浅析浆体管道运输的优越性
在五大运输方式中，管道运输有着独特的优势。在建设上，与铁路、公路、航空相比，投资要省得多。就石油的管道运输与铁路运输相比，交通运输协会的有关专家曾算过一笔账：沿我国成品油主要流向建设一条长7000公里的管道，它所产生的社会综合经济效益，仅降低运输成本、节省动力消耗、减少运输中的损耗3项，每年就可以节约资金数10亿元左右；而且对于具有易燃特性的石油运输来说，管道运输更有着安全、密闭等特点。
在油气运输上，管道运输有其独特的优势，首先在于它的平稳、不间断输送，对于现代化大生产来说，油田不停地生产，管道可以做到不停地运输，炼油化工工业可以不停地生产成品，满足国民经济需要；二是实现了安全运输，对于油气来说，汽车、火车运输均有很大的危险，国外称之为“活动炸弹”，而管道在地下密闭输送，具有极高的安全性；三是保质，管道在密闭状态下运输，油品不挥发，质量不受影响；四是经济，管道运输损耗少、运费低、占地少、污染低。
成品油作为易燃易爆的高危险性流体，最好运输方式应该是管道输送。与其他运输方式相比，管道运输成品油有运输量大，劳动生产率高；建设周期短，投资少，占地少；运输损耗少，无“三废”排放，有利于环境生态保护；可全天候连续运输，安全性高，事故少；以及运输自动化，成本和能耗低等明显优势。
三、浆体输送中阻力损失的计算方法
在高浓度浆体管道输送的设计和应用中，最重要的一个环节是合理确定整个输送系统的阻力损失。过去，对系统的阻力损失，国内外大多采用经验公式估算。随着管道输送技术的发展，美国学者Wasp及我国学者费祥俊在实验和
研究基础上，各自提出了一种阻力计算方法。这两种方法均在一定程度上摆脱了经验公式的束缚，具有一定的普遍意义，得到了国内外同行的推崇。
我国已试车的瓮福磷精矿、尖山铁精矿以及宜昌磷精矿和孟-潍煤浆实验环管系统的运行数据为依据，对Wasp和费祥俊的计算方法及结果进行
分析与评述。
1、两种方法所依据的损失机理和阻力方程
1）浆体管道输送的阻力损失机理
浆体在一定流速下的阻力损失与固体颗粒的运动形式密切相关。高浓度浆体中较细颗粒在一定流速下以悬移形式运动，靠水流紊动动能支持颗粒，并以与水流基本相同的速度运动，其阻力损失与流态有关。较粗颗粒在同一流速下，依靠颗粒离散力支持，以推移形式运动，这种离散力传递到底床后以摩擦阻力形式消耗掉。所以，推移运动直接消耗水流能量。这是完全不同性质的两种阻力。
Wasp和费祥俊关于阻力损失的计算方法，都是出于对这两种不同性质阻力的考虑，从而把整个固体颗粒分为均质悬浮载体和非均质底床两部分，分别计算其阻力，然后叠加起来。只是这两种方法在具体计算上有所不同。
2）两种方法的阻力损失方程
（1）Wasp计算法
阻力方程：
这一方法的要点在于应用前述损失机理时，把输送浆体划分为载体与被输送底床两部分，分别计算其阻力和叠加值。其阻力方程为：
J=Ja+Jb （1）
式中：
Ja—载体部分阻力，Ja=2fU2γ/gD （2）
U—平均流速。f—范宁摩阻系数。γ—浆体比重。D—管道直径。
Jb—被输送部分阻力损失，Jb=82J0Φb%［gD（ρs-ρ）/（U2r 0CD1/2）］15
（3）J0—清水阻力坡度，J0=2f0U2/（gD）。ρ0—清水密度。
Φb—非均质颗粒的体积浓度百分数，Φb=Cp（1-CVT/CVA）×100。
输送状态的划分标准：
Wasp认为：CVT/CVA≥0.8时浆体是均质的；CVT/CVA≤0.1时，浆体是非均质的；
CVT/CVA=0.1～0.8的中间状态，如：CVT/CVA=0.6时，浆体中有60%的颗粒按均匀悬移，剩下的40%颗粒沿底床运动。Wasp法以式（4）作为划分载体与被输送底床的标准，然后通过试算法解出最接近实际的划分比例，作为式（1）计算总阻力的依据。
