重介質(zhì)選煤廠介質(zhì)消耗管控實(shí)踐

馮 偉，李富磊，劉常春，任 睿

（1.中國(guó)中煤能源股份有限公司新疆分公司，新疆烏魯木齊 830000；2.中煤平朔集團(tuán)有限公司煤炭洗選中心，山西朔州 036002）

重介質(zhì)選煤廠的介質(zhì)消耗量是評(píng)價(jià)系統(tǒng)工藝狀況、衡量管理水平的重要標(biāo)志。它不但關(guān)系到原材料消耗量的大小，還影響重介質(zhì)系統(tǒng)的生產(chǎn)能否保持正常和穩(wěn)定［1]。近幾年，安家?guī)X選煤廠從介質(zhì)入庫(kù)驗(yàn)收、介質(zhì)研磨系統(tǒng)管理、回收流程優(yōu)化、技術(shù)革新等方面出發(fā)，圍繞降低介耗采取了一系列行之有效的措施，取得了一定的成效。

1 安家?guī)X選煤廠概況

平朔安家?guī)X選煤廠是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行施工的一座特大型現(xiàn)代化動(dòng)力煤選煤廠，始建于1998年，2001年6月試生產(chǎn)運(yùn)行，原設(shè)計(jì)入選能力15.0 Mt／a，經(jīng)后期擴(kuò)能改建，現(xiàn)入選能力已達(dá) 25.0 Mt／a。

洗選部分由3個(gè)優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤洗選系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱 “主洗系統(tǒng)”）和2個(gè)一般動(dòng)力煤排矸系統(tǒng)組成（以下簡(jiǎn)稱 “排矸系統(tǒng)”）［2]。主洗系統(tǒng)采用塊末分級(jí)全重介質(zhì)主再選工藝，即塊煤淺槽主再洗，末煤重介質(zhì)旋流器主再洗（主洗系統(tǒng)原則工藝流程見(jiàn)圖1）；排矸系統(tǒng)采用塊煤淺槽重介質(zhì)分選，末煤重介質(zhì)旋流器分選或不分選（排矸系統(tǒng)原則工藝流程見(jiàn)圖2）。塊原煤入選粒級(jí)為150～13 mm，末原煤入選粒級(jí)為13～0 mm。煤種主要是安家?guī)X露天煤礦生產(chǎn)的氣煤。選后產(chǎn)品煤主要有精煤、中煤、混煤，副產(chǎn)物為矸石，產(chǎn)品煤主要作為電煤銷售，矸石用于礦坑回填。

圖2 排矸系統(tǒng)原則工藝流程

2 控制介質(zhì)消耗管理的做法

2.1 加強(qiáng)介質(zhì)驗(yàn)收管理

加強(qiáng)介質(zhì)驗(yàn)收管理是降低介質(zhì)消耗的重要措施之一。介質(zhì)驗(yàn)收必須注意水分、磁性物含量、230目通過(guò)率等指標(biāo)，安家?guī)X選煤廠介質(zhì)入庫(kù)驗(yàn)收嚴(yán)格按照選煤廠介質(zhì)驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，詳見(jiàn)表1。

表1 安家?guī)X選煤廠介質(zhì)驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)對(duì)介質(zhì)化驗(yàn)的三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行折算，當(dāng)?shù)截浗橘|(zhì)的技術(shù)指標(biāo)不能滿足表1中驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將按以下辦法調(diào)整到貨數(shù)量，對(duì)磁性物含量、230目通過(guò)率、水分分別進(jìn)行單項(xiàng)扣量：

式中，T為驗(yàn)收凈重，t；T1、T2、T3分別為磁性物含量、230目通過(guò)率、水分單項(xiàng)扣量后的介質(zhì)凈重，t；Z為接收凈重，t；C為實(shí)測(cè)磁性物含量，%；D為實(shí)測(cè)230目通過(guò)率，%；S為實(shí)測(cè)水分，%。

當(dāng)T1、T2、T3全部大于或等于Z時(shí)，按實(shí)際接收凈重Z結(jié)算；當(dāng)T1、T2、T3中有一項(xiàng)或多項(xiàng)小于Z時(shí)（即不合格項(xiàng)），驗(yàn)收凈重T按實(shí)際接收凈重Z分別減去T1、T2、T3中不合格項(xiàng)的各單項(xiàng)扣量結(jié)算。

