石圪臺選煤廠創(chuàng)新創(chuàng)效探索與實踐

白 龍，趙星檑，張佳彬，白小軍，張允龍

(神華神東煤炭集團(tuán) 洗選中心，陜西 榆林 719315)

石圪臺選煤廠創(chuàng)新創(chuàng)效探索與實踐

白 龍，趙星檑，張佳彬，白小軍，張允龍

(神華神東煤炭集團(tuán) 洗選中心，陜西 榆林 719315)

針對制約石圪臺選煤廠提質(zhì)增效的各個因素，在充分分析產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)新創(chuàng)效方案并予以實施。在該方案成功實施后，實現(xiàn)了淺槽重介質(zhì)分選機對中煤的有效回收，泥化的矸石泥被預(yù)先排出生產(chǎn)系統(tǒng)，10臺低壓風(fēng)機分組分等級自動控制；商品煤的產(chǎn)率和煤泥水處理系統(tǒng)的處理效率均提高，商品煤發(fā)熱量也提高，企業(yè)生產(chǎn)成本和煤泥水處理系統(tǒng)的生產(chǎn)壓力均降低，生產(chǎn)效率提升顯著。

提質(zhì)增效；創(chuàng)新創(chuàng)效；商品煤；煤泥水處理系統(tǒng)；空壓機

隨著煤炭市場的持續(xù)低迷，各煤炭企業(yè)的利潤不斷被壓縮，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重虧損，在這種不利的形勢下，各企業(yè)紛紛側(cè)重于創(chuàng)新管理工作。對于選煤廠而言，創(chuàng)新管理主要是探索新的洗選工藝，選用新的加工設(shè)備，研究新的藥制劑度，從而提高煤炭產(chǎn)品的綜合回收率，降低洗選加工成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

石圪臺選煤廠隸屬于神華神東煤炭集團(tuán)洗選中心，始建于2005年，設(shè)計能力為12 Mt/a。洗選工藝為：原煤以1.5 mm預(yù)先脫泥，再經(jīng)25 mm分級，>25 mm粒級塊煤采用淺槽重介質(zhì)分選機分選，25～1.5 mm粒級末煤采用兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，1.5～0.5 mm粒級粗煤泥采用螺旋分選機分選，<0.5 mm粒級細(xì)煤泥直接采用加壓過濾機和板框壓濾機聯(lián)合處理[1]。

該選煤廠入選原煤來自石圪臺煤礦，為長焰煤和不粘煤。石圪臺煤礦原煤分為兩個煤層，分別是2-2煤層和3-1煤層，其中2-2煤層原煤煤質(zhì)較差，矸石含量較多，在洗選加工過程中容易泥化成為細(xì)顆粒和矸石泥；由于開采條件特殊，3-2煤層原煤水分較大，兩個煤層的原煤混合后洗選，導(dǎo)致2-2煤層原煤中的矸石泥化程度進(jìn)一步加劇，嚴(yán)重影響正常洗選和煤泥水處理。為此。該選煤廠針對工藝系統(tǒng)中的不良環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，實施創(chuàng)新創(chuàng)效工作，目的是實現(xiàn)高效生產(chǎn)。

1 存在問題

通過對該選煤廠原煤煤質(zhì)和洗選加工過程分析，認(rèn)為制約提質(zhì)增效的主要原因為：

(1)淺槽重介質(zhì)分選機停機時中煤回收困難，造成煤炭資源浪費。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)實踐，該選煤廠每天需要停車檢修一次，在停車過程中篩機首先停止給料，隨著進(jìn)入淺槽重介質(zhì)分選機物料的減少，輕產(chǎn)物對中間產(chǎn)物的上托作用減弱，原來應(yīng)該進(jìn)入輕產(chǎn)物的中間產(chǎn)物遺留在中煤層，無法從溢流堰排出。在這種情況下，設(shè)備繼續(xù)運行一段時間后，>1.70 g/cm3的重產(chǎn)物全部通過刮板輸送機排出，剩余物料懸浮在中煤層；在合介泵停止運行后，遺留的中間產(chǎn)物就會下沉到底部，再由刮板輸送機排到矸石脫介篩上，最終作為矸石排出[2]。