lgCVT/CVA=-1.8（ω/βku） （4）式中：CVT—水平管管顶处的体积浓度；
CVA—水平管管心处的体积浓度，CV=CVA；
CV—浆体的平均体积浓度；
ω/（βkμ）—悬浮指数。（k—卡门系数；μ—摩阻流速；ω—颗粒的自由沉速。）
ω和f的计算：
Wasp法中ω和f是通过计算图直接查取，考虑到读图误差及计算图复制时也会累积误差，本文编制的计算程序，ω和f采用公式计算。
（1）ω的计算公式：根据不同的固体颗粒直径，按表1所列公式进行。
（2）f的计算公式：f=λ/4=0.0275（Δ/D+68/Re）0.25（5）
式中：λ—达西摩阻系数；ΔD—管壁相对粗糙度；
Re—雷诺数，Re=ρDU/μ；
ρ—浆体密度；
μ—浆体粘度。
ω的计算公式
Wasp计算法的程序框图：
根据式（1）～（5），本文编制了Wasp法的计算程序框图。算例及实际系统的测试结果表明，上述计算程序与原方法的计算结果在一定误差范围内完全吻合［3］。
（2）费祥俊计算法
这一方法的要点是在运用前述阻力损失机理时，从两种不同阻力的性质出发，考虑引起这两种不同性质阻力的因素，由力的平衡方程推导出总的阻力损失。公式以水力坡度的形式来表达，即：
im=il+is （6）
式中：im—总水力坡度；il—载体水力坡度；is—被输送底床水力坡度。
经过一系列的推导和简化，得到最终的计算公式为：
式中：α—修正系数，α=1-0.41gμγ+0.2（lgμγ）2，（μγ为浆体的相对粘滞系数）；
f0—阻力系数，f0=0.11（Δ/D+68/R）；μs—摩擦系数；
—平均沉速； γm、γs、γ分别为载体、固体颗粒及浆体的重度。
Wasp计算法程序框图
1）实例与计算结果
根据现场系统的运行参数，分别用Wasp法和费祥俊法计算了五个系统的阻力损失，由计算值与实测值比较可知：
（1）Wasp法的计算值比实测值普遍偏大，且它们的误差随着输送速度的减小而增大。
（2）费祥俊公式的计算值与实测值在一定范围内的误差较小。
各系统阻力损失的实测值与计算值
（1）Wasp计算法
Wasp计算法之所以被看好，划分公式（4）的提出很重要，因为它很好地解决了按此思路计算阻力损失时悬而未决的问题。公式不仅有同仁理论的支持，而且有实践资料的证实，处理均质与非均质的划分问题是可靠的［3］。
对该方法整个计算过程的
分析表明，其计算值偏大，是由于把杜兰德（R.Durand）公式（3）用于计算非均质部分阻力。该公式的理论基础是重力理论，其出发点是使全部颗粒进行悬浮输送，这必然要消耗较大的功，与实际情况相比，无疑夸大了能耗。因此，用该公式计算的阻力损失必然偏大，这也是Wasp法计算值比实测值大的原因。
另外，当流速较小时，悬浮的颗粒少，实际能耗小，这也使计算结果偏大。且流速越小，计算结果的误差越大，如表2所示。
（2）费祥俊计算法
公式（6）作为阻力损失计算模型，考虑的因素较一般经验公式全面，因而其适用范围不受颗粒性质、浓度及粘性对沉速的影响等因素的限制而具有普遍意义。对这一点，公式在一些特定条件下的变化形式与基本成熟的公式的吻合情况可以说明。
两个已试车的系统及三组试验环管的测试与计算结果表明，费氏公式的计算值与实测值的差值较小，其误差在一定范围内比较稳定，不因系统条件相差悬殊而发生较大的变化。这说明用费氏公式计算浆体阻力损失时，在一定误差范围内是比较可靠的，只要考虑一定的安全系数，完全可以直接用于指导浆体管道的设计和实践。
3、结论
1）Wasp方法被国内外普遍推崇，关键在于公式lgCVT/CVA=-1.8ωβku的提出。
2）本文考虑一些实际应用条件，对Wasp方法做了一定改进，并编制了计算程序。
