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浅谈高效选煤厂的设计特点 选煤设计研究院 李志勇 张法军 乔继 摘 要 本文介绍了高效选煤厂的发展形势,并结合自身的工作体会,介绍了高效 选煤厂的设计特点。 关键词 高效选煤厂 设计 特点 1 前 言 高效选煤厂在国外的选煤厂设计中已广 为采用。这种选煤厂,生产工效高,厂房占 地面积小,高度低,自动化水平高,技术先 进。国外发达国家应用高效选煤技术,使选 煤厂逐渐走向大型化,增大原煤入洗比例。 有 些发达国家原煤入洗比例达90以上。 我国选煤厂总体技术、装备、自动化水 平落后于发达国家。2000年原煤入洗比例仅 3816 ,“十五”规划中,炼焦精煤灰分平均 目标为915 ,而发达国家炼焦精煤灰分为 7。煤炭作为我国的基础能源,其产品质量 已远不能适应工业经济发展的需要。 为此,国 家在“十五”规划中大力发展选煤,共规划 了485座煤炭洗选加工厂。其中,新建选煤 厂35座,技术改造选煤厂450座。但是,在 新设计的选煤厂中,传统选煤厂模式的设备 台数多、厂房体积大、系统复杂、维修工作 量大、用人多、效率低的缺点必须克服,代 以先进高效的现代化技术。我国近几年先后 建成了山西晋城成庄矿选煤厂、山西兰花集 团伯方矿选煤厂、内蒙准格尔能源公司选煤 厂等多座高效选煤厂。由于高效选煤厂具有 显著的高效特点,必将在今后的选煤厂设计 中应用越来越广。 影响选煤厂高效性的因素有很多,笔者 从自身的工作体会出发,谈谈高效选煤厂的 设计特点,希望能起到抛砖引玉作用,为高 效选煤厂的推广发挥作用。 2 高效选煤厂设计特点 211 设备大型化 选煤厂工艺流程中,任一作业如果选用 处理能力较小的设备,其台数必然就多。相 反,如果选用处理能力较大的设备,其台数 就减少。设备台数多时,上一作业物料给入 到该作业段,必须被均匀分散开来。这势必 多一个生产环节,从而增加厂房高度。 同时,该作业段各产品向下一作业段输 送,还要有一个收集再分配环节,又要占用 布置高度。而如果各作业段为单台设备,则 物料直接从一个作业段流向另一个作业段, 就可以提高效率,减少能耗,并大大降低厂 房体积。 例如某个小时处理500 t末煤的重介 车间。 末煤脱泥后采用无压重介旋流器分选。 脱泥作业如果选取14 m 2 直线振动筛,则需 选取6台。末煤由皮带运至重介车间后必须 先进入一台刮板输送机,将末煤分配给6台 脱泥筛;脱泥后的末煤又必须用刮板或其他 设备收集起来再分成几份,进入旋流器分选。 环节多,高度浪费大。 如果选取26m 2 的香蕉 筛,则只需选取一台。皮带运来的末煤可直 接进入脱泥筛。脱泥筛上的末煤可由筛前溜 槽直接进入旋流器分选,设备台数由8台减 31 第6期 煤质技术 2001年11月 为1台,装机容量由160 kW减到55 kW ,布 置高度也可降低7～10 m。 212 部分自流物料改为有压流 选煤厂中的物料通过自流进入下一作 业,虽然可以省去中转动力设备,但需要加 大上几道作业设备的布置高度,因而并不节 省能量。相反,由于厂房高度的增高,还增 加了投资。如果改为有压流,根据能量守恒 原理,选煤厂并不多消耗能量,却可降低投 资。这也是选煤厂低投入、高产出,实现高 效的一项措施。 传统选煤厂重介旋流器入料多采用定压 漏斗形式。煤和介质在位于旋流器上方7～ 10 m的定压漏斗中混合, 自流入旋流器。原 煤分级和脱泥作业布置高度很高,大大增加 了厂房高度和体积。 由于原煤提升高度大,其 水平输送距离就大,从而工业广场占地面积 大。而高效选煤厂重介旋流器一般采用泵给 料方式,原煤无须提升很高,厂房高度低。 仅 此一项,就可降低厂房高度10m ,减少厂房 体积15～20。 对于重介分选中的介质磁选回收作业, 上一作业的脱介筛下稀介质可以自流入磁选 机分选,为达这一目的,磁选机必须布置在 脱介筛下一层。由于磁悬浮液易沉淀,其自 流坡度要求较大。所以,布置磁选机楼层的 层高一般大于5 m。特别是前后作业设备台 数多的时候,层高甚至达7m。 而如果将脱介 筛下稀介质流入桶中,用泵有压给入磁选机 中,则磁选机的布置就不受限制,可以与脱 介筛同层布置。可使厂房高度降低3～5 m。 厂房高度降低所带来的能耗节省量足以 弥补增加泵所增加的能耗;而厂房高度的降 低所节省的建设资金却是十分显著的。 