郭庄煤矿选煤厂设计浅析.pdf

收稿日期 2009208218 作者简介王建波1976 - ,男,山西长治人,工程师,从事煤质管理工作。 doi 10. 3969/j . issn. 1005 - 2798. 2009. 12. 016 郭庄煤矿选煤厂设计浅析 王建波 潞安煤炭运销总公司 煤质中心,山西 长治 046204 摘 要从流程设计、 工艺布置、 设备选型和车间布置等方面,对郭庄煤矿选煤厂设计思路和模式进行了总 结和分析,以期为其它选煤厂设计提供可借鉴的经验。 关键词喷吹煤;工艺流程;工艺布置 中图分类号 TD94 文献标识码B 文章编号 1005227982009 1220037202 郭庄煤矿位于山西省长治市屯留县路村乡郭庄 村,隶属于潞安集团。郭庄煤矿投产以来历经数次 技改,生产规模日益扩大,目前正在进行的改扩建工 程,矿井原煤生产能力将达到200万t/a。2002年 建成投产的郭庄选煤厂设计原煤处理能力为 60万t/a,采用跳汰、 煤泥浓缩压滤工艺,选煤厂处 理能力远不能满足矿井生产要求,存在分选精度低, 没有浮选工艺,精煤回收率低等缺点,企业经济效益 造成很大损失,为实现矿井原煤全部入选,提高精煤 回收率,最终达到企业经济效益最大化的目的,于 2008年4月建成投产了200万t/a的模块化选煤厂。 郭庄煤矿原煤灰分为Ad26. 88 ,粘结指数G 为10左右,挥发分Vr 15. 17 ,该煤种为贫煤,是 生产高炉喷吹用煤的最佳原材料。潞安是全国最大 的喷吹煤生产基地,目前的喷吹煤市场供不应求,市 场前景非常广阔。 1 工艺流程设计与选煤工艺布置特点 1. 1 产品结构 产品分别为洗精煤、 中煤及矸石。 精煤Ad≤11 ,Mt≤12 ,粒度 ≤50 mm;中 煤Ad35～45 ;矸石Ad≥75。 1. 2 分选范围 分选的上限为50 mm。50 mm是选煤厂要求的 产品的粒度上限;采用50 mm上限,对重介旋流器 分选有利,选前破碎可简化系统,方便管理;需要充 分考虑矿井放顶采煤带来的超大块原煤对系统的影 响。 分选下限定为0 mm。精煤灰分要求为11 , 煤泥必须经过入洗,灰分才能满足要求;煤种为贫 煤,属紧俏煤种,市场需求量大,价格高,入洗下限为 零,可获得最大精煤产率。 1. 3 分选方法 结合目前选煤技术发展的趋势,本厂主要工艺 环节的选择分述如下 1 50 mm1mm粒度级煤的分选方法。设计 推荐采用重介旋流器分选工艺。理由如下① 重介 选分选效率高,可以最大限度地回收精煤产品,提高 企业经济效益;② 重介分选更能适应原煤粒度的变 化;③ 重介旋流器分选有利于简化生产管理;④ 重介 质旋流器密度控制要比跳汰机的风、 水控制系统更 简便有效;⑤ 重介旋流器系统可以有效降低厂房高 度,节省空间。 2 脱泥。国内一般认为重介旋流器的分选 下限能够达到0. 5 mm,就应该将其分选下限确定为 0. 5 mm,以此减少工艺环节。但国内众多选煤厂长 期以来的实践表明,不脱泥工艺存在分选系统稳定 性低,分流量大分选密度易波动,脱介效果差介耗 高,吨煤介耗居高不下等缺点。本厂采用选前 0. 75 mm脱泥重介分选工艺,优点为①0. 75 mm脱 泥使得脱泥筛的数量及规格大大减小;② 重介旋流 器的分选下限由0. 5 mm提高到0. 75 mm,使得重 介旋流器高精度分选优势更加突出;③ 系统低煤泥 运转,可极大减少分流量、 改善脱介效果,介质净化、 回收系统可大为简化,选煤厂介质消耗大为减少。 3 本厂采用两段两产品重介旋流器,主要基 于以下考虑① 三产品旋流器原煤在第一段停留时 间短,分选精度差,精煤回收率低;② 三产品旋流器 二段入料悬浮液的入料压力和密度很难得到有效的 控制,影响中煤和矸石质量;③ 同样处理量,三产品 旋流器直径大,介质循环量大,介耗高;④ 三产品旋 流器的入料压力高,能耗高,管道及设备磨损严重; ⑤ 三产品旋流器二段底流口直径小,遇到大块矸石 易堵塞。 73 问题探讨 总第122期 4 0. 75 mm0. 15 mm粗煤泥采用螺旋分选 机分选。采用螺旋分选机分选粗煤泥,用分级旋流 器控制入料粒度,入料粒度为0. 