建設(shè)大型現(xiàn)代化選煤廠的技術(shù)及實(shí)踐

郭建斌

（神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京市東城區(qū)，100011）

新中國(guó)成立之時(shí)，全國(guó)僅有10 余座選煤廠，原煤入洗能力只有1360萬(wàn)t；到了2000年，全國(guó)選煤廠數(shù)量達(dá)到1584 座，原煤入洗能力達(dá)到5.22億t；到了2010 年，全國(guó)選煤廠數(shù)量達(dá)到1800座，原煤入洗能力達(dá)到17.80億t，其中原煤入洗能力1000萬(wàn)t／a及以上的特大型選煤廠41座，原煤入洗能力達(dá)到5.95 億t，占總?cè)胂茨芰Φ?3.43%。選煤廠的大型現(xiàn)代化對(duì)原煤總?cè)胂茨芰Φ脑鲩L(zhǎng)起到了舉足輕重的作用。

神華集團(tuán)有限責(zé)任公司神東礦區(qū)作為我國(guó)大型現(xiàn)代化選煤廠建設(shè)最密集的地區(qū)，在短短10年之內(nèi)，建設(shè)了大型及特大型選煤廠14座，原煤總?cè)胂茨芰_(dá)2.1億t，其中千萬(wàn)噸級(jí)選煤廠11座，大柳塔選煤廠入洗能力達(dá)3400萬(wàn)t，是我國(guó)最大的選煤廠。神東礦區(qū)選煤廠的建設(shè)模式對(duì)我國(guó)選煤廠的建設(shè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，起到了示范性作用。

1 神東礦區(qū)選煤廠發(fā)展概況

神東礦區(qū)選煤廠的建設(shè)大致經(jīng)歷了3個(gè)階段。

1.1 塊煤洗選、末煤不洗階段 （1994～2008年）

由于原煤擁有易選、灰分低、塊煤率高和發(fā)熱量較高 （Qnet，ar平均熱量為5500～6100kcal／kg）等特點(diǎn)，有些煤層的原煤不需洗選就能達(dá)到優(yōu)質(zhì)混煤的要求，僅對(duì)原煤進(jìn)行篩分處理，將篩選后的不同粒級(jí)的產(chǎn)品進(jìn)行直接銷售。部分煤層僅洗選13～25mm 的塊煤，塊煤洗選后產(chǎn)品與末煤混合就能滿足發(fā)熱量要求。此階段選煤廠的建設(shè)大都僅建塊煤洗選系統(tǒng)。

1.2 塊煤、末煤全入洗階段 （2008～2013年）

隨著選煤技術(shù)的發(fā)展以及先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)，人們也對(duì)重介分選有了新的認(rèn)識(shí)。重介分選有著入選物料粒級(jí)寬 （淺槽200～13／6 mm，旋流器80～0.5mm）；處理能力大；對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)；分選精度及產(chǎn)品回收率高；懸浮液密度自動(dòng)控制系統(tǒng)成熟；自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)化程度高；操作維護(hù)簡(jiǎn)單以及易損件更換方便等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于塊煤重介來(lái)說(shuō)，末煤重介系統(tǒng)介耗較高，生產(chǎn)成本也較高。這個(gè)時(shí)期神東礦區(qū)新建或擴(kuò)建選煤廠除大柳塔選煤廠活雞兔系統(tǒng)外，塊煤系統(tǒng)大都采用重介淺槽分選。由于淺槽對(duì)小于6～13mm 的末煤不能有效分選，末原煤廣泛采用重介旋流器分選，配套塊煤系統(tǒng)。

