陳四樓選煤廠實(shí)現(xiàn)洗選效益最大化的實(shí)踐

湯秋林，王 周

(河南能源永煤集團(tuán)股份有限公司 陳四樓選煤廠，河南 永城476600)

陳四樓選煤廠隸屬于永煤集團(tuán)股份有限公司，是一座礦井型無煙煤選煤廠，于1997年11月建成投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)能力為2.40 Mt/a，近年來，隨著生產(chǎn)工藝的改造，該廠處理能力提升至4.50 Mt/a。陳四樓選煤廠直接入選陳四樓煤礦的原煤，洗選工藝采用原煤跳汰+煤泥浮選的聯(lián)合工藝,即原煤經(jīng)過篩分、破碎準(zhǔn)備工藝后，進(jìn)入跳汰工藝，再經(jīng)篩分脫水后，生產(chǎn)出中塊、小塊、粒煤、末原煤和末精煤等高附加值產(chǎn)品，跳汰篩下水進(jìn)入煤泥浮選，尾礦進(jìn)行壓濾。

在當(dāng)前煤炭產(chǎn)能供大于求，整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的情況下，不斷提高企業(yè)產(chǎn)品效益，降低生產(chǎn)成本是保障企業(yè)生存的必行之路，也是企業(yè)能否盈利甚至生存的根本[1-2]。因此，選煤廠應(yīng)提高對礦井原煤的入選能力，提升洗選效益,結(jié)合2016年煤炭市場行情，以陳四樓選煤廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行簡要分析測算，探討調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對實(shí)現(xiàn)選煤廠洗選效益最大化的意義。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

陳四樓選煤廠通過跳汰擴(kuò)能改造和增加浮選系統(tǒng)等技術(shù)改造后，實(shí)現(xiàn)了原煤全級入選和分級入選，可生產(chǎn)出塊煤、末精煤、末原煤等高附加值產(chǎn)品[3-4]，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 2016年陳四樓選煤廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

近年來，當(dāng)原煤煤質(zhì)、末原煤價(jià)格及末精煤價(jià)格三者變動(dòng)到一定程度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)多洗末精煤效益低于生產(chǎn)末原煤效益的倒掛情況，同時(shí)，2017年陳四樓選煤廠仍然有14.36%末原煤供應(yīng)內(nèi)部電廠使用，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還未達(dá)到全級入選效益最大化。

2 末原煤入選效益分析

由于末原煤入選后，生產(chǎn)的末精煤、中煤和煤泥的灰分比較穩(wěn)定[5]，因此，以陳四樓選煤廠洗選二車間入選末原煤后的各產(chǎn)品質(zhì)量作為參考。

2.1 洗選二車間產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)2016年洗選二車間產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，按照當(dāng)前各種商品煤的銷售價(jià)格，以23.00～24.25 MJ/kg發(fā)熱量的末原煤含稅價(jià)格700元/t，末精煤價(jià)格1 140元/t，中煤銷售給內(nèi)部電廠的價(jià)格33元/t，煤泥價(jià)格150元/t計(jì)算，得出末原煤入選的綜合售價(jià)，結(jié)果見表2。從表2可知，當(dāng)灰分26.43%、發(fā)熱量22.47 MJ/kg的末原煤全部入選時(shí)，生產(chǎn)出的末精煤、中煤和煤泥的綜合價(jià)格為806元/t，加上洗選二車間入選成本16元/t，較直接銷售末原煤700元/t計(jì)算，仍可增加效益806-16-700=90元/t。

表2 2016年洗選二車間產(chǎn)品結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.2 30.72%灰分的末原煤全入選產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)表2進(jìn)行測算，當(dāng)灰分為30.72%、發(fā)熱量為20.91 MJ/kg的末原煤全部入選時(shí)，生產(chǎn)出的末精煤、中煤和煤泥的綜合售價(jià)為716元/t，加上洗選二車間入選成本16元/t，綜合售價(jià)與直接銷售末原煤的價(jià)格持平。

由于末原煤發(fā)熱量僅為20.91 MJ/kg，按照23.00～24.25 MJ/kg發(fā)熱量計(jì)價(jià)，20.91 MJ/kg的末原煤售價(jià)應(yīng)該在700÷23.63×20.91=620元/t，仍可增加效益716-16-620=80元/t。具體測算結(jié)果見表3。