介質(zhì)結(jié)算扣噸見(jiàn)表2。

表2 安家?guī)X選煤廠介質(zhì)結(jié)算扣噸

2.2 加強(qiáng)介質(zhì)研磨管理控制

我國(guó)選礦廠生產(chǎn)的磁鐵礦粉普遍較粗，需進(jìn)一步加工磨細(xì)才能保證懸浮液的穩(wěn)定性，從而減輕設(shè)備、管路的磨損，降低介質(zhì)消耗［3]。該廠通過(guò)?2100×3000溢流型球磨機(jī)對(duì)介質(zhì)進(jìn)行研磨，要求粒度達(dá)到230目以下。研磨后介質(zhì)經(jīng)過(guò)介質(zhì)分級(jí)旋流器的分級(jí)，合格的隨溢流通過(guò)管道進(jìn)入介質(zhì)濃縮機(jī)，底流部分再次進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，磨礦流程閉路運(yùn)行。

根據(jù) 《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》［6]要求，用于斜（立）輪、刮板重介質(zhì)分選機(jī)分選塊煤的磁鐵礦粉中，小于0.074 mm粒級(jí)含量應(yīng)占90%以上；用于重介質(zhì)旋流器分選的磁鐵礦粉中小于0.045 mm粒級(jí)含量應(yīng)占85%以上。這樣才更利于懸浮液的穩(wěn)定。

要達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求，保證球磨機(jī)電流I工不小于I額（I額為230 A），圓盤給料機(jī)轉(zhuǎn)速合適（6.3 r／min）、分級(jí)旋流器入料壓力（不小于0.05 MPa）穩(wěn)定等幾項(xiàng)工藝參數(shù)是控制關(guān)鍵。

2.3 加強(qiáng)介質(zhì)出庫(kù)管理

選煤廠在介質(zhì)準(zhǔn)備車間的橋式起重機(jī)（天車）卸料區(qū)滑道處增裝紅外感應(yīng)計(jì)數(shù)器，起重機(jī)主梁每通過(guò)感應(yīng)器一個(gè)循環(huán)往復(fù)自動(dòng)記錄一次數(shù)據(jù)，依次累加，記錄每班次介質(zhì)研磨數(shù)量，即介質(zhì)添加量，動(dòng)態(tài)掌握介質(zhì)出庫(kù)情況。

2.4 技術(shù)改革控制介質(zhì)消耗

安家?guī)X選煤廠介質(zhì)回收采用直接磁選凈化流程，即稀介質(zhì)不經(jīng)過(guò)濃縮或分級(jí)設(shè)備，直接進(jìn)入磁選機(jī)磁選回收［4]。末精煤磁選機(jī)入料由脫介篩篩下稀介質(zhì)與離心液桶離心液（含系統(tǒng)分流量）兩部分物料組成。由于受廠房空間布置的限制，離心液泵選型偏大，造成生產(chǎn)運(yùn)行中桶位偏低，經(jīng)常出現(xiàn) “拉空”現(xiàn)象，造成磁選機(jī)入料量的波動(dòng)，影響磁選機(jī)工作效果。為保障系統(tǒng)運(yùn)行，選煤廠通常采用給離心液桶補(bǔ)加清水予以調(diào)節(jié)，不僅收效甚微，不能從根本上解決問(wèn)題，而且不斷向系統(tǒng)補(bǔ)加清水，導(dǎo)致系統(tǒng)水負(fù)荷明顯增大，不利于洗水系統(tǒng)整體平衡。為有效解決上述問(wèn)題，選煤廠引入1臺(tái)型號(hào)為HMDA-748DIAX117R磁選機(jī)，將其溢流引入離心液桶，達(dá)到穩(wěn)定離心液桶桶位的目的。通過(guò)優(yōu)化磁選尾礦處理，不僅有效解決了末精煤磁選機(jī)入料波動(dòng)的影響，而且有效促進(jìn)了洗選系統(tǒng)煤泥水動(dòng)態(tài)平衡。

2.5 合格介質(zhì)桶放桶管理

生產(chǎn)過(guò)程中，合格介質(zhì)桶由于檢修、故障等種種原因，往往需要放空介質(zhì)桶內(nèi)所有的合格介質(zhì)。該廠原合格介質(zhì)放桶一般是直接打開(kāi)放桶閥門，10 min內(nèi)即可放空，然而卻忽略了大量合格介質(zhì)進(jìn)入掃地水系統(tǒng)，掃地磁選機(jī)負(fù)荷陡增所帶來(lái)的介質(zhì)損失的負(fù)面影響。在選煤廠精細(xì)化管理要求日益提升的當(dāng)下，安家?guī)X選煤廠加強(qiáng)內(nèi)部管理，通過(guò)制度手段控制無(wú)謂的介質(zhì)損失，要求生產(chǎn)班組合理控制合格介質(zhì)桶放桶速度，一般要求控制在1.0～1.5 h，以保證掃地磁選機(jī)工況穩(wěn)定，達(dá)到提高介質(zhì)回收效果，降低介耗的目的。

