李陽(yáng)選煤廠工藝系統(tǒng)整改方案與實(shí)施效果

梁 華，郭洪利，連國(guó)欣

(1.煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000；2.山西潞安集團(tuán)和順李陽(yáng)煤業(yè)有限公司，山西 晉中 030600)

李陽(yáng)選煤廠工藝系統(tǒng)整改方案與實(shí)施效果

梁 華1，郭洪利1，連國(guó)欣2

(1.煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南 鄭州 450000；
2.山西潞安集團(tuán)和順李陽(yáng)煤業(yè)有限公司，山西 晉中 030600)

為解決李陽(yáng)選煤廠主選系統(tǒng)存在的問(wèn)題，在對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)選煤廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)介質(zhì)回收系統(tǒng)、煤泥水處理系統(tǒng)等進(jìn)行整改。在對(duì)工藝系統(tǒng)整改后，浮選系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)，原煤洗選能力由320 t/h提高至420 t/h，綜合精煤產(chǎn)率提高3.90個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)成本大幅下降，成效顯著。

主選系統(tǒng)；處理能力；介質(zhì)回收

山西潞安集團(tuán)和順李陽(yáng)煤業(yè)有限公司選煤廠(以下簡(jiǎn)稱“李陽(yáng)選煤廠”)于2014年7月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為1.80 Mt/a，每小時(shí)的處理能力為420 t；設(shè)計(jì)工藝為200～50 mm粒級(jí)由淺槽重介質(zhì)分選機(jī)分選、50～1 mm粒級(jí)預(yù)先脫泥后由無(wú)壓三品重介質(zhì)旋流器分選、1～0.3 mm粒級(jí)由TBS干擾床分選機(jī)分選、0.3～0 mm粒級(jí)直接浮選的聯(lián)合工藝。按照廠區(qū)功能劃分，該選煤廠分為原煤準(zhǔn)備、主選車間、濃縮壓濾、產(chǎn)品裝車、供配電房、調(diào)度化驗(yàn)等六個(gè)區(qū)域，其中塊煤淺槽重介分選系統(tǒng)布置在原煤準(zhǔn)備區(qū)域，末煤重介系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)布置在主選車間，各系統(tǒng)配電室就近布置在廠房附近。入選原煤粒級(jí)為200～0 mm，煤種以貧煤為主，無(wú)煙煤、貧瘦煤次之，均為中灰、中硫、中高發(fā)熱量、易磨煤；主導(dǎo)產(chǎn)品為塊精煤和末精煤，塊精煤作為化工用煤，末精煤作為高爐噴吹用煤。

自投產(chǎn)以來(lái)，李陽(yáng)選煤廠原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)運(yùn)行基本穩(wěn)定，但主選系統(tǒng)存在一些問(wèn)題：原煤處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，設(shè)備單位能耗高；精煤磁選尾礦灰分偏高且不穩(wěn)定，摻入粗精煤后致使其灰分不能滿足要求；介質(zhì)回收系統(tǒng)的設(shè)備選型偏大，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜性增加。從節(jié)能降耗和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益兩方面考慮，有必要對(duì)主選系統(tǒng)進(jìn)行整改和完善。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 加壓過(guò)濾機(jī)的入料泵“搶料”

李陽(yáng)選煤廠設(shè)計(jì)煤泥入浮量為20%，采用兩臺(tái)XJS-20機(jī)械攪拌式浮選機(jī)(四槽)對(duì)煤泥進(jìn)行浮選，并配置有兩臺(tái)GPJ-120加壓過(guò)濾機(jī)，其中一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，以保證系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)原煤入選量超過(guò)320 t/h，煤泥入浮量大于20%時(shí)，一臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)不能滿足浮選精礦脫水的要求；而兩臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)同時(shí)啟用時(shí)，與之配套的兩臺(tái)入料泵就會(huì)“搶料”，導(dǎo)致其槽內(nèi)液位迅速下降，倉(cāng)內(nèi)風(fēng)壓快速降低，浮選精礦桶“冒料”，進(jìn)而迫使生產(chǎn)中斷。

為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，實(shí)際生產(chǎn)中原煤入選量必須保持在320 t/h以下。當(dāng)浮選精礦桶液位上升過(guò)快或桶內(nèi)液位超過(guò)80%時(shí)必須立即停止生產(chǎn)，待桶內(nèi)液位降至50%以下后方可恢復(fù)生產(chǎn)。在這種情況下，原煤實(shí)際入選量根本達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，大多數(shù)設(shè)備出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，設(shè)備能耗增高，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。

1.2 粗精煤硫含量超標(biāo)

