四臺(tái)選煤廠提高洗選能力的技術(shù)改造

薛 寧

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)洗選公司精煤分公司，山西 大同 037037）

1 選煤廠概述

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)四臺(tái)選煤廠是一座礦井型動(dòng)力煤選煤廠，設(shè)計(jì)處理能力4.50 Mt/a，以入洗侏羅系原煤為主，在2004 年8 月設(shè)計(jì)改造為重介+跳汰全入選工藝。2013 年四臺(tái)礦井開始延伸開采石炭二疊系原煤，原煤灰分高達(dá)40%～50%，塊原煤含矸率超過(guò)40%，煤質(zhì)惡化嚴(yán)重，與選煤廠設(shè)計(jì)時(shí)的煤質(zhì)相差甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致選煤廠設(shè)計(jì)洗選工藝及分選設(shè)備不能適應(yīng)延伸后原煤煤質(zhì)特性，極大影響了選煤廠生產(chǎn)。因此，選煤廠進(jìn)行了提能技術(shù)改造，優(yōu)化了洗選工藝，更新及新增洗選設(shè)備，提高了生產(chǎn)能力。

2 洗選能力不足的原因分析

2.1 塊煤分選系統(tǒng)的原因

技術(shù)改造前大于50 mm 塊煤分選系統(tǒng)采用動(dòng)篩跳汰機(jī)分選，要求入料含矸率小于20%，但礦井開采的石炭系塊原煤含矸率超過(guò)40%，造成動(dòng)篩跳汰機(jī)處理能力嚴(yán)重不足，生產(chǎn)能力降低，且矸石帶煤現(xiàn)象嚴(yán)重。由于原煤含矸率是侏羅系原煤的2～2.5倍，現(xiàn)有矸石運(yùn)輸系統(tǒng)能力嚴(yán)重不足，不能滿足生產(chǎn)需求，造成設(shè)備事故頻發(fā)，減少了大量生產(chǎn)時(shí)間，設(shè)備磨損嚴(yán)重，使用壽命降低。

2.2 煤質(zhì)的原因

原煤的可選性變差，精煤產(chǎn)率降低，洗矸石量增加。精煤脫介篩、矸石脫介篩小時(shí)處理能力嚴(yán)重不足，跑水、跑介問(wèn)題嚴(yán)重，急需改造。

2.3 粗煤泥系統(tǒng)的原因

技術(shù)改造前工藝系統(tǒng)無(wú)粗煤泥分選環(huán)節(jié)，粗煤泥直接摻入精煤中銷售。侏羅系原煤中粗煤泥產(chǎn)率為9%左右，灰分22%左右，石炭系煤泥占原煤的11%，灰分高達(dá)35%，直接摻入末精煤中，嚴(yán)重影響了精煤的質(zhì)量。

2.4 細(xì)煤泥系統(tǒng)的原因

原煤中細(xì)煤泥產(chǎn)率從8%增加到10%，灰分從28%增加到41%，而且石炭系細(xì)煤泥中含有易泥化的炭質(zhì)頁(yè)巖，濾餅?zāi)嗷F(xiàn)象嚴(yán)重。處理細(xì)煤泥的壓濾機(jī)使用9 年，性能嚴(yán)重下降，處理能力低，濾餅水分高，嚴(yán)重制約著細(xì)煤泥的處理。

選煤廠洗選系統(tǒng)不能有效對(duì)石炭系原煤進(jìn)行洗選，需對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能改造：對(duì)塊煤分選系統(tǒng)、粗煤泥分選和煤泥處理系統(tǒng)、排矸系統(tǒng)進(jìn)行改造。

3 解決方案及實(shí)施

3.1 塊煤分選系統(tǒng)

現(xiàn)有塊煤分選系統(tǒng)不能滿足分選要求，動(dòng)篩跳汰機(jī)分選石炭系原煤存在分選精度低、矸石帶煤高的缺陷。此次技術(shù)改造選用高效低耗、分選精度高、分選煤種廣的彼得斯重介淺槽分選機(jī)。重介淺槽分選機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是入料上限高、處理能力大、受煤質(zhì)變化影響小，可以有效解決四臺(tái)選煤廠目前面臨的塊煤分選系統(tǒng)能力不足的問(wèn)題[1-2]。

在塊精煤脫介、脫水工藝環(huán)節(jié)上，新增FLZ3661 型振動(dòng)篩，脫水脫介效果好，設(shè)備質(zhì)量可靠，事故率低。

塊煤分選系統(tǒng)改造后，由跳汰工藝調(diào)整為重介工藝，分選石炭系原煤效果更好，工藝更具有針對(duì)性，對(duì)原煤煤質(zhì)變化適應(yīng)性更強(qiáng)，進(jìn)一步保證了塊精煤產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 粗煤泥系統(tǒng)