213 提高设备质量,减少备用设备 随着世界经济和技术水平的发展,设备 质量已有了较大幅度提高。特别是发达国家 的设备质量比较好,事故率低,一般可通过 提高维护水平,调整工作制度,使设备能保 证正常生产,而无需设计中增加备用设备。 增加备用设备,一方面降低了楼层的有 效使用面积,使有些正常使用设备不得不易 层布置,最终可能导致厂房高度增加;另一 方面,增加备用设备必将使设备台数增加,从 而带来物料的收集和再分配问题。所以,高 效选煤厂设计中必须减少备用设备。 根据目前生产情况,泵类设备已可采取 库存备用,而不就地备用。对于质量好的高 磨损设备,如离心机也应尽量减少备用。 214 高度自动化 高效选煤厂通常具有很高的生产工效, 其生产工效常在80～100 t 工以上。全厂煤 流系统全部设备均由集控起、停车。传统选 煤厂人员设置一般按设备司机制定岗、 定员, 而高效选煤厂采用巡检制,大量节省了操作 人员。一个高效选煤厂主厂房每班操作人员 只需设一个集控操作人员和一名巡视工。 在设计中,实现高度自动化首先要选用 先进可靠的设备,以保证设备无故障运行时 间长,单机自动化水平高,从而不需要设岗 位工;第二,采用先进合理、实用可靠的控 制技术,控制软件要可靠、操作性强。高效 选煤厂控制系统一般采用两级网络。在控制 室设置工业计算机和大屏幕显示器,工业计 算机配有功能强大的人机接口软件,可完成 全厂的数字量、模拟量检测以及顺序控制和 回路控制,如重介质悬浮液密度自动控制,跳 汰机单机自动化,浮选自动化,液位自动控 制,大屏幕显示器显示全厂设备的运行状态、 参数显示、报警,做到真正的控制、管理一 体化;第三,设计中配备必要的辅助设备,如 普遍采用变频器,以实现远程调节工艺参数。 泵类设备利用液位显示信号自动控制起、 停; 皮带输送机配备跑偏、打滑、堵塞、撕裂等 完善的保护系统。将先进的软件和硬件有机 结合起来,才能保证选煤厂高效、安全生产, 减员提效。 41 第6期 煤质技术 2001年11月 使用复合式干选机排矸是 矿井提高煤质的有效途径 鸡西矿务局 何子军 杨学铭 韩鸿 1 问题的提出 鸡西局东海煤矿,由于煤层赋存条件影 响,煤层薄,煤质较差,夹矸平均厚度为012 ～018 m ,且顶板极易破碎。可采煤层灰分 36～38 ,原煤灰分40～43。而且由 于采掘比例失调,5个半煤岩掘进队组采用 连续运输,直接进入煤仓,使含矸率达到 10～12。另外,由于我矿没有洗选加工 系统,只通过人工拣矸来提高煤质。- 50mm 矸石混入商品煤中,使商品煤灰分达到37 ～39 ,发热量只有17198～18182M Jkg, 根本不能满足用户需求。尤其是进入市场经 济以后,我矿煤炭销售更加困难。尽管采取 了不少提质措施,如限量开采高灰分煤层,控 制半煤岩掘进煤入仓,尽量做到煤岩分装分 运,并加强采煤工作面顶板管理等,但由于 没有从根本上提高煤炭质量的得力措施,提 质效果不明显,不但销售局面没有好转,而 且造成吨煤成本增高,产量下降,影响全矿 的经济效益。 为扭转销售工作的被动局面,提高煤炭 质量,增强我矿煤炭产品在用户中的信誉,以 质量占领市场,我矿经多次研究决定,不论 多么困难,也要挤出一部分资金建一座选煤 厂,彻底改变我矿的煤质状况,加快我矿 “扭亏脱困,二次创业”的进程。 2 煤质分析 211 煤质状况 见表1。 212 原煤煤样筛分试验综合结果 见表2。 213 煤质分析 1属高灰、低硫、低发热量的13焦 煤,主要作动力用煤。 2通过表1看出,原煤灰分42150 , 含矸率1019 ,需要分选加工。 3根据筛分试验表分析可知 25mm 物料灰分54165 ,发热量13147M Jkg;而 - 25 mm物料灰分35155 ,发热量20128 M Jkg。说明矸石大部分集中在 25mm粒 级煤中,而- 25mm物料煤质较好,灰分较 低。 3 结 语 选煤厂设计中,通过采用合理而简捷的 工艺流程、先进可靠的大型设备、现代化的 控制系统,为选煤厂高效化奠定基础。设计 高效选煤厂需要选煤、建筑、电气、机械等 多行业相互配合,大胆创新,打破框框,才 能使高效选煤技术不断发展提高,最终提高 我国选煤整体水平。 作者简介 李志勇,男, 1970年生, 1992年毕业于中 国矿业大学选矿专业,学士学位。 现于选煤设计研究院从事 选煤工程设计,负责并参与多座高效选煤厂的设计工作。 收稿日期2001- 09- 30 51 第6期 煤质技术 2001年11月