浅谈开滦矿区炼焦煤集中入洗的可行性.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2002年第3期 煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 COAL PROCESSING 对按煤种、 硫分、 可选性配煤后集中入洗的可行性进行了理论分析,提 出了实际运行方案以及可能存在的问题和困难,估算了经济效益,并提出进一步论证的建议。 关键词炼焦煤;配煤;集中入洗;可行性 中图分类号TD94011 文献标识码A 文章编号10052839720020320008204 开滦集团有限责任公司是一座大型煤炭生 产企业,也是我国重要的炼焦煤生产基地,主要煤 种为肥煤、 气煤、1Π3焦煤及焦煤,其中肥煤资源量 占全国肥煤总量的30 左右,在我国肥煤市场 中,占有举足轻重的地位。 全公司现有17155 MtΠa的洗选加工能力,其 中炼焦煤选煤厂6座,核定能力13155 MtΠa ;动力 煤选煤厂1座,设计能力4100 MtΠa。目前全公司 年产精煤约4150 Mt ,其中8～10级1Π3焦煤约 1150 Mt ,10～12级肥煤约2100 Mt ,10～12级焦煤 约1100 Mt。各选煤厂及产品简况见表1。 收稿日期2002203228 作者简介王 军19682 , 男,河北赤城人,1990年 毕业于黑龙江矿业学院选矿工程专业,工学学士;开滦 集团公司范各庄矿业分公司选煤厂厂长、 高级工程 师;电话031523067769。 表1 开滦集团各选煤厂及产品情况 单 位赵各庄矿林西矿唐山矿马家沟矿范各庄矿吕家坨矿钱家营矿 入选原煤种类肥肥、 焦1/ 3焦肥肥肥、 焦1/ 3焦、 肥 设计能力ΠMta - 1 2.101.802.700.754.002.404.00 洗选工艺重介2跳汰2浮选跳汰2浮选跳汰2浮选全重介2浮选重介2跳汰2浮选全重介2浮选 全重介2浮选 2000年入洗原煤Πkt186514892920947.426772185 2000年精煤等级11～1210～128～101110～1211 2000年精煤灰分, 10.7210.559.1810.399.8210.55 2000年精煤产率, 31.6436.544.9949.5731.5318.72 1 开滦矿区炼焦煤洗选方面存在的问题 开滦集团公司冶炼精煤具有粘结性强、 结焦 性好、 生产的焦炭热反应强度高等优点。精煤优 良的品质,已被众多用户首肯。但从产品的内在 质量上看,开滦精煤的质量级别偏低,主要是灰 分、 硫分偏高,其原因是原煤可选性差、 洗选设备 和加工工艺相对落后。 2000年以来,开滦集团加快了选煤厂技术改 造的步伐,各厂纷纷采用高效的重介分选技术改 造老系统,并加快了设备更新。在技术改造完成 后,设备和工艺落后的局面会有根本改变。但是, 仍有一些深层次的问题没得到解决,主要有以下 几个方面 a 矿区精煤产品定位缺乏统一协调,整体洗 选效率低 几年来,由于煤炭市场竞争激烈,开滦各矿从 各自的利益出发,纷纷采取价格、 质量等手段,不 惜代价抢占市场。精煤灰分、 硫分等指标的确定, 完全由市场决定,而不是根据资源合理配置,造成 产品定位与资源条件严重扭曲。如范各庄矿业公 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 司原煤可选性不好,末原煤中 011含量达60 以上,并且是跳汰分选工艺,一直生产十级精煤; 而马家沟矿选煤厂原煤煤质较好,又是全重介流 程,却生产十一、 十二级精煤;吕家坨矿选煤厂的 情况更差,由于原煤煤质极差,2000年精煤回收 率只有18. 5 ,还在不断地降灰提质。 由于各矿业公司各自为战,产品定位缺乏统 一协调,造成好煤洗高灰,差煤洗低灰的现象。事 实上,可选性差的原煤洗选低灰产品时,分割精度 低,精煤损失严重,从矿区整体来说,整体洗选效 率降低,资源配置不合理。 b 未能充分合理利用优质炼焦煤的内在煤种 优势 开滦炼焦煤的煤种优势十分突出,范各庄、 马 家沟、 赵各庄矿的肥煤粘结性指数GR. I.一般大于 98 ,胶质层厚度大于28mm ,属于强肥煤。钱家营、 唐山矿煤,虽然牌号是1Π3焦煤,但粘结性指数 GR. I. 90 ,Y值为20～28mm ,也非常接近于肥煤。 适当配入强肥煤,也可成为优质肥煤,是宝贵的资 源。但这一优势没有得到很好利用。1999年钱 家营矿生产了428417kt原煤,为1/ 3焦煤粘结性 指数GR. I. 95 ,Y值为20～28mm ,经部分加工 后,全部作为动力煤销售。动力煤的比价远远小 于肥精煤,经济效益上损失很大,也是资源的较大 浪费。另外,钱家营矿4100MtΠa的全重介工艺选 煤厂作为动力煤选煤厂,部分工艺功能闲置,没有 很好地发挥作用。 唐山矿选煤厂精煤牌号一直是1Π3焦煤。由 于1Π3焦煤国内资源丰富,市场竞争非常激烈,精 煤灰分级别普遍较高如邢台的1Π3焦煤为7～9 级 , 而且比价低。