粗精煤由TBS精煤和精煤磁選尾礦兩部分組成，TBS精煤灰分在10%左右，硫含量在1%～1.10%之間，硫含量相對(duì)穩(wěn)定；精煤磁選尾礦灰分約為15%，硫含量在1.30%左右，其含量波動(dòng)較大。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為保證粗精煤灰分在11%以下，TBS精煤灰分必須控制在9.50%以內(nèi)，導(dǎo)致TBS干擾床分選機(jī)的分選密度較小，部分合格精煤不能被及時(shí)選出。

李陽(yáng)選煤廠入選原煤為中高硫煤，精煤硫含量在1%左右，這與開發(fā)硫含量小于1%的高爐噴吹煤的市場(chǎng)定位沖突。該選煤廠原煤采用常規(guī)重選和浮選脫硫效果不佳[1]，精煤中的硫分布相對(duì)均勻，大致呈現(xiàn)出精煤硫含量隨灰分降低而下降的趨勢(shì)，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)為了保證精煤硫含量而盡可能降低精煤灰分的現(xiàn)象。但精煤硫含量超過(guò)1%的情況仍有發(fā)生。這給精煤銷售帶來(lái)很大困難，也制約了精煤產(chǎn)率的進(jìn)一步提高。

1.3 介質(zhì)回收系統(tǒng)部分設(shè)備選型偏大

結(jié)合國(guó)內(nèi)大多數(shù)選煤廠的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，并考慮未來(lái)產(chǎn)能提升的需要，在為該選煤廠分級(jí)系統(tǒng)、介質(zhì)回收系統(tǒng)、煤泥水處理系統(tǒng)的設(shè)備選型時(shí)，預(yù)留了一定的富余量。在選煤廠設(shè)計(jì)與建設(shè)過(guò)程中，為設(shè)備預(yù)留富余量有利于擴(kuò)能后生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

但由于該選煤廠多數(shù)泵采用工頻啟動(dòng)，其輸送量通過(guò)閥門控制，致使精煤稀介桶、中矸稀介桶的桶內(nèi)液位經(jīng)常處于低位，即使將泵前閥門調(diào)至最小也無(wú)法提高桶內(nèi)液位。在此情況下浮選機(jī)槽內(nèi)液位波動(dòng)較大，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)尾礦閥門，而閥門操作十分不便，導(dǎo)致浮選尾礦“跑煤”嚴(yán)重，浮選精煤產(chǎn)率低下。

1.4 其他問(wèn)題

該廠TBS干擾床分選機(jī)的溢流和底流脫水使用的三臺(tái)AVR2460振動(dòng)弧形篩篩板磨損較快，篩板中部經(jīng)常斷絲；其中兩臺(tái)用于TBS溢流精礦脫水的弧形篩篩板平均使用壽命僅15 d，一臺(tái)用于底流脫水的弧形篩篩板平均每周需要更換一次。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，篩面物料較少或設(shè)備啟動(dòng)之初，篩面與底部的管梁撞擊頻繁，這就是篩板容易損壞的原因。

為了延長(zhǎng)篩板使用壽命，曾采用扁鐵對(duì)斷絲處進(jìn)行補(bǔ)焊，但經(jīng)補(bǔ)焊處理的篩板僅能使用1～2 d。此外，篩機(jī)篩面頻繁斷絲致使浮選系統(tǒng)經(jīng)?！芭艽帧保踔脸霈F(xiàn)弧形篩篩下溜槽及配套管道被堵塞的現(xiàn)象，疏通十分困難。

2 整改方案與實(shí)施

2.1 介質(zhì)回收系統(tǒng)的整改

該選煤廠原設(shè)計(jì)精煤磁選尾礦自流至精煤磁選尾礦桶，如果尾礦灰分較低，就通過(guò)泵將其泵至振動(dòng)弧形篩篩面，脫水脫介后成為粗精煤；如果尾礦灰分較高，就利用泵將其給入煤泥水桶，然后進(jìn)行二次分選。

考慮到精煤磁選尾礦灰分、硫含量均偏高，在整改時(shí)去掉尾礦桶和配套泵，使精煤磁選尾礦直接流入煤泥水桶。針對(duì)精煤稀介桶、中矸稀介桶的桶內(nèi)液位經(jīng)常處于低位的情況，將中煤、矸石脫介篩的稀介段介質(zhì)全部引入原精煤稀介桶，并將原中矸磁選系統(tǒng)停用。