(2)矸石泥影響煤泥水處理系統(tǒng)的正常運行。螺旋分選機排出的矸石采用矸石旋流器分級，旋流器溢流進(jìn)入濃縮池，其底流通過高頻篩脫水脫泥，高頻篩的篩上物外排至矸石帶式輸送機，原設(shè)計篩下水返回原生煤泥桶。但高頻篩的篩下水濃度和灰分均高(為85.92%)，其中的矸石顆粒容易泥化，在隨煤泥水循環(huán)時易泥化成細(xì)泥，這部分煤泥只有一個排出途徑，即經(jīng)濃縮池濃縮后采用加壓過濾機和板框壓濾機回收。生產(chǎn)實踐表明：其進(jìn)入濃縮池后極易在池內(nèi)形成懸浮層，沉降緩慢甚至難以沉降，導(dǎo)致濃縮池使用效率降低，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)；此外，板框壓濾機和加壓過濾機的使用效率均下降，混煤發(fā)熱量降低[3]。

為了保證生產(chǎn)的流暢性，前期對其進(jìn)行了技術(shù)改造，3#濃縮池單獨用于處理矸石旋流器的溢流、矸石磁選機的尾礦、高頻篩的篩下水。但部分矸石泥沉降緩慢，而另一部分能夠迅速沉降在入料穩(wěn)流筒周圍，且壓的很緊實，極易引發(fā)“壓耙”事故；此外，在設(shè)備起車過程中，底流泵經(jīng)常出現(xiàn)不上料的情況。

(3)低壓風(fēng)機無效運行，造成電能浪費。該選煤廠共有10臺低壓風(fēng)機，每臺設(shè)備的功率為250 kW，裝機總功率為2 500 kW。之前只要生產(chǎn)系統(tǒng)開啟，10臺低壓風(fēng)機全部運行，且所有加卸載參數(shù)設(shè)定一致；在此過程中部分低壓風(fēng)機加卸載頻繁，造成電能浪費。此外，10臺低壓風(fēng)機全部開啟后，加卸載現(xiàn)象頻繁發(fā)生，致使風(fēng)機各部件磨損加?。欢嗯_低壓風(fēng)機同時開啟時發(fā)熱量增加，機房環(huán)境溫度升高，導(dǎo)致設(shè)備故障增多。

2 創(chuàng)新創(chuàng)效與實施

為了解決制約提質(zhì)增效的主要問題，該選煤廠結(jié)合生產(chǎn)實際，展開積極探索，將理論與實踐相結(jié)合，提出創(chuàng)新創(chuàng)效方案并予以實施。

(1)采用犁式卸料器實現(xiàn)中煤回收。為了及時回收中煤，在淺槽重介質(zhì)分選機的矸石帶式輸送機上安裝犁式卸料器，其所卸物料通過溜槽導(dǎo)入正下方的塊精煤帶式輸送機。在正常生產(chǎn)情況下，犁式卸料器抬起，即處于不工作狀態(tài)；在合介泵停止運行后，犁式卸料器投入運行，遺留在淺槽重介質(zhì)分選機內(nèi)部的中煤經(jīng)矸石脫介篩處理后落在矸石帶式輸送機上，最終通過卸料器卸在塊煤帶式輸送機上[4-6]。

(2)采用砂水分離器實現(xiàn)高頻篩篩下水中矸石泥的沉降與分離。砂水分離器的箱體采用6 mm鋼板焊接而成，傳動系統(tǒng)采用廢舊軸和軸承座加工制造，電機轉(zhuǎn)速通過變頻器和減速器雙重調(diào)節(jié)；其主要特點是箱體上沿高度增加600 mm，箱內(nèi)容積增大，矸石泥在其中的停留時間延長，有利于矸石泥的沉降，進(jìn)而達(dá)到分離的目的[7-8]。