以2000年的平均售价为例,肥 煤普遍为10～12级,吨精煤272. 8元Πt ;唐山矿1Π3 焦煤为八～九级,吨精煤售价仅260. 12元Πt ,可 见,生产肥煤与1Π3焦煤之间效益的巨大差异。 而唐山矿适当配入范各庄或马家沟煤后,完全可 以改为肥煤牌号。 c 肥精煤硫分增高的问题仍然存在 开滦煤,特别是肥煤、 焦煤矿井的煤都有这样 的规律浅层煤灰分高、 硫分低;深部11、12煤层 灰分低、 硫分高,其硫分多在2 以上。随着矿井 开采向深部延伸,原煤硫分呈增高趋势。从11、 12煤层的硫分构成看,有机硫所占比例一般在 30 ～50 之间,有的高达70 ～80 ,这部分硫 通过洗选脱除十分困难,因此精煤硫分会相应增 高。而随着环保要求越来越严,用户对产品硫分 的要求也越来越严格。肥精煤硫分增高的问题已 经并且越来越会成为影响开滦集团的生存与持续 发展的主要问题。 事实上,开滦矿区也有优质低硫煤,如马家 沟、 唐山、 吕家坨矿煤等等,是很好的配煤降硫煤 源。但目前没有很好利用,没有发挥出整体优势。 总之,尽管目前选煤厂的技术改造对于提高 各选煤厂技术水平、 装备水平、 选煤效率等有很大 作用,但就开滦集团整体而言,资源没得到充分、 有效利用,各厂各自为战,缺乏统一协调和调度, 在很大程度上影响了企业营利水平及进一步发 展,应当尽快加以解决。其中一个有效的方法就 是打破矿井界限,实行跨矿配煤,集中入洗。 2 炼焦煤集中入洗可行性的理论分析 集中入洗主要是按照原煤不同的性质,把煤 质相近或者互补的不同矿煤集中在一个矿或几个 入洗。主要包括以下几个方面 1 按煤种不同,1Π3焦煤和强肥煤互相调配, 简称煤种配煤,集中入洗。 2 按硫分不同,高低硫煤互相调配,简称硫分 配煤,集中入洗。 3 按可选性不同,根据各矿原煤性质,重新安 排产品级别。开滦集团形成产品系列,各矿以一 到两种产品为主,好煤低洗,差煤高洗。简称按可 选性配煤,集中入洗。 下面主要就1Π3焦煤配成肥煤即煤种配煤的 可行性,以及按可选性难易确定产品等级即按可 选性配煤进行理论分析和论证。 2. 1 按煤种配煤 煤种配煤主要是指唐山矿和钱家营矿的1Π3 焦煤配入适量的强肥煤,达到肥煤指标,从而改变 精煤牌号,提高经济效益。该方案主要考虑这两 种1Π3焦煤的指标偏向于肥煤。具体指标见表2。 从表2可以看出,钱家营矿和唐山矿1Π3焦 煤与肥煤的主要指标相比,所差的只是Y值小一 些,而范各庄矿的煤Y值远高于指标,马家沟、 赵 各庄矿煤也是一样。 由煤化学可知,胶质层厚度具有可加合性。 9 2002年第3期王 军,等浅谈开滦矿区炼焦煤集中入洗的可行性 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表2 1Π3焦煤与强肥煤的主要指标 项目 挥发分 Vdaf, 粘结指数 GR. I. 胶质层厚 度YΠcm 焦渣特征 肥煤主要指标28～378525106～7 范各庄精煤28～379833.5～37156～7 钱家营精煤28～379921.5～27156～7 唐山矿精煤28～379521.5～24106～7 钱家营和唐山矿煤按比例掺入肥煤后,Y值会达 到 25 mm的指标。例如,按最小值计算,唐山矿 精煤与范各庄矿精煤按2∶1的比例相配后,Y值 将大于25 mm。 此外,尽管粘结指数从定义上说不可加合,但 据经验,当G 15 ,煤种间G值差小于75时,粘结 指数也有很好的可加合性见 煤质技术1998年 第六期。因此任意比例配煤,G值都会大于96。 因此,以上三种煤配煤后完全满足肥煤的指标,并 且由于粘结指数较大,应该是非常优质的肥煤。 笔者将唐山矿精煤煤样与范各庄矿精煤煤样 按2∶1比例掺混后送化验室化验,结果与此完全 相同。由此可见,将有关煤种配比后集中入洗在 理论上是可行的。 2. 2 按可选性不同集中入洗 所谓按可选性配煤,就是把煤质相近的煤在 确定合理的产品等级基础上集中入洗。可选性差 的煤精煤灰分等级低一些,可选性好的煤精煤灰 分等级高一些,这样可以提高整体效益。理论分 析如下 在任意一种煤的可选性曲线上,浮物累计曲 线代表精煤灰分与精煤产率的函数关系。我们讨 论洗十级和十二级精煤时的产率差为ΔY,则 ΔY k Δ X。对于两种不同的原煤,由于十级到十 二级的灰分差 ΔX相同,那么产率差就决定于曲 线的斜率k。就开滦煤而言,煤质越差,灰分变化 后产率变化越显著,即斜率越大。反之,斜率变 小。因此,可选性好的煤如马家沟煤 , 从十级提 高到十二级产率的增加值,和可选性差的煤如范 各庄煤 , 从十二级降到十级时产率的减少值相 比,增加值要小于减小值,即总产率降低。所以, 好煤洗高灰分精煤,差煤洗低灰分精煤是不合理 的。可选性差的煤,分选的精煤灰分应适当提高。 此外,根据最大回收率原则,等边界灰分时, 回收率最高。由于洗选时分选密度相对固定,因 此要求入选原煤的煤质尽可能相近,即加强煤炭 的调配,煤质相近的煤集中入洗。 3 实际运行方案及可能存在的问题 3. 