2.2 浮選精礦桶的整改

原設(shè)計(jì)浮選精礦桶底部錐角為60°，兩臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)入料泵的兩根DN200mm進(jìn)料管直接焊接在桶壁上，其與桶體的夾角均為30°，二者在桶內(nèi)的水平距離僅為500 mm。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，浮選精礦桶的底部錐角過(guò)大、兩根進(jìn)料管布置不合理，這是發(fā)生加壓過(guò)濾機(jī)入料泵“搶料”的根本原因。

為解決入料泵“搶料”的問(wèn)題，在不改變浮選精礦桶錐角的前提下，在桶內(nèi)底部?jī)蓚€(gè)入料管之間增設(shè)一層隔板(圖1)，并使其高出入料管1.2 m，通過(guò)隔板將桶內(nèi)物料分為兩部分。為防止物料在桶內(nèi)底部堆積，在遠(yuǎn)離入料管的隔板一側(cè)中上部預(yù)留一個(gè)尺寸為300 mm×300 mm的方形連通孔。經(jīng)此整改后，兩臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)同時(shí)工作時(shí)，入料泵“搶料”的現(xiàn)象徹底消失。

圖1 改造后浮選精礦桶內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 粗煤泥脫水系統(tǒng)的整改

對(duì)于粗煤泥處理系統(tǒng)振動(dòng)弧形篩篩板使用壽命短的問(wèn)題，該選煤廠在操作上要求，當(dāng)TBS溢流出現(xiàn)后再啟動(dòng)用于粗精煤脫水的兩臺(tái)振動(dòng)弧形篩，以減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間；同時(shí)將TBS底流管直接接至中煤脫介篩稀介段篩面，減輕用于中煤、矸石脫水的振動(dòng)弧形篩的負(fù)荷。

2.4 增設(shè)“籽煤”分級(jí)系統(tǒng)

李陽(yáng)選煤廠的末精煤作為噴吹煤銷售，銷售價(jià)格偏低，且市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱。為滿足附近市場(chǎng)對(duì)“碳?jí)K”的需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益更大化，增設(shè)“籽煤”(粒度在20～40 mm的小塊煤)分級(jí)系統(tǒng)，從末精煤中分離出“籽煤”產(chǎn)品。

為了節(jié)省投資，整改時(shí)盡可能利用原有設(shè)備。在兩臺(tái)精煤脫介篩出料端各增加一臺(tái)塊煤直線振動(dòng)篩，篩孔尺寸均為20 mm；重介精煤脫介后進(jìn)入塊煤分級(jí)篩，<20 mm粒級(jí)末精煤經(jīng)精煤離心機(jī)脫水后成為精煤產(chǎn)品；>20 mm粒級(jí)篩上物進(jìn)入篩孔φ10 mm的吊掛式直線振動(dòng)篩，分離出“籽煤”；“籽煤”產(chǎn)品由帶式輸送機(jī)送至廠房外新建儲(chǔ)煤場(chǎng)，吊掛式直線振動(dòng)篩的篩下物返回末精煤刮板機(jī)。

3 整改效果

3.1 浮選系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)

在對(duì)介質(zhì)回收系統(tǒng)整改后，稀介桶的桶內(nèi)液位保持在30%～40%之間，浮選系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高，兩臺(tái)加壓過(guò)濾機(jī)也能同時(shí)正常工作，這為洗選系統(tǒng)處理能力的提升提供了物質(zhì)保障，此時(shí)原煤處理能力由320 t/h提高至420 t/h。工藝系統(tǒng)整改前后的浮選尾煤灰分對(duì)比結(jié)果如表1所示，整改前的浮選尾煤灰分為2014年8—11月的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，整改后的浮選尾煤灰分為2015年8—11月的化驗(yàn)數(shù)據(jù)。由表1可知：浮選尾煤灰分的波動(dòng)性顯著降低，平均灰分值由49.23%提高至58.98%。

表1 工藝系統(tǒng)整改前后的浮選尾煤灰分對(duì)比結(jié)果

3.2 綜合精煤產(chǎn)率顯著提高

精煤磁選尾礦再選后，粗精煤指標(biāo)的可控性增強(qiáng)，避免了各分選系統(tǒng)相互“背灰”的問(wèn)題，而各系統(tǒng)分選環(huán)境的改善和相互促進(jìn)，有利于實(shí)現(xiàn)綜合精煤產(chǎn)率最大化[3-4]。工藝系統(tǒng)整改前后的綜合精煤產(chǎn)率對(duì)比結(jié)果如表2所示，表中數(shù)據(jù)分別為整改前2014年8—11月和整改后2015年8—11月兩個(gè)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)。

