淺談選煤廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

【摘 要】工程設(shè)計(jì)是影響選煤廠建設(shè)及生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，直接決定選煤廠的生產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。文章分析了選煤廠設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵問題： 煤質(zhì)資料、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、選煤工藝制定、設(shè)備選型、工藝布置、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，以期為從事選煤廠工程設(shè)計(jì)的技術(shù)、管理人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】煤質(zhì)資料；選煤工藝；標(biāo)準(zhǔn)化

選煤是潔凈煤技術(shù)的源頭，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，也是煤炭企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的有效途徑，為落實(shí)國家節(jié)能減排政策，實(shí)施 “中國潔凈煤戰(zhàn)略”，即煤炭燃燒和利用前實(shí)施加工及轉(zhuǎn)化，使煤炭成為真正的潔凈能源，國家已將煤炭洗選加工科技項(xiàng)目納入高新技術(shù)的扶持政策范圍內(nèi)。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國選煤廠的建設(shè)如同雨后春筍般快速發(fā)展，期間涌現(xiàn)出一批新技術(shù)、新設(shè)備，如何優(yōu)化配置、進(jìn)行合理設(shè)計(jì)是煤炭有效洗選加工的關(guān)鍵。文章就選煤廠建設(shè)及生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行分析，以期為從事選煤廠設(shè)計(jì)的技術(shù)管理人員提供借鑒。

1.煤質(zhì)資料分析

1.1產(chǎn)品定位及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品定位是指根據(jù)煤的牌號(hào)、物理和化學(xué)性質(zhì)、煤巖特征、工藝性能指標(biāo)確定產(chǎn)品的用途，再結(jié)合當(dāng)?shù)厥袌鲂枨筮M(jìn)行目標(biāo)市場定位。產(chǎn)品準(zhǔn)確定位后需根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌鰞r(jià)格等情況依據(jù)最大經(jīng)濟(jì)效益原則進(jìn)一步優(yōu)化。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與選煤工藝、設(shè)備選型、廠房布置等因素有關(guān)。

1.2 煤質(zhì)分析

煤質(zhì)不變是相對的，而變化是絕對的。不同煤田即使是同一個(gè)煤田，不同井田、不同煤層、同一煤層的不同區(qū)域煤質(zhì)也存在差異。開采煤層的結(jié)構(gòu)特征、賦存特點(diǎn)、井下采煤方法及運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)對煤質(zhì)產(chǎn)生影響，選煤工藝設(shè)計(jì)過程中需對這些影響因素進(jìn)行分析。

煤層的頂、底板和夾矸層的煤巖組成及井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)對原煤的矸石量等煤質(zhì)因素產(chǎn)生重大影響，只有充分了解這些影響因素才能進(jìn)一步調(diào)整試驗(yàn)資料，分析煤質(zhì)資料，從而掌握原煤中塊末煤含量比例及矸石的泥化程度。

2.選煤工藝的制定

2.1動(dòng)力煤選煤工藝的制定

目前，國內(nèi)外主要采用重介質(zhì)旋流器和跳汰兩種分選工藝對≤25 （13）mm 粒級原煤進(jìn)行分選，這兩種分選工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。跳汰分選工藝較簡單，基建投資較低，技術(shù)傳統(tǒng)，容易操作，熟悉該技術(shù)的人員較多； 但是該工藝分選的產(chǎn)品下限高，次生煤泥含量大，浮選量多，分選精度差，自動(dòng)化程度低。重介質(zhì)旋流器分選工藝產(chǎn)品下限低，入浮煤泥量少，分選精度高，對煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度較高。隨著綜采技術(shù)的大力推廣，末原煤粒度普遍偏細(xì)，若采用跳汰分選工藝很難避免相當(dāng)部分的細(xì)粒產(chǎn)品因吸綴作用未經(jīng)分選而透篩進(jìn)入中煤和矸石，從而影響精煤產(chǎn)率； 而重介質(zhì)旋流器分選工藝不存在這一問題，因此應(yīng)采用重介旋流器分選工藝分選末原煤。

2.2煉焦煤選煤工藝的制定

2.2.1選前脫泥與不脫泥的選擇

選前脫泥和不脫泥分選方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，一般來講，選前脫泥分選方式分選精度及選煤效率高。

2.2.2兩產(chǎn)品與三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的選擇

兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝是目前國際上比較流行的重介工藝，具有單臺(tái)旋流器處理能力大，一、二段重介旋流器分選密度可完全自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，精煤、中煤質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，適合于廠型較大的選煤廠； 但采用該工藝時(shí)需對中煤、矸石進(jìn)行二次分選，重復(fù)洗選量大，次生煤泥多。