1 操作方案的确定原则 根据以上分析,确定集中入洗方案的原则应 该是以煤种配比为主导,适当考虑按硫分配比和 按可选性配比的因素,兼顾运距、 成本等实际情 况,形成几个生产不同质量等级精煤的配煤洗选 中心。 3. 2 具体方案 a 以唐山矿与马家沟矿作为一对矿井,以唐 山矿为中心。两矿煤互补性强,且运距较短。两 矿煤互相调拨后,用马家沟矿的强肥煤改变唐山 矿1Π3焦煤的牌号,两矿都生产肥精煤。由于这 两个矿的煤硫分低,可选性好,可以生产低硫、 低 灰的优质肥精煤八级或九级 , 从而改变目前开 滦矿区肥精煤灰分等级高的现状。如果马家沟矿 煤不足或以后资源枯竭,可补入部分范各庄矿的 高硫煤代替。 b 以范各庄矿与钱家营矿作为一对矿井,以 范各庄矿为中心。两矿运距较短,且有矿区铁路 专线。两矿煤互相调拨,都生产肥精煤。两矿的 煤质相近,硫分在1 以下,灰分等级应保持十级 或十一级。钱家营矿原动力煤市场可用两矿的副 产品补足。 c 以吕家坨、 赵各庄、 林西矿作为互相调拨矿 井,以吕家坨矿为中心。赵各庄、 林西矿的高硫煤 调入吕家坨矿,与吕家坨矿的低硫煤相配,主要是 提高吕家坨矿煤的可选性,提高精煤产率,充分发 挥吕家坨矿煤优良的内在品质,提高市场竞争力, 从而提高整体效益。同时,赵各庄、 林西矿煤的硫 分下降后,有利于提高竞争力。 d 随着赵各庄、 林西、 马家沟等老矿的资源量 不断减少,未来开滦肥煤的主力矿井只有范各庄 矿,范各庄矿将成为肥煤、1Π3焦煤的调出和调入 中心,应进一步加大受煤能力和洗选能力建设。 3. 3 预期出现的问题和困难 a 配煤后用户的可接受程度 从精煤产品的用户角度考虑,在配煤炼焦过 程中,为保证配煤炼焦指标的稳定,希望供煤的煤 质不变,各项指标相对稳定,而且是单一煤源最 好。因此,用户的可接受程度可能是影响跨矿配 01煤炭加工与综合利用2002年第3期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 煤、 集中入洗的最大问题。但是事实上,由于煤炭 生产企业的特殊性,单一煤源供煤实现起来比较 困难。国内许多选煤厂是群矿型或矿区型选煤 厂,其入洗原煤来源十分广泛,有的时候要用几种 煤来配洗,更不用说单一煤源供煤。就开滦矿区 而言,过去也曾经用几个矿的精煤按比例混配后 发给同一用户。因此,配煤入洗的关键不是配煤 后的产品销售问题,而是配煤的稳定问题。如果 在实际运作过程中,各矿煤的配入量相对稳定,煤 质不发生大起大落,再加上开滦煤的特别优势,用 户是可以接受的。 b 各生产矿的可接受程度 跨矿配煤,集中入洗,包括对精煤产品等级的 重新定位,对集团公司整体而言是有利的,但是对 各矿而言,实际上是利益再分配的过程。由于开 滦集团的体制是以各矿业公司为利润中心,因此 有一些矿,特别是过去自身条件较好、 精煤产品灰 分较高的矿,会从自身的利益出发,对跨矿配煤、 集中入洗持反对态度。但是,随着集团公司内部 经营体制的改革和发展,各矿将不再是利润中心 而逐渐成为生产中心。因此,配煤入洗的做法将 会成为可能。 c 运输成本及配套设施 跨矿配煤、 集中入洗是一项大工程,涉及到大 量物料的流动,因此,运输成本是很重要的因素。 但由于开滦矿区拥有完善的自备铁路系统,且除 唐山、 马家沟两矿外,其它几个矿分布较为集中, 运输费用较低。如目前范各庄矿与林西矿之间的 运费仅为2. 1元Πt ,预计整体费用不会很高。 此外,配煤入洗各矿须有受煤、 贮煤等配套设 施,有些矿原有的系统需改造,有的矿则需增设。 d 操作的复杂程度 跨矿配煤、 集中入洗是一项复杂工作,涉及到 原煤生产、 运输、 洗选、 销售等很多部门,而且要保 证配煤后指标的稳定和效益的发挥,协调起来比 较困难,应有专门的机构来调度和协调。 4 结 语 综上所述,我们可以得出这样的结论目前开 滦集团公司的洗选加工状况,没有充分发挥本矿 区的资源优势和洗选加工优势,而跨矿别配煤、 集 中入洗是解决这一问题的较好办法之一。集中入 洗在理论上是可行的、 有依据的,在实际生产中也 有可操作性,但要实现集中入洗需解决的关键问 题是管理问题。 如果能够解决这些问题,实现集中入洗,带来 的经济效益将十分明显。现举例说明 以唐山矿选煤厂为例,年入洗3 Mt原煤,原 年生产1Π3焦精煤1140 Mt。如果配入1100 Mt肥 煤,吨煤运杂费以10元计,则需增加投入10100 10 6 元;配比后由于牌号改变,可生产十级肥精 煤,精煤品质提高一级,精煤回收率提高3 ,副 产品相应减少3 ;以2000年价格计算,精煤与副 产品差价为120元Πt ,则增加的收入为 3100 Mt3 120元Πt 1018010 6 元 因牌号改变,精煤价格提高后增加的经济效 益为 272. 8 - 260. 12 12. 68元Π t 140 Mt12. 68元Πt 1717510 6 元 合计取得的总经济效益为 10 180 17175 - 101 00 10 6 1815510 6 元 这只是以一个厂为例的计算结果,也只是按 煤种配煤入洗的效益试算。