75 mm0. 15 mm, 其优点是① 符合原煤的煤质特点本厂原煤各粒级 中间密度物相对含量少,粒级越细,原煤灰分越低, 原煤的可选性为易选,在达到要求的分选指标的条 件下,分选密度在1. 6 g/cm 3 以上;由于末煤和粗煤 泥在达到同样基元灰分的条件下,存在的密度差别, 采用重介旋流器和螺旋分选机分别对50 mm 0. 75 mm和0. 75 mm0. 15 mm进行加工,符合最 大回收率原则;② 螺旋分选机靠自身特殊的结构进 行分选,无需动力,具有运行可靠、 运行成本低的优 点;③ 螺旋分选机入料上限可达3 mm,可对部分透 筛的粗煤泥加以分选,并能降低选煤厂的运行成本、 保证 了各相关 环节 的 分 选效 果 和稳 定 性;④ 0. 75 mm0. 15 mm螺旋分选系统,对上工序而言, 稳定了重介系统,对下工序而言减少了 0. 15 mm 进入煤泥水系统的物料量,故起到了至关重要的承 上启下作用。 5 0. 15 mm0 mm细煤泥分选作业。对煤 泥浮选采用浮选机方案,理由如下① 本矿煤泥的可 浮性好,采用浮选机完全可以满足工艺要求;② 与浮 选柱相比浮选机运转更加可靠;③ 新型的浮选机矿 浆通过能力大,有利于工艺布置,简化工艺系统。 综上所述,最终推荐的工艺为①50 mm 0. 75 mm两段两产品重介旋流器分选二段预留 ; ②0. 75 mm0. 15 mm螺旋分选机分选出精煤、 中 煤、 矸石三种产品;③0. 15 mm0 mm浮选。 1. 4 流程特点 1 采用两段两产品重介旋流器,工艺灵活, 精煤回收率高。 2 采用0. 75 mm作为重介旋流器分选下限, 系统可靠性强,介耗低。 3 采用螺旋分选机作为粗煤泥分选工艺,更 适合本矿原煤的特点,出精煤、 中煤、 精煤回收率高, 系统简单,操作费用低,经济效益高。 4 0. 15 mm0 mm细煤泥由浮选回收精煤, 提高精煤产率,增加全厂经济效益。 5 系统环节简单,加工成本低。 6 煤泥水系统设备留有充分富裕系统、 设备 可靠性高,完全可以确保洗水闭路循环,全厂高效、 稳定运行。 2 设备选型 1 设备选型技术先进,性能可靠,高效低耗, 主要设备采用进口设备。 2 尽可能选用与规模和系统相配套的大型 设备,以简化系统、 方便管理。 3 在保证设备性能的前提下,其规格型号、 制造厂家和技术特征的选型时应尽量考虑其通用性 和一致性。 4 同类设备及大型部件采用同一类制造厂 家,减少备品备件种类和降低采购管理难度。 3 车间布置 3. 1 主厂房结构 主厂房结构采用常规钢结构和模块化布置相结 合的形式,与钢筋混凝土结构厂房比较其优点是 1 采用钢结构厂房,可缩短建设周期,使用 户提前实现经济效益。 2 布置合理紧凑,厂房体积小,上煤点低。 与常规模块布置方式比较其优点是 1 克服模块化布置因采用大厅式布置,建筑 物本身没有楼层间隔,众多设备同时运转所带来的 噪声大的问题。 2 模块式布置所有层面均为网格板,承重 小,大型设备均需吊至地面检修,而多层厂房结构, 多数检修工作可在各层完成。 3 适应场地周边条件,占地面积小。 3. 2 主厂房工艺布置特点 1 关键工艺设备采用进口先进可靠的大型 设备,环节少,系统可靠性高。 2 各功能设备分区布置,便于巡视和管理。 主要功能区包括重介分选作业区,原煤-粗煤泥分 选作业区,浮选及精煤加压过滤作业区。 3 根据工艺特点,各设备采用分层布置方 式,使上工序设备物料以自流的方式给入下一工序 设备中,取消了中间运输环节,物料运输路径短,管 道省,不仅增加了系统的可靠性,同时也减少了能耗 和管材的磨损。 4 厂房内设有天车,主要工艺设备的上方均 留有合理的检修空间,检修孔,便于设备部件的检 修,起吊。 4 结 语 郭庄煤矿选煤厂设计采用有压两段两产品重介 旋流器- TBS粗煤泥分选-浮选联合工艺,主要设 备均系国外引进,系统灵活,操作、 管理方便,生产过 程自动化程度高,是我国模块化选煤厂设计的典范。 投产一年来,为郭庄矿创造了巨大的经济效益。 [责任编辑魏晋英] 83 2009年12月 王建波郭庄煤矿选煤厂设计浅析 第18卷第12期