1.3 塊煤洗選、末煤脫粉后洗選階段 （2013年～至今）

神東礦區(qū)選煤廠粗煤泥系統(tǒng)一般采用螺旋／干擾床分選機(jī)分選或使用煤泥離心機(jī)直接回收，細(xì)煤泥采用加壓過(guò)濾機(jī)、板框壓濾機(jī)回收，細(xì)煤泥脫水后一般直接摻到產(chǎn)品中。對(duì)于少數(shù)煤質(zhì)較好或僅塊煤入選的選煤廠，由于細(xì)泥產(chǎn)量較少所以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響并不大。但大部分選煤廠的細(xì)泥產(chǎn)量大、灰分水分高、發(fā)熱量低且粘度大、排料不連續(xù)，摻入產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量影響很大。如摻配不均則容易造成商品煤質(zhì)量波動(dòng)較大，極端情況下甚至?xí)斐啥拒嚻鼋Y(jié)無(wú)法卸車、運(yùn)輸溜槽和煤倉(cāng)堵塞造成系統(tǒng)停產(chǎn)等嚴(yán)重后果，所以減少煤泥產(chǎn)量成為各選煤廠的必然要求。以現(xiàn)階段的技術(shù)水平條件，末煤干法脫粉 后入洗是減少煤泥量最有效、最直接的手段。

表1 神東礦區(qū)主要選煤廠概況

目前，選煤廠建設(shè)正在經(jīng)歷第三個(gè)階段，在塊煤洗選、末煤系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新建或改建末煤脫粉系統(tǒng)，新建壓濾煤泥干燥系統(tǒng)。脫粉后的粉煤和干燥后的煤泥直接摻入產(chǎn)品，既提高了產(chǎn)品發(fā)熱量，又減少了資源浪費(fèi)。神東礦區(qū)主要選煤廠概況見表1。

2 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

2.1 選用靈活的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式

神東礦區(qū)煤質(zhì)大部分為長(zhǎng)焰煤和不粘煤，其產(chǎn)品目前主要用作動(dòng)力煤。對(duì)于動(dòng)力煤選煤廠來(lái)說(shuō)，工藝系統(tǒng)的靈活可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣性，適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化以及用戶的不同要求，降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

神東礦區(qū)選煤廠在建設(shè)過(guò)程中均考慮了系統(tǒng)靈活性設(shè)置。具體體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

（1）生產(chǎn)方式靈活可選。塊、末煤重介洗選系統(tǒng)、煤泥濃縮壓濾系統(tǒng)均按多系統(tǒng)設(shè)計(jì)，每個(gè)子套系統(tǒng)均可獨(dú)立生產(chǎn)。末煤系統(tǒng)開啟方式靈活可選，即末煤系統(tǒng)可全部開啟，也可只開啟其中一套，還可以全部不開啟。粗煤泥分選系統(tǒng)可開啟，也可不開，不開時(shí)粗煤泥可通過(guò)煤泥離心機(jī)回收摻入末精煤。

（2）工藝操作靈活可控，塊末煤分級(jí)粒度25mm、13mm、6mm靈活可調(diào)。

（3）產(chǎn)品組合靈活可調(diào)。通過(guò)不同的生產(chǎn)方式，洗選的中間產(chǎn)品主要有：塊精煤、末精煤、末原煤和粗細(xì)煤泥等，通過(guò)中間產(chǎn)品的組合，可生產(chǎn)出多種不同質(zhì)量和指標(biāo)產(chǎn)品。

2.2 系統(tǒng)配置大型化及先進(jìn)性

選煤設(shè)備作為選煤廠的主體，其先進(jìn)性、可靠性是大型現(xiàn)代化選煤廠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。隨著工業(yè)化的進(jìn)步，選煤設(shè)備取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，選煤設(shè)備大型化和高效化是推動(dòng)選煤廠大型化、現(xiàn)代化的原始動(dòng)力。近幾年來(lái)，大型選煤設(shè)備發(fā)展較快，如大型淺槽分選機(jī)、大直徑重介旋流器、大型跳汰機(jī)、大型振動(dòng)篩、大型馳張篩、大型離心機(jī)、大型浮選機(jī)、加壓過(guò)濾機(jī)等的發(fā)展，為選煤工藝系統(tǒng)的大型化和創(chuàng)新提供了有利條件。

神東礦區(qū)選煤廠的主要設(shè)備均采用國(guó)際先進(jìn)水平的大型原裝進(jìn)口設(shè)備，如7925 mm 寬的淺槽分選機(jī)、?1400mm 重介旋流器、?1500mm 離心機(jī)、4.3m 寬振動(dòng)篩等。雖然進(jìn)口設(shè)備價(jià)格高，先期投資較大，但設(shè)備高效穩(wěn)定、故障率低、維修量小，生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)的后期利益足以彌補(bǔ)先期折價(jià)格劣勢(shì)。