表2 工藝系統(tǒng)整改前后的綜合精煤產(chǎn)率對(duì)比結(jié)果

由表2可知：工藝系統(tǒng)整改后，末精煤產(chǎn)率提高1.82個(gè)百分點(diǎn)，增長(zhǎng)幅度較大；副產(chǎn)品產(chǎn)率下降3.90個(gè)百分點(diǎn)，而“籽煤”產(chǎn)率為2.08%，產(chǎn)品附加值提高。

工藝系統(tǒng)整改后，李陽(yáng)選煤廠的原煤實(shí)際洗選能力達(dá)到1.80 Mt/a，按照該選煤廠當(dāng)前各產(chǎn)品銷售價(jià)格(末精煤420元/t、“籽煤”450元/t、中煤30元/t、煤泥15元/t)計(jì)算，每年可創(chuàng)收約2 047.82萬(wàn)元。

3.3 洗選成本大幅下降

在對(duì)工藝系統(tǒng)整改后，精煤磁選尾礦桶和配套泵、用于中矸稀介處理的桶和泵、中矸磁選機(jī)和振動(dòng)弧形篩等四套設(shè)備被停用，而備用精煤磁選機(jī)被啟用，綜合考慮和計(jì)算，洗選、脫水系統(tǒng)的設(shè)備能耗下降126 kW；同時(shí)，用于精煤脫水的振動(dòng)弧形篩篩板使用壽命大大延長(zhǎng)，由原來(lái)的15 d延長(zhǎng)到現(xiàn)在的60 d。李陽(yáng)選煤廠工藝系統(tǒng)整改前后的工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果如表3所示。

表3 工藝系統(tǒng)整改前后的工藝技術(shù)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

工藝系統(tǒng)整改后，生產(chǎn)系統(tǒng)電能消耗下降6 951.13 kW·h/d，按照該選煤廠工作制度每年生產(chǎn)330 d、電價(jià)0.7元/度計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)160.57萬(wàn)元；此外，由于停用了部分設(shè)備，每年可減少設(shè)備維護(hù)成本和材料費(fèi)約64萬(wàn)元。綜合計(jì)算，每年可節(jié)約成本約224.57萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)工藝系統(tǒng)整改，李陽(yáng)選煤廠的洗選系統(tǒng)趨于完善，工藝流程得到簡(jiǎn)化，生產(chǎn)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，綜合精煤產(chǎn)率和產(chǎn)品指標(biāo)明顯提高，生產(chǎn)成本顯著降低，這有利于實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化的目標(biāo)。對(duì)于新建、改擴(kuò)建選煤廠來(lái)說(shuō)，在投產(chǎn)初期，洗選系統(tǒng)總會(huì)出現(xiàn)一些不適現(xiàn)象。針對(duì)這些現(xiàn)象，各選煤廠應(yīng)該根據(jù)原煤煤質(zhì)特征、工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品市場(chǎng)定位等因素，綜合分析內(nèi)在原因，進(jìn)而采取合理、可行的整改方案。

[1] 鐵占續(xù).微粉煤燃前干法永磁高梯度磁選脫硫基礎(chǔ)研究[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2009.

[2] 戴少康.選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].煤炭工業(yè)出版社，2010:260-261.

[3] 祝學(xué)斌,梁 華，趙新華，等.薛湖選煤廠分選工藝技術(shù)改造實(shí)踐[J].煤炭加工與綜合利用，2011(6).

[4] 王敏捷，蘇日華，郭牛喜.淺析新建現(xiàn)代化選煤廠的委托運(yùn)營(yíng)模式[J].煤炭工程，2012(1).

The improvements made through implementation of the scheme for rectification and reform of cleaning system at Liyang coal preparation plant

LIANG Hua1, GUO Hong-li1, LIAN Guo-xin2

(1.Coal Industry Zhengzhou Design and Research Institute Co., Ltd., Zhengzhou, Henan 450000, China; 2.Liyang Coal Co., Ltd., Shanxi Lu'an Group, Jinzhong, Shanxi 030600, China)

To cope with the troubles facing Liyang Coal Preparation Plant in its primary washing system, reform work is made on the media solids recovery and slurry treatment system following an analysis of the plant's current status and specific site conditions. The reform made has brought about substantial improvements: higher stability of flotation circuit; an increase of raw coal treating capacity from 320 t/h to 420 t/h; a rise of the yield of composite clean coal by 3.90 percentage points and a sharp decrease of operating cost.

1001-3571(2016)01-0064-04

TD94

B

Keywordsprimary washing system; treating capacity; media solids recovery

2015-12-14

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.017

梁 華(1985—)，男，河南省永城市人，工程師，工程碩士，從事選煤廠生產(chǎn)管理工作。

E-mail：lianghua0713@126.com Tel：15993986374