事实上,按硫分配煤、 按可选性配煤入洗也有巨大的收益。所以,跨矿 配煤、 集中入洗是提高经济效益、 提高精煤产品质 量的有效方法,也是实现企业持续发展的捷径,建 议在进一步论证的基础上尽快实施。 干法选煤专家座谈会在京召开 中国煤炭加工利用协会于2002年4月3日在京组织召开了干法选煤专家座谈会,共邀请了11个省、 市、 区的30位专家 参加了会议。 干法选煤设备生产厂家和多家用户在会上发了言。与会的专家进行了热烈的讨论,对干法分选技术和设备提出了很 多建设性意见和改进建议一是要继续提高干法分选的精确度;二是要减少扬尘,特别是要改进设备进料与出料口的连接; 三是要解决振动电机轴承易烧坏及部分构件的耐磨问题;四是设备应实现模块化;五是继续提高单位处理量;六是提高设 备对入选原煤水分的适应能力。华文 11 2002年第3期王 军,等浅谈开滦矿区炼焦煤集中入洗的可行性 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ● ENG LISH ABSTRACT ● ENG LISH ABSTRACT ● Conception and Realization of Building up K ailuan to a First2Class Base for coal Processing LI Jian2guang Kailuan Group Co.Ltd. ,Tangshan,Hebei063018 ,China Abstract Present status of coal processing in Kailuan em2 phatically analyzed and discussed; problems confronted and draw2 backs in coal cleaning process summarized; the orientation and es2 sential contents for building up a first2class base of coal processing in Kailuan expounded; and proposal for its realization related to present situation given. Keywordsfirst2class base for coal processing; status; orien2 tation; measure; Kailuan Group Consideration on Development of Coal Liquefaction Technology in K ailuan Group Co. LI Shun2chang,ZHANG Jin2ping Kailuan Group Co.Ltd. ,Tangshan,Hebei063015 ,China AbstractIntroduced are the essence of coal liquefaction and its main s and status of technical development. It is prop2 osed that Kailuan should accelerate the experiment research on di2 rect coal liquefaction and application research on a project for coal in2direct liquefaction. Keywords coal liquefaction; principle; ; develop2 ment ; proposal Preliminary Discussion on the Feasibility of Collective Cleaning of Coking Coals Produced within Mine Area WANG Jun,SUN Jian2zhong Coal Prep.Plant,Fangezhuang Branch Co. , Tangshan,Hebei063109 ,China AbstractIn2depth problems confronted in coking coal clean2 ing in Kailuan mine area discussed , on which option for blending raw coals across mines followed by collective cleaning proposed. The feasibility of collective coal cleaning according their species , sulfur content and washability theoretically analyzed; option for its practical