在此次技術(shù)改造中，粗煤泥系統(tǒng)中新增加了FBS3600 復(fù)式流化床分選機(jī)，對(duì)粗煤泥進(jìn)行有效分選，工藝更加合理，經(jīng)濟(jì)效益更加顯著[3]。

（1）粗煤泥分選系統(tǒng)增加了TBS 流化床分選機(jī)，可有效去除粗煤泥中的矸石，降低末精煤灰分，提高末精煤發(fā)熱量。

（2）石炭系原煤的粗煤泥中矸石硬度大、粒度細(xì)，容易堵塞粗煤泥離心機(jī)篩籃的篩縫，造成離心機(jī)產(chǎn)品水分大，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)竄水現(xiàn)象[4]。TBS 流化床分選機(jī)分選后有效地剔除了這部分矸石，確保離心機(jī)產(chǎn)品水分穩(wěn)定，摻入末精煤也使末精煤水分整體有所下降[5]。

（3）FBS3600 復(fù)式流化床分選機(jī)投入使用后，極大地降低了粗煤泥離心機(jī)入料灰分，細(xì)粒矸石減少，粗煤泥離心機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)磨損情況減輕，篩籃、機(jī)架、刮刀等主要部件使用壽命明顯延長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著[6]。

3.3 細(xì)煤泥處理

在此次改造中增加了3 臺(tái)KMZG550/2000-U 高效板框壓濾機(jī)，其生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品水分低、循環(huán)時(shí)間短、對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)面廣等優(yōu)點(diǎn)克服了原康明克斯壓濾機(jī)水分高、處理量小等缺點(diǎn)[7]。高效板框壓濾機(jī)投入使用后，煤泥濾餅水分明顯降低，濃縮池煤泥積聚現(xiàn)象已杜絕，為選煤廠煤泥水系統(tǒng)良性循環(huán)起到良好的作用。改造后選煤廠煤泥系統(tǒng)工藝流程圖如圖1。

圖1 改造后選煤廠煤泥系統(tǒng)工藝流程圖

3.4 系統(tǒng)靈活性改造

為適應(yīng)市場(chǎng)需求，增加系統(tǒng)的靈活性，此次技術(shù)改造在塊煤產(chǎn)品運(yùn)輸中增加了一臺(tái)SSC60150 型塊精煤破碎機(jī)。選煤廠洗大塊根據(jù)外運(yùn)需求即可直接裝倉(cāng)，也可破碎后裝倉(cāng)，極大程度上滿足了對(duì)商品煤發(fā)熱量和粒度的需求。

3.5 改造更新及新增的主要設(shè)備見表1。

表1 選煤廠改造更新及新增的主要設(shè)備情況

4 改造效果及經(jīng)濟(jì)效益

此次技術(shù)改造工程完成后，選煤廠入洗能力提高到6.0 Mt/a，目前運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到了預(yù)期效果。改造后工藝系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 改造后工藝系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

改造后，生產(chǎn)能力由4.5 Mt/a 增加到6.0 Mt/a，精煤產(chǎn)率60%，按照噸精煤550 元，年增加效益（600-450）×0.6×550=49 500 萬(wàn)元。

精煤產(chǎn)品發(fā)熱量平均在5700 kcal/kg 左右，發(fā)熱量平均提高了200 kcal/kg。按照發(fā)熱量每升高100 kcal，噸煤?jiǎn)蝺r(jià)提高5 元，年外運(yùn)精煤350 萬(wàn)t計(jì)算，年增收效益200/100×5×350 ＝3500 萬(wàn)元。

塊煤分選系統(tǒng)由跳汰改為重介，分選精度明顯提高。矸石帶煤由動(dòng)篩跳汰的8%左右降低到重介淺槽的2%左右，矸石帶煤有效地降低，精煤回收率有效地提高。按照選煤廠入洗能力600 Mt/a、洗耗25%、精煤550 元/t 售價(jià)計(jì)劃，則年增加經(jīng)濟(jì)效益為：

（600×0.25×0.08-600×0.25×0.02）×550=4950 萬(wàn)元。

此次改造完成后，年增加經(jīng)濟(jì)效益為：49 500+3500+4125 =57 125 萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)礦井煤質(zhì)變化及選煤廠洗選能力不足等問(wèn)題，在確定改造方案后，對(duì)制約生產(chǎn)的主要設(shè)備進(jìn)行更換，對(duì)影響煤質(zhì)的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。選煤廠在提能改造完成后，生產(chǎn)能力由4.5 Mt/a 提升到6.0 Mt/a，不僅提高了企業(yè)在煤炭市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。