將原煤泥水處理系統(tǒng)中去往原生煤泥桶的篩下水引至砂水分離器(圖1)，其底流通過螺桿運輸裝置直接外排至矸石帶式輸送機，溢流返回濃縮池。高頻篩的篩下水經(jīng)過砂水分離器處理后，每小時可以多排出20 t矸石泥，其對煤泥水處理系統(tǒng)的影響降低，煤泥處理設(shè)備壓力減小，混煤發(fā)熱量提高，煤泥水處理系統(tǒng)得到進(jìn)一步完善[9-10]。

(3)實現(xiàn)低壓風(fēng)機分組分等級自動控制。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)實際，將10臺低壓風(fēng)機分成三組，并設(shè)定各組參數(shù)。第一組4臺低壓風(fēng)機，加載參數(shù)為600 kPa，卸載參數(shù)為680 kPa；第二組3臺低壓風(fēng)機，加載參數(shù)為550 kPa，卸載參數(shù)為630 kPa；第三組3臺低壓風(fēng)機，加載參數(shù)為500 kPa，卸載參數(shù)為600 kPa。在現(xiàn)場生產(chǎn)時，啟動第一組2臺、第二組1臺、第三組1臺低壓風(fēng)機，第一組2臺低壓風(fēng)機始終在加載狀態(tài)下運行，其余兩組2臺低壓風(fēng)機處于待機狀態(tài)，且待機時電機停止工作。當(dāng)實際壓力小于加載值時，待機的低壓風(fēng)機就會自動加載；當(dāng)實際壓力大于設(shè)定值，低壓風(fēng)機就會自動卸載。在設(shè)備運行過程中，每周需要更換設(shè)定參數(shù)。

圖1 煤泥處理系統(tǒng)原則流程

具體工作過程為：設(shè)備正常運行時，第一組低壓風(fēng)機要求的風(fēng)包壓力在600～680 kPa之間，當(dāng)風(fēng)包壓力大于680 kPa時，其中2臺低壓風(fēng)機自動卸載；當(dāng)風(fēng)包壓力小于600 kPa時，其中2臺低壓風(fēng)機加載。第二組低壓風(fēng)機要求的風(fēng)包壓力在550～630 kPa之間，當(dāng)風(fēng)包壓力小于550 kPa時，其中1臺低壓風(fēng)機加載；當(dāng)風(fēng)包壓力大于630 kPa時，其中1臺低壓風(fēng)機自動卸載。第三組低壓風(fēng)機要求的風(fēng)包壓力在500～600 kPa之間，當(dāng)風(fēng)包壓力小于500 kPa時，其中1臺低壓風(fēng)機加載；當(dāng)風(fēng)包壓力大于600 kPa時，其中1臺低壓風(fēng)機卸載。根據(jù)實際情況，4臺低壓風(fēng)機同時加載能夠滿足要求，即當(dāng)壓力上升至600 kPa時，三組1臺低壓風(fēng)機卸載；當(dāng)風(fēng)包壓力繼續(xù)增加至630 kPa時，第二組1臺低壓風(fēng)機卸載；當(dāng)風(fēng)包壓力小于500 kPa時，第三組1臺低壓風(fēng)機再次加載，從而實現(xiàn)低壓風(fēng)包的壓力在正常、異常、緊急三個狀態(tài)之間的自動加載與卸載。

3 應(yīng)用效果

該選煤廠通過創(chuàng)新創(chuàng)效探索與工藝系統(tǒng)優(yōu)化，最終取得以下成果：

(1)經(jīng)測算，在正常停車過程中，單臺淺槽重介質(zhì)分選機每次排出中煤3 t，兩臺此類設(shè)備排出的中煤質(zhì)量為6 t。按照每月停車40次計算，當(dāng)月可多回收中煤240 t，每年可多回收商品煤2 880 t。