operation given; possible problems and difficulties con2 fronted anticipated; economic benefit uated; and further expo2 sition proposed. Keywords coking coal ; coal blending; collective coal cleaning; feasibility Preliminary Discussion on Enforced Management of Coal Quality at the H arbor Terminal LI Hong2shui Center for Coal Quality Inspection,Kailuan Group Co.Ltd. ,Tangshan,Hebei063018 ,China Abstract Taking Tangshan Terminal at Beijing2Tangshan Harbor as an example , five effective measures for enforced man2 agement of coal quality discussed , which are organization of coal arrival ; coal quality management at the terminal ; coal quality con2 trol in the course of coal loading; monitoring and inspection of coal quality at terminal ; and service after sale. Keywordsharbor; coal quality; of management The Conversion and Perance of the UG235Π3.822M17 CFBC Liang Zi2yu,LI Zhi2bo Tangshan Thermoelectricity Co.Ltd. , Tangshan,Hebei063100 ,China AbstractAnalysis given on the UG235Π3. 822M17 CFBC re2 garding its insufficient steam generated , lower steam temperature , and in2normal fuel circulation due to the in2accordance of present coal specification with that original designed. T o be suitable to combust coal refuse , the fuel system, fuel circulator and high2tem2 perature supper heater were converted , on one2year operation of which , all technical indices met those in conversion design , giving notable economic benefit and expected perance. Keywords CFBC; problem; technical conversion; econom2 ic benefit Preliminary Discussion on the Mechanism of Perance uation for Enforced Management of an Enterprise HOU Xiao2jing Kailuan Thermoelectricity Group,Tangshan,Hebei063103 ,China AbstractThe objectively inevitable emergence of the mecha2 nism for perance uation and its function on the enforced management of an enterprise discussed; for correctly holding and utilizing such mechanism, explanation on three insurance measures given as proper selection of uation objects , accordance of en2 couraging reward with responsibility , and organization insurance Keywordsenterprise management ; perance uation; mechanism