基于硫分差異的配煤生產(chǎn)實(shí)踐研究

張 茜

（霍州煤電李雅莊礦洗煤廠，山西 霍州 031400）

霍州煤電集團(tuán)李雅莊礦洗煤廠為礦井型洗煤廠，入洗能力為270 萬t/a，其原煤來源主要是李雅莊礦，主要洗選該煤礦3#煤和9#煤。李雅莊礦八采區(qū)煤炭產(chǎn)品為低灰、低硫、低磷、發(fā)熱量高、膠質(zhì)層厚度大的煉焦煤。八采區(qū)主采3#煤和9#煤。3#煤主要為1/3 焦煤，1/3 焦煤具有較強(qiáng)的粘結(jié)性、中高等揮發(fā)分、較好的煉焦性，可洗選為11 級冶煉精煤，灰分＜12.5，硫分＜1.0%，產(chǎn)品具有高附加值；9#煤為氣肥煤，氣肥煤具有高揮發(fā)分、高粘結(jié)等特點(diǎn)，可洗選為6 級冶煉精煤，灰分＜12.5，硫分＜3.0%，產(chǎn)品具有中附加值。

1 問題的提出

為有效提高洗煤廠產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值，起到降本增效的效果，在洗煤廠應(yīng)用配煤優(yōu)化技術(shù)是非常有理論和實(shí)踐意義的[1-5]。當(dāng)前配煤技術(shù)已在火力發(fā)電廠、焦化廠、洗煤廠等進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，保障了企業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益上的雙贏。洗煤廠是火力發(fā)電廠、焦化廠等煤產(chǎn)品開發(fā)的上游環(huán)節(jié)，從選煤產(chǎn)品的硫分入手，結(jié)合灰分、粘結(jié)等技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行選煤配煤優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用更具有價值，更能起到調(diào)質(zhì)、增效的作用。

李雅莊礦洗煤廠為了能挖掘煤質(zhì)洗選的創(chuàng)效空間，堅(jiān)持洗選的創(chuàng)效理念，成立了李雅煤質(zhì)洗選創(chuàng)效課題組，打好洗選“組合拳”，開拓洗選創(chuàng)效“新空間”。煤質(zhì)洗選創(chuàng)效課題組深入分析了各產(chǎn)品性能指標(biāo)與客戶對產(chǎn)品性能指標(biāo)的需求差異，發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品在硫分指標(biāo)上存在有一定的創(chuàng)效空間。1 年內(nèi)3#煤的1/3 焦煤平均硫分＜0.7%，客戶供煤協(xié)議上產(chǎn)品性能指標(biāo)硫分要求僅為＜1.0%，而9#煤平均硫分＜3.0%?；?#煤和9#煤在硫分上的差異，可以在客戶產(chǎn)品的3#低硫原煤中配入一定比例的9#高硫原煤，實(shí)現(xiàn)客戶對產(chǎn)品性能指標(biāo)硫分的要求即可。經(jīng)計(jì)算，在洗選后客戶產(chǎn)品中每摻入1 噸9#高硫原煤可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益約220 元，通過配煤洗選實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2 配煤比例論證分析

2019 年8～12 月份5 個月之間，該礦3#原煤平均硫分分別為0.59%、0.65%、0.62%、0.68%、0.64%。從以上5 個月數(shù)據(jù)可得：3#原煤平均硫分為0.64%，平均硫分＜0.7%，與客戶供煤協(xié)議上確定的產(chǎn)品硫分指標(biāo)的1.0%相差有0.34%。針對這一情況，利用這僅僅0.34%的硫分差值區(qū)間，在3#低硫原煤配入一定比例的9#高硫原煤進(jìn)行洗選，具有相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 配煤洗選比例計(jì)算

表1 9#原煤及洗選后產(chǎn)品構(gòu)成表

3#精煤硫分平均值為0.66%，3#高灰（12.5%）精煤回收率45.41%，3#低灰（10.5%）精煤回收率39.26%；9#精煤硫分平均值3.10%。此時3#精煤回收率估算為59.85%+19.50%=79.35%。

2.1.1 生產(chǎn)3#高灰精煤產(chǎn)品時入洗量計(jì)算

設(shè)定3#低硫原煤與9#高硫原煤的配比比例為X:1，配煤生產(chǎn)客戶精煤產(chǎn)品硫分設(shè)定為0.98%，則有下列等式成立：

（45.51%×X×0.66%+79.35%×1×3.10%）=0.98%×（45.51%×X+79.35%×1）

解得X=11.55，所以當(dāng)3#低硫原煤與9#高硫原煤的配比為11.55:1 時可生產(chǎn)出3#高灰精煤產(chǎn)品。

李雅莊礦洗煤廠一期入洗能力為650 t/h，二期入洗能力為800 t/h，合計(jì)入洗能力為1450 t/h。此時：單開一期生產(chǎn)時，3#低硫原煤為598 t/h，9#高硫原煤入洗量為52 t/h；單開二期生產(chǎn)時，3#低硫原煤入洗量為736 t/h，9#高硫原煤入洗量為64 t/h；一、二期同時生產(chǎn)，3#低硫原煤入洗量為1334 t/h，9#高硫原煤入洗量為116 t/h。