2.3 38.60%灰分的末原煤全入洗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

按照表2和表3測算方法計(jì)算，38.60%灰分的末原煤全入洗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算結(jié)果見表4。

表3 30.72%灰分的末原煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算表

表4 38.60%灰分的末原煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算表

由表4可知，當(dāng)末原煤灰分達(dá)到38.60%時(shí)，末原煤實(shí)現(xiàn)全級入選的商品煤綜合售價(jià)與直接銷售末原煤的價(jià)格持平，此時(shí)洗選效益沒有增加，末原煤直接銷售即可。

根據(jù)近年來陳四樓選煤廠末原煤與礦井原煤灰分?jǐn)?shù)據(jù)分析可知，原煤灰分一般高于末原煤灰分4個(gè)百分點(diǎn)。因此，當(dāng)原煤灰分超過42.60%時(shí)，采用全級入選與直接全部生產(chǎn)末原煤的效益是一致的，此時(shí)，盡可能生產(chǎn)發(fā)熱量為18.04 MJ/kg的末原煤才能達(dá)到效益最大化。

2.4 外運(yùn)末原煤與全入洗效益對比

根據(jù)以上測算方法，當(dāng)選煤廠生產(chǎn)23.00～24.25 MJ/kg的末原煤時(shí)，綜合售價(jià)僅為700元/t，但由于末原煤發(fā)運(yùn)到客戶時(shí)，往往存在0.84 MJ/kg左右的采制化誤差，因此，選煤廠在生產(chǎn)末原煤時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)的末原煤發(fā)熱量必須達(dá)到23.84 MJ/kg以上，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少煤質(zhì)糾紛。當(dāng)發(fā)熱量為23.84 MJ/kg的末原煤全部入選，生產(chǎn)末精煤、中煤和煤泥時(shí)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見表5。

表5 23.84 MJ/kg發(fā)熱量的末原煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算表

由表5可知，當(dāng)灰分23.00%、發(fā)熱量23.84 MJ/kg的末原煤實(shí)現(xiàn)全部入選時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)商品煤綜合售價(jià)877元/t，扣除洗選加工成本16元/t，可以增加效益877-16-700=161元/t。

綜上可知，(1)根據(jù)2016年末精煤、末原煤以及各副產(chǎn)品的銷售價(jià)格測算，陳四樓煤礦生產(chǎn)的原煤直接入選，該廠仍可增效90元/t。

(2)當(dāng)發(fā)熱量23.00～24.25 MJ/kg的外運(yùn)末原煤實(shí)現(xiàn)全部入選時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)增效161元/t。

(3)當(dāng)末原煤發(fā)熱量在18.04 MJ/kg時(shí)，末原煤全級入選沒有增加效益，可直接銷售。

3 效益分析

3.1 塊煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

陳四樓選煤廠塊煤產(chǎn)品主要有中塊、小塊、粒煤，在塊煤價(jià)格高于末精煤價(jià)格時(shí)，提高塊煤產(chǎn)品以及相對售價(jià)較高的塊煤品種是增加經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵[6-7]。

(1)根據(jù)市場情況，合理調(diào)整塊煤分級篩的篩孔尺寸，生產(chǎn)出適銷對路的塊煤產(chǎn)品[8]，以“市場疲量質(zhì)優(yōu)，市場旺量質(zhì)合格”的產(chǎn)品質(zhì)量管理思路，維護(hù)塊煤的質(zhì)量聲譽(yù)。

(2)當(dāng)粒煤價(jià)格與末精煤價(jià)格持平時(shí)，可以減少粒煤的產(chǎn)出，全部摻配入末精煤中，實(shí)現(xiàn)效益最大化[9]。

將末精煤的價(jià)格設(shè)為a元/t，粒煤價(jià)格設(shè)為b元/t，根據(jù)當(dāng)前粒煤與末精煤水分折算，則當(dāng)b≥a(1-3.2%)×(1+8.6%)，即b≥1.05a，方可實(shí)現(xiàn)粒煤較末精煤更有效益。