(2)在末煤入選率為50%的情況下，高頻篩的高灰矸石泥產(chǎn)量為15 t/h，通過砂水分離器每小時可以排出10 t，混煤產(chǎn)量為1 600 t/h；按照混煤發(fā)熱量20.08 MJ/kg、矸石泥發(fā)熱量3.77 MJ/kg計算，工藝系統(tǒng)優(yōu)化后混煤發(fā)熱量提高0.10 MJ/kg。這部分矸石泥預(yù)先排出后，濃縮池內(nèi)的矸石泥減少，藥劑用量下降約10.10個百分點，全年可節(jié)約藥劑成本約13萬元。

(3)該選煤廠工藝系統(tǒng)優(yōu)化后，在生產(chǎn)系統(tǒng)正常運行時，只需開啟4臺低壓風(fēng)機，不但可以延長設(shè)備使用壽命，降低材料消耗，而且能夠節(jié)約大量電能，減少生產(chǎn)成本。根據(jù)預(yù)測，每年可以節(jié)約電能4 927 500度，按照電價0.56 元/度計算，每年可節(jié)約277萬元。此外，根據(jù)經(jīng)驗，每年低壓風(fēng)機需要大型保養(yǎng)一次，每次每臺的保養(yǎng)費用為2.50萬元，目前其保養(yǎng)周期延長至2 a，平均每年節(jié)約保養(yǎng)費用12.50萬元。

綜上分析，在對工藝系統(tǒng)優(yōu)化后，該選煤廠每年可以創(chuàng)收290萬元以上，經(jīng)濟(jì)成效顯著；同時，每年可以多回收2 880 t商品煤，減少了煤炭資源的浪費，具有一定社會效益。

4 結(jié)語

石圪臺選煤廠通過創(chuàng)新創(chuàng)效使生產(chǎn)效率提高，實現(xiàn)了10臺低壓風(fēng)機分組分等級自動控制，商品煤產(chǎn)量得到提高，混煤發(fā)熱量得以提升，節(jié)約了一定生產(chǎn)成本，這充分體現(xiàn)了創(chuàng)新創(chuàng)效在選煤廠的重要作用，對于提高選煤廠效益有著重要意義。

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Study and implementation of the innovation and economic improvement schemes at Shigetai Coal Preparation Plant

BAI Long, ZHAO Xing-lei, ZHANG Jia-bin, BAI Xiao-jun, ZHANG Yun-long

(Coal Preparation Centre, Shenhua Shendong Coal Group, Yuli, Shaanxi 719315, China)

Product upgrading and improvement of economic performance at Shigetai Coal Preparation Plant are subject to the restriction imposed by a series of factors. Based on the result of an in-depth analysis of the causes giving rise to these factors, a technical innovation and economic improvement scheme is proposed and put into practice. The successful implementation of the scheme makes it possible for the plant to realize effective recovery of middlings with shallow-trough heavy-medium separator, pre-removal of degraded fine slime from coal washing system, automatic control of 10 air compressors by groups and grades, increase of yield and calorific value of saleable coal and efficiency of slurry treatment system, cutdown of operating cost, reduction of load imposed on slurry treatment system, and increase of production efficiency.

1001-3571(2016)05-0088-03

TD94

A

Keywordsproduct upgrading and increase of efficiency; innovation and improvement of economic performance; saleable coal; coal slurry treatment system; air compressor

2016-09-26

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.024

白 龍(1987—)，男，陜西省榆林市人，工程師，碩士，從事選煤廠生產(chǎn)工藝、煤質(zhì)、科技創(chuàng)新管理工作。

E-mail：bailong1987@126.com Tel：15591283907

白 龍，趙星檑，張佳彬，等.石圪臺選煤廠創(chuàng)新創(chuàng)效探索與實踐[J]. 選煤技術(shù)，2016(5)：88-90，94.