3）Wasp方法很值得借鉴，但在具体应用中，必须注意其计算结果比实际值偏大这一事实，从而考虑乘上一定的折减系数。折减系数的选取可以按流速的影响作分段选取，高流速段取大值，低流速段取小值。具体数值有待进一步
研究。
4）费祥俊方法物理概念清晰，公式简单可靠，同等条件下误差明显小于Wasp方法。因此，本人更倾向于推荐使用费氏公式计算浆体管道系统的阻力损失。
第三节 煤炭管道运输
一、煤的管道运输以及气化液化
1、煤的管道运输
第一种运输方法是将煤炭破碎成粉末或像芝麻大的小颗粒，然后以1：1的比例和水调成稀浆糊状。在管道中，每隔一定距离用泵加压，推动煤粉前进。到站后，再把水脱去，还原成干粉和小颗粒，方可使用，这种方法的缺点是：用水量大，使用前脱掉的水中含有大量的煤泥，必须经过沉淀后才能排入废水道，要花费较多的人力和物力。
第二种运输方法是将煤磨成细小的颗粒，往里加进少量重油，再注水搅拌，这样煤就变成了一个个小煤粒。由于煤粒的外面粘附着一层油，所以到站后容易与水分离开来。这种方法不仅用水量少，而且分离后的水不需沉淀，可将水直接排掉。有的国家不用水，而直接用油帮助运输，这样到站后不用脱水，可直接送到火电厂使用。
第三种运输方法是利用气体运输。将要运送的煤，取其中约1/10进行燃烧，产生二氧化碳气体。然后将二氧化碳气体清理干净并压缩成液体，就像水那样帮助输送。到站后，二氧化碳气体容易与煤粒分离，不污染环境，而且：氧化碳气体可循环使用，降低了成本，还节约了用水。
2、煤的气化
煤的气化是将煤（或焦炭）进行加热气化，并与水蒸汽和空气（或氧）等进行化学反应，生成以氢、一氧化碳或甲烷等为主的混合煤气。将煤气化后，可以提高煤炭的热能利用率和燃烧效率，减少对环境的污染，并使一些含硫量高的煤得到应用。现在，煤气已广泛应用于冶金、化工和城市居民生活。
煤的气化也可以在地下进行，就是将埋藏在地下的煤直接气化成煤气。将地下的煤直接气化比采煤省事得多，而且投资费用比采煤低约50%，建成的速度也快了1至2倍。对于不适合在井下开采的煤层，采用地下气化可使煤的能量得到充分利用，并且避免了工人在井下操作时出现的事故，保证了生产安全。据新华社1995年1月5日电：中国煤矿大学余力教授领导的课题组与徐州矿务局合作，获得的地下煤气热值每立方米高达3000千卡以上，远远超过国际上地下煤气热值2000多千卡的水平。这种高热值地下煤气，已供给徐州居民应用，其生产成本仅为地面煤气的1/3左右。
3、煤的液化
液化煤，也叫做人造石油。煤和石油的主要化学成分均是碳和氢等可燃性元素，主要差别是煤中的氢元素比石油低得多。因此，只要增加煤中的氢元素，使它和碳元素的比例达到与石油一样时，煤就变成类似于石油的液体燃料了。通常采用的液化方法有两种：一是直接液化法。
将煤加热到450℃左右和100至200个大气压的条件下加入氢气，使煤熔化裂解而直接得到液化石油。二是间接液化法。将煤先进行气化，得到一氧化碳和氢气，然后进行加热，在催化剂作用下使这两种气体合成为液体燃料。这第二种方法不需要另加氢气，操作较简便，已实现了工业化生产。液化后的煤，能将其中对人体有害的硫除去，减少污染，而且便于运输使用。
二、中国煤炭管道运输的意义
管道输煤不仅会拓展传统的运输方式，更可保证电厂用煤的连续、均衡和稳定，同时还可简化电厂的输煤、制粉系统，降低能耗与成本。而且，管道输煤输的是洗精煤，剔除了原煤中的大量矸石，避免了运力浪费。可以想象，管道输煤的建设和发展，对于输出数量占全国运输总量75%的山西煤炭来说，将具有革命性的意义。
免责申明：本文仅为中经纵横
市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。