因此，粒煤價(jià)格必須比末精煤的價(jià)格高出5個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益才突出，即按照目前末精煤1 140元/t的價(jià)格測算，粒煤的銷售價(jià)格需達(dá)到1 197元/t。

(3)當(dāng)塊煤價(jià)格高于末精煤價(jià)格5個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，需采取相應(yīng)的防破碎設(shè)施或調(diào)整粒煤篩孔尺寸下限，不斷提高塊煤產(chǎn)率和塊煤效益。

(4)當(dāng)塊煤價(jià)格低于末精煤價(jià)格5個(gè)百分點(diǎn)時(shí)，需將塊煤破碎，全部摻配入末精煤中，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

如陳四樓選煤廠末精煤掛牌價(jià)為730元/t，小塊產(chǎn)品平均產(chǎn)率5%，其價(jià)格為610元/t。將小塊全部破碎進(jìn)入末精煤產(chǎn)品，按照礦井每月產(chǎn)量30萬t計(jì)算，則破碎效益為30×5%×(730-610)=180萬元/月。

由于小塊產(chǎn)品水分為4.0%，末精煤水分為8.0%，則可增加水分效益為30×5%×730×(8.0%-4.0%)=43.8萬元/月。因此，將小塊破碎成末精煤可增加經(jīng)濟(jì)效益2 686萬元/a。

3.2 末原煤與末精煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

通過末原煤入選效益分析，在煤炭市場價(jià)格一定的情況下，末原煤全入選的增效比例與其灰分有正比例關(guān)系[10]，但當(dāng)煤炭市場價(jià)格波動(dòng)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)時(shí)價(jià)格，測算末原煤入選后各產(chǎn)品的綜合售價(jià)，進(jìn)而確定末原煤入選質(zhì)量下限，其中末原煤與末精煤的價(jià)格波動(dòng)對末原煤全入選的增效起到關(guān)鍵作用。

在當(dāng)前煤炭市場情況下，末原煤全入選生產(chǎn)產(chǎn)品的綜合售價(jià)效益在90元/t以上，此時(shí)應(yīng)全入選最大化，停止發(fā)運(yùn)末原煤，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)煤炭洗選效益的最大化。根據(jù)表2數(shù)據(jù)，當(dāng)前內(nèi)部電廠用煤發(fā)熱量在22.16 MJ/kg左右，若這部分末原煤實(shí)現(xiàn)全入洗，可以實(shí)現(xiàn)增效90元/t。

綜上所述，(1)塊煤雖然整體價(jià)格高于末精煤，但隨著兩者價(jià)格的波動(dòng)，在不考慮市場需求的情況下，塊煤價(jià)格與末精煤價(jià)格應(yīng)根據(jù)兩者價(jià)格效益差別，在一定的條件下，適當(dāng)?shù)钠扑閴K煤產(chǎn)品反而有利于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)效益的提升，此外，破碎塊煤產(chǎn)品還能主動(dòng)調(diào)整市場的供求關(guān)系，減少市場對塊煤產(chǎn)品銷售的制約度。

(2)末原煤全級入選可生產(chǎn)出末精煤、中煤、煤泥等產(chǎn)品，根據(jù)其各產(chǎn)品的售價(jià)以及理論產(chǎn)率的加權(quán)平均綜合計(jì)算出最終售價(jià)，可折算出全級入選與分級入選的效益差。在末精煤市場需求增加及原煤質(zhì)量適宜的情況下，實(shí)現(xiàn)末原煤全級入選可以明顯提高選煤廠的綜合效益。

4 結(jié)語

通過以上幾種情況的測算分析，在煤炭市場價(jià)格一定的情況下，末原煤全級入選的增效比例與其灰分有正比例關(guān)系。當(dāng)煤炭市場價(jià)格波動(dòng)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)時(shí)價(jià)格測算末原煤入選后各產(chǎn)品的綜合售價(jià)，進(jìn)而確定末原煤入選質(zhì)量下限；末原煤全級入選的效益分析應(yīng)該綜合其灰分及各產(chǎn)品價(jià)格進(jìn)行測算，并不是所有煤炭全級入選就一定增效；在一定的條件下，破碎塊煤產(chǎn)品有時(shí)可提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)效益，減少市場對塊煤產(chǎn)品銷售的制約度。