神東礦區(qū)選煤廠大規(guī)模采用新型耐磨材料，也進(jìn)一步保障了選煤廠的高效運(yùn)行。耐磨泵、耐磨管、耐磨板及耐磨篩板等耐磨材料的廣泛應(yīng)用，不僅延長(zhǎng)了選煤設(shè)備和相關(guān)部件的使用壽命，減少了維修量，而且大大延長(zhǎng)了選煤廠穩(wěn)定開車的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)選煤廠的高效生產(chǎn)。

近年來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)和專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備等基礎(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展，選煤廠自動(dòng)化水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

神東礦區(qū)選煤廠建設(shè)之初，就瞄準(zhǔn)了選煤行業(yè)前沿的自動(dòng)控制系統(tǒng)，突破當(dāng)時(shí)傳統(tǒng)按鈕式就地控制的生產(chǎn)方式，率先應(yīng)用PLC 模塊控制和工業(yè)局域工控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在業(yè)界首次實(shí)現(xiàn)了集中程序控制啟機(jī)、停機(jī)、聯(lián)鎖、閉鎖、報(bào)警以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，使固定崗位操作工變?yōu)橐苿?dòng)區(qū)域巡視工。

在煤炭加工、監(jiān)測(cè)監(jiān)控全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，將安全管理、調(diào)度指揮和綜合管理各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成企業(yè)管控一體化平臺(tái)。先后建立了本質(zhì)安全管理系統(tǒng)、點(diǎn)檢系統(tǒng)、EAM 管理系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、機(jī)電信息管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等信息化管理系統(tǒng)，將分散在陜、蒙、晉三地，距離260km 的14 座選煤廠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化集成，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)共享、技術(shù)共享、管理共享、經(jīng)驗(yàn)共享以及創(chuàng)新成果共享，實(shí)現(xiàn)了神東礦區(qū)選煤廠整體高產(chǎn)高效生產(chǎn)。

2.3 選用EPC總承包建設(shè)模式

近年來(lái)，神華集團(tuán)有限責(zé)任公司神東礦區(qū)選煤廠建設(shè)均采用EPC 總承包模式組織實(shí)施，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、快速建設(shè)的目的。在此方式下，建設(shè)單位僅同一家工程總承包公司簽約，由后者完成設(shè)計(jì)、工程材料和設(shè)備采購(gòu)、施工、安裝、調(diào)試運(yùn)行管理的全部工作，這種模式具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）有助于提高項(xiàng)目建設(shè)管理水平，確保項(xiàng)目按期建設(shè)完成。國(guó)內(nèi)知名的選煤廠建設(shè)工程總承包公司均有著豐富的選煤廠EPC 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目管理水平高，組織協(xié)調(diào)能力強(qiáng)，能夠充分掌控建設(shè)工期。保德 （北部區(qū)）選煤廠設(shè)計(jì)原煤入選能力為8.0 Mt／a，采用EPC 建設(shè)模式，從簽訂合同到施工完成僅用了5個(gè)月，創(chuàng)造了大型選煤廠建設(shè)最快速度。布爾臺(tái)選煤廠設(shè)計(jì)原煤入洗能力為31.0 Mt／a，若采用傳統(tǒng)建設(shè)方式至少需要18 個(gè)月，而采用EPC 建設(shè)模式，從簽訂合同到施工完成僅用了9個(gè)月。

（2）項(xiàng)目投資可控。項(xiàng)目承包合同價(jià)采用固定價(jià)，即使最終建設(shè)投資超出合同價(jià)，其溢價(jià)部分也由總承包公司承擔(dān)，有效避免了采用傳統(tǒng)建設(shè)模式時(shí)，因投資 “超概”而給建設(shè)單位帶來(lái)資金審批的繁雜問題，降低了風(fēng)險(xiǎn)。