2.1.2 生產(chǎn)3#低灰精煤產(chǎn)品時入洗量計(jì)算

設(shè)定3#低硫原煤與9#高硫原煤的配比比例為X:1，配煤生產(chǎn)客戶精煤產(chǎn)品硫分設(shè)定為0.98%，則有下列等式成立：

（39.26%×X×0.66%+79.35%×1×3.10%）

=0.98%×（39.26%×X+79.35%×1）

解得X=13.39，所以當(dāng)3#低硫原煤與9#高硫原煤的配比為13.39:1 時可生產(chǎn)出3#低灰精煤產(chǎn)品。

李雅莊礦洗煤廠一期入洗能力為650 t/h，二期入洗能力為800 t/h，合計(jì)入洗能力為1450 t/h。此時：單開一期生產(chǎn)時，3#低硫原煤為605 t/h，9#高硫原煤入洗量為45 t/h；單開二期生產(chǎn)時，3#低硫原煤入洗量為744 t/h，9#高硫原煤入洗量為56 t/h；一、二期同時生產(chǎn)時，3#低硫原煤入洗量為1349 t/h，9#高硫原煤入洗量為101 t/h。

2.2 配煤洗選效益預(yù)測

生產(chǎn)3#高灰精煤產(chǎn)品時，1 t 9#高硫原煤配洗后可產(chǎn)生低硫精煤約0.793 5 t。如果對9#高硫原煤單獨(dú)洗選，1 t 9#高硫原煤只能生產(chǎn)0.598 5 t 高硫精煤+0.195 t 中煤。計(jì)算可知，每1 t 9#高硫原煤可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值約163 元。按每天入洗3#低硫原煤5000 t 計(jì)算，需摻配9#高硫原煤433 t，可創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值每天為7.06 萬元，每月利潤212 萬元，每年利潤2544 萬元。

生產(chǎn)3#低灰精煤產(chǎn)品時，1 t 9#高硫原煤配洗后可產(chǎn)生低硫精煤約0.598 5 t。如果對9#高硫原煤單獨(dú)洗選，1 t 9#高硫原煤只能生產(chǎn)0.598 5 t 高硫精煤。計(jì)算可知，每1 t 9#高硫原煤可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值約104 元。按每天入洗3#低硫原煤5000 t 計(jì)算，需摻配9#高硫原煤373 t，可創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值每天為3.88 萬元，每月利潤117 萬元，每年利潤1398 萬元。

3 洗煤廠現(xiàn)場改造方案

李雅莊礦洗煤廠3#原煤倉和9#原煤倉呈串行排列結(jié)構(gòu)，兩者之前共用一條帶式輸送機(jī)進(jìn)行原煤運(yùn)輸。對9#原煤倉給煤機(jī)現(xiàn)場機(jī)構(gòu)進(jìn)行加裝改造，實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)變頻控制，并輔助增加平板閘門與立板間門相結(jié)合，在每個閘門上標(biāo)定刻度，通過電液驅(qū)動和限位保護(hù)實(shí)現(xiàn)控制。在配煤現(xiàn)場加裝一個配電箱，裝設(shè)完整的電機(jī)控制配套設(shè)備和針對全套系統(tǒng)控制、檢測、信號返回的終端設(shè)備及鋪設(shè)現(xiàn)場控制的線路和操作設(shè)備。

在9#配煤控制配電柜現(xiàn)場至原煤配電室之間敷設(shè)一根控制電纜，將9#配煤控制系統(tǒng)接入到選煤廠的集中控制系統(tǒng)中來，并對9#配煤控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖、保護(hù)做好設(shè)置，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 實(shí)際應(yīng)用效果分析

利用配煤優(yōu)化技術(shù)對洗煤廠生產(chǎn)的3#高灰精煤產(chǎn)品和3#低灰精煤產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)質(zhì)、增效，在生產(chǎn)3#精煤產(chǎn)品時配洗一定比例的9#高硫原煤，可為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。同時對9#原煤倉配煤系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)械化、自動化和遠(yuǎn)程集控化的優(yōu)化改造，建立了一個完善的自動化配煤系統(tǒng)，有效提高了配煤作業(yè)的自動化程度，減少了工作崗位，節(jié)約了人力成本，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

從2020 年1 月份起，基于硫分差異的配煤洗選技術(shù)在李雅莊礦洗煤廠進(jìn)行了全面的應(yīng)用。從2020 年1 月至今，共配洗9#高硫原煤共約10 萬t，共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約1500 元萬。