三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝是我國獨(dú)創(chuàng)的、具有國際先進(jìn)水平的重介工藝，在我國已有上百座選煤廠使用。該工藝可以一套重介懸浮液一次直接分選出精煤、中煤、矸石三種產(chǎn)品，沒有重復(fù)洗選，使重介工藝系統(tǒng)大大簡化，次生煤泥較少； 但該工藝二段分選密度受一段分選密度的影響，不能任意調(diào)節(jié)。

2.2.3有壓給料與無壓給料的選擇

根據(jù)給料方式的不同，重介質(zhì)旋流器給料可分為有壓和無壓兩種。有壓給料是指入選原煤在混料桶中與重介懸浮液混合后用泵打入旋流器； 無壓給料是指入選原煤與重介懸浮液分別從兩個(gè)給料口給入旋流器，原煤靠自重從上部中心無壓給入，循環(huán)工作懸浮液用泵以較高的壓力切線 （ 或其他形式）給入。

選用哪種給料方式合適需根據(jù)具體煤質(zhì)特點(diǎn)和廠區(qū)條件等因素進(jìn)行選擇，如神華集團(tuán)包頭礦業(yè)有限責(zé)任公司水泉選煤廠一車間采用有壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋器分選礦井煤，而二車間采用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選露天礦煤，目前兩種分選工藝效果都比較好。

3.設(shè)備選擇

設(shè)備選型是選煤廠設(shè)計(jì)的重要步驟，選型是否準(zhǔn)確不但體現(xiàn)設(shè)計(jì)人員和設(shè)計(jì)本身的水平，而且關(guān)系到選煤廠投產(chǎn)后的生產(chǎn)情況和經(jīng)濟(jì)效益。

選煤生產(chǎn)屬于“流水線”作業(yè)，設(shè)備選型必須整體全盤考慮，實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備的整體配套和可靠，防止“木桶效應(yīng)”影響系統(tǒng)的可靠性。目前國產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口或進(jìn)口組裝設(shè)備在使用壽命、運(yùn)行效果、設(shè)備維護(hù)方面存在較大差異，進(jìn)口設(shè)備明顯優(yōu)于國產(chǎn)設(shè)備。建議主要設(shè)備 （ 如振動(dòng)篩、離心機(jī)、磁選機(jī)、淺槽分選機(jī)、螺旋分選機(jī)等）盡量選擇進(jìn)口或進(jìn)口組裝設(shè)備，這樣可大大減少設(shè)備故障率，提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益。

選煤廠生產(chǎn)過程中原煤的數(shù)質(zhì)量具有不均衡性，隨時(shí)都可能產(chǎn)生波動(dòng)。為保證選煤廠的正常生產(chǎn)，在設(shè)備選型時(shí)每個(gè)設(shè)備的選型依據(jù)應(yīng)該是相對應(yīng)作業(yè)環(huán)節(jié)的處理量乘以不均衡系數(shù)，沒有特定條件的話，不均衡系數(shù)的選取均應(yīng)按 GB50359—2005《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。尤其是煤泥水系統(tǒng)的設(shè)備選型，不僅需要考慮煤的數(shù)質(zhì)量流程，還要結(jié)合煤泥性質(zhì)綜合考慮設(shè)備型號(hào)，盡量將設(shè)備處理能力放大，以保證煤泥水系統(tǒng)不會(huì)影響選煤廠正常生產(chǎn)。

4.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作

選煤廠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作是生產(chǎn)管理、技術(shù)管理的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的前提，也是建設(shè)現(xiàn)代化選煤廠的重要途徑。選煤廠建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)必須符合國家法律、法規(guī)、規(guī)章、規(guī)程等相關(guān)規(guī)定，管理必須滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，以保證選煤廠后期的安全生產(chǎn)及保證職工生命安全。大多數(shù)選煤廠在建設(shè)初期對相關(guān)建設(shè)規(guī)定考慮較多，但忽略了安全質(zhì)量方面的工作，以至于建成后的選煤廠達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，給后期日常生產(chǎn)留下諸多隱患，甚至造成一定的人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失，許多私營選煤廠這方面問題更突出。目前，許多選煤廠建成后又投入大量資金進(jìn)行整改，如電纜線路的整改、接地的整改、防爆的整改、防護(hù)的整改、各種設(shè)備保護(hù)的整改等，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這些問題必須引起建設(shè)單位的高度重視，做到事前控制，莫等 “亡羊”再 “補(bǔ)牢”。

5.結(jié)語

目前我國常規(guī)選煤工藝已較成熟，也部分引進(jìn)了國外的優(yōu)秀選煤工藝，但沒有任何工藝及布置是通用的。一個(gè)合理優(yōu)秀的設(shè)計(jì)思想應(yīng)該注重產(chǎn)品定位，深入分析煤質(zhì)資料，了解設(shè)備性能，充分考慮各環(huán)節(jié)與各系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，使選煤工藝做到既能適應(yīng)煤質(zhì)與市場的變化，又有經(jīng)濟(jì)合理的投資，只有這樣才能為企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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