（3）精簡(jiǎn)建設(shè)單位項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)。大型選煤廠建設(shè)為系統(tǒng)化工程，專業(yè)種類多，技術(shù)性強(qiáng)，尤其特大型選煤廠建設(shè)工程更是浩大，若采用傳統(tǒng)建設(shè)模式，建設(shè)單位需配置龐大的項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)，而項(xiàng)目建設(shè)完成后，項(xiàng)目管理人員的后期工作安排將成為問題。采用EPC 模式，建設(shè)方僅需若干名項(xiàng)目主要管理人員掌控項(xiàng)目建設(shè)，由總承包公司配備其他項(xiàng)目管理人員負(fù)責(zé)項(xiàng)目細(xì)致的管理，極大精簡(jiǎn)了建設(shè)單位項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)。

（4）化解各環(huán)節(jié)的銜接矛盾?？偝邪疽蚱鋵I(yè)化的建設(shè)隊(duì)伍和豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，形成了一套成熟的項(xiàng)目建設(shè)流程，采用EPC 模式可以很好的解決設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等環(huán)節(jié)的銜接問題，確保項(xiàng)目建設(shè)順利進(jìn)行。

從神華集團(tuán)多座選煤廠EPC 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中發(fā)現(xiàn)，采用EPC 建設(shè)模式需注意以下事項(xiàng)： （1）項(xiàng)目范圍及工程接口在總承包合同中要明確，避免后期與總承包公司的經(jīng)濟(jì)糾紛；（2）在合同中需明確主要設(shè)備規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠家和配置標(biāo)準(zhǔn)，避免總承包公司為降低建設(shè)成本而降低設(shè)備技術(shù)等級(jí)；（3）在工程建設(shè)中，應(yīng)嚴(yán)格遵守施工圖審查制度，避免設(shè)計(jì)缺項(xiàng)漏項(xiàng)，保證建設(shè)單位利益不受損失；（4）EPC總承包的特點(diǎn)在于 “邊設(shè)計(jì)、邊施工”，而在項(xiàng)目總承包招標(biāo)時(shí)，其設(shè)計(jì)深度尚不能滿足施工要求。在實(shí)際施工過(guò)程中，實(shí)際工程量與合同不符的情況經(jīng)常發(fā)生，因此在簽訂合同時(shí)應(yīng)商定工程量變更部分結(jié)算辦法；（5）在合同中明確管理協(xié)調(diào)責(zé)任，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中不可避免地存在與當(dāng)?shù)卣芾頇C(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)問題，相對(duì)于總承包公司，建設(shè)單位對(duì)當(dāng)?shù)卣母鞣N管理政策和程序比承包公司熟悉，擁有地利優(yōu)勢(shì)。因此，由建設(shè)單位承擔(dān)管理協(xié)調(diào)責(zé)任可極大促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)順利進(jìn)行；（6）建設(shè)方需“無(wú)為而治”，建設(shè)單位僅需對(duì)重大事件進(jìn)行決策，不可過(guò)細(xì)的干預(yù)項(xiàng)目管理，否則將打亂總承包公司的建設(shè)工期安排，導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)延滯；（7）在與國(guó)外總承包公司簽訂合同時(shí)，還需特別明確適用法規(guī)，避免因地區(qū)法律差異而導(dǎo)致糾紛。

3 結(jié)論及展望

建設(shè)一座大型現(xiàn)代化選煤廠是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的工程，需要先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、經(jīng)驗(yàn)豐富的的項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)。采用總承包建設(shè)模式、選用先進(jìn)大型設(shè)備讓迅速建設(shè)大型現(xiàn)代化選煤廠成為可能，從神東礦區(qū)選煤廠建設(shè)成功經(jīng)驗(yàn)中領(lǐng)會(huì)到項(xiàng)目初期方向的正確決策，高水平的設(shè)計(jì)，先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)秀的項(xiàng)目管理能力是確保項(xiàng)目成功的精髓。

根據(jù)我國(guó) “十二五”規(guī)劃，至2015年預(yù)計(jì)全國(guó)煤炭產(chǎn)能將達(dá)40億t，原煤入洗率需達(dá)到65%，即原煤入洗能力26 億t。選煤廠建設(shè)任務(wù)依然艱巨，為保障資源高效利用、提高生產(chǎn)水平、降低生產(chǎn)成本，以系統(tǒng)靈活、技術(shù)先進(jìn)、信息化管理和高效快速建設(shè)等為核心技術(shù)的大型現(xiàn)代化動(dòng)力煤選煤廠建設(shè)將成為今后選煤廠建設(shè)發(fā)展的方向。

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