2.6 入選原煤量自動(dòng)跟蹤控制

當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生較大變化，尤其是末煤量偏大時(shí)，介質(zhì)消耗勢(shì)必會(huì)增加，選煤廠通過(guò)變頻器控制振動(dòng)給料機(jī)的振幅參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)入選原煤瞬時(shí)量自動(dòng)跟蹤控制。譬如設(shè)定給料機(jī)帶量為750 t／h，若膠帶秤顯示數(shù)據(jù)連續(xù)2 min在設(shè)定值以上，則集控操作畫面會(huì)自動(dòng)發(fā)出 “系統(tǒng)超量”報(bào)警，提示集控操作員及時(shí)調(diào)整給料機(jī)頻率，限定時(shí)間內(nèi)若未做出對(duì)應(yīng)調(diào)整，則給料機(jī)將自動(dòng)停止10 min。通過(guò)上述改造，一方面避免生產(chǎn)班組不根據(jù)煤質(zhì)變化、僅僅為 “搶量”而盲目組織生產(chǎn)，造成系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)重而增加介質(zhì)消耗；另一方面可及時(shí)提醒集控操作崗位人員根據(jù)給料機(jī)頻率變化動(dòng)態(tài)掌握入選原煤塊、末比例狀況，主動(dòng)合理優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)小時(shí)帶煤量，避免因末煤量過(guò)大，造成末煤系統(tǒng)介耗增加。

2.7 脫介篩擋水篩板布置

目前，重介質(zhì)選煤廠普遍采用直線振動(dòng)篩進(jìn)行脫介，噴水是脫介過(guò)程的必要條件，作用是促進(jìn)介質(zhì)顆粒與產(chǎn)品顆粒分離，從而幫助介質(zhì)顆粒透篩［5]，噴水方式有有壓噴嘴式與無(wú)壓水幕式等。安家?guī)X選煤廠末煤振動(dòng)篩采用3道有壓噴水脫介，塊煤振動(dòng)篩（雙層）采用后段1道無(wú)壓水幕噴水脫介與前段2道有壓噴水脫介配合的脫介方式。其中合格介質(zhì)段交界處偏向稀介質(zhì)段設(shè)置一排，日常管理以后段噴水不向合格介質(zhì)段竄水為原則，稀介質(zhì)段連續(xù)設(shè)置2道噴水；安家?guī)X選煤廠重點(diǎn)對(duì)塊煤篩篩板布置進(jìn)行優(yōu)化，在二層篩板塊煤合格介質(zhì)與稀介質(zhì)分界處設(shè)置一排擋水堰篩板，避免合格介質(zhì)竄段而增加磁選機(jī)負(fù)荷，影響介質(zhì)回收。

2.8 分選槽上升流管路改造

選煤廠塊煤采用重介質(zhì)淺槽分選，其上升流管路由于設(shè)計(jì)缺陷與現(xiàn)場(chǎng)管理等原因，經(jīng)常會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，尤其是再洗分選槽更為突出，停泵后合格介質(zhì)不能順利回流至合格介質(zhì)桶，一方面不利于保障分選設(shè)備的分選效率、分選精度，另一方面現(xiàn)場(chǎng)疏通管路必須將分選槽內(nèi)介質(zhì)全部放空， 7～8 m3的合格介質(zhì)（密度大于1.75 g／cm3）需要經(jīng)過(guò)掃地系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)進(jìn)行回收，不可避免地造成了介質(zhì)損失。

選煤廠通過(guò)多次論證，對(duì)分選槽上升流管路進(jìn)行技術(shù)改造，加大管道傾斜角度，使介質(zhì)回流速度加快，大大減少了管路堵塞的次數(shù)，降低了介質(zhì)損失，有效控制了選煤廠介質(zhì)消耗。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

安家?guī)X選煤廠深挖內(nèi)部潛能，狠抓關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點(diǎn)通過(guò)上述幾項(xiàng)管控措施，介耗指標(biāo)呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，選煤廠2016—2018年介耗對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 安家?guī)X選煤廠2016—2018年介耗對(duì)比

由表3可以看出，選煤廠介耗由原來(lái)的1.12 kg／t降低至現(xiàn)在的 0.98 kg／t。

以2018年為例，安家?guī)X選煤廠入洗原煤1870萬(wàn)t，對(duì)比2016年介質(zhì)單耗，年節(jié)約介質(zhì)消耗費(fèi)用為： （1.12-0.98）kg／t×1870 萬(wàn) t×650 元／t=170.17萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著選煤技術(shù)的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)重介質(zhì)選煤廠噸煤介耗較以前有明顯降低，但仍然有很大的降耗空間，安家?guī)X選煤廠在介質(zhì)消耗方面的管控措施值得同行借鑒。