浅析张双楼选煤厂设计.pdf

10 结语 益新公司选煤厂的改扩建是在原新一矿选煤厂 建设基础上进行的,设计能力由112Mt/a增至 118Mt/a,焦煤与1/3焦煤轮换入选,选煤方法和 工艺流程先进合理,各作业设备先进可靠,且实现 了大型化和单机化,工艺布置充分利用原有生产厂 房和其他设施,减少了改扩建工程量,缩短了工 期,节省了投资。全部工程于2006年5月16日竣 工,移交生产。 文章编号 1001 - 3571 2007 02 - 0055 - 03 浅析张双楼选煤厂设计 母长春 济南煤炭设计研究院,山东 济南250031 摘要以张双楼选煤厂的设计为例,通过对不同工艺流程和设备性能的分析比较,提出了合理的 工艺设计方案,强调指出选煤厂工艺设计的关键是要透彻了解原煤煤质和对产品的准确定位, 合理的工艺流程确定和设备选型源于对不同工艺环节的特点和不同设备性能的准确把握。 关键词煤质;工艺流程;设计;粗煤泥分选 中图分类号TD94819 文献标识码 B 徐州矿务集团张双楼选煤厂设计规模为 118Mt/a,主要生产工艺为脱泥有压三产品重介 旋流分选、粗煤泥TBS煤泥分选机分选、细煤泥 浮选、浮选精煤加压过滤、浮选尾煤压滤回收。原 煤分级筛、脱泥筛、脱介筛、离心机、磁选机以及 TBS煤泥分选机等均采用进口设备。 1 煤质与产品定位 张双楼矿主要可采煤层原煤为低或中灰、中 硫、低磷气煤,发热量为22118～25111MJ /kg,经 过洗选可作炼焦配煤。为了满足冶金行业的要求, 煤炭洗选加工 “ 十五 ”规划提出的目标是1 /3焦 煤、气煤灰分应达到7～8 ,强粘结性焦煤和 肥煤灰分8～9。结合徐州矿务集团运销公司 的市场调研和我们所进行的市场分析,设计最终确 定张双楼矿选煤厂的主导产品为优质炼焦配煤,精 煤灰分为715。 2 工艺流程设计 张双楼选煤厂从项目立项到初步设计都是推荐 采用三产品重介旋流器分选工艺。在此仅就设计过 程中争论最大的几个问题做简要介绍。 收稿日期 2007 - 02 - 10 作者简介母长春1972 - ,男,四川广元市人,工程师, 1997 年毕业于淮南工业学院选矿工程专业,现在济南煤炭设计研究院从 事选煤厂设计工作。联系电话0531 85697424。 211 选前脱泥与不脱泥工艺对比 1选前脱泥的优点是分选精度高、效率高。 由于入料中非磁性物煤泥含量少,故脱介效 果好,而且介质系统分流量小,无须经常调节分流 量,正常工作时只需控制补加清水一个因素。 2选前不脱泥对分选精度,尤其是对细粒 级物料的分选精度有一定影响,特别是对原生煤泥 量大,且易泥化的原煤影响更严重。 3由张双楼矿原煤的筛分资料可知,原煤 中015～0mm粒级煤占全样达17176 ,加上次生 煤泥将达到22169以上,甚至更高。如果采用不 脱泥三产品重介旋流器分选工艺,由于大量的煤泥 全部进入介质系统,设备的分选精度将降低,而且 大大增加了脱介及磁选作业的负担,使脱介筛及磁 选机的使用台数增加;同时,介质系统中存在大量 的煤泥,悬浮液粘度增大,分选密度难于控制;由 于洗选后的产品中含有太多细颗粒,脱介筛脱介困 难,介质损耗必将增大。结合张双楼的煤质资料, 从理论上讲,无论采用无压三产品重介还是有压三 产品重介分选工艺,选前都必须脱泥。 212 有压与无压给料方式对比 无压给料重介旋流器分选工艺是近年来使用较 多的一种选煤工艺,其最大的特点是原煤与重介悬 浮液分别给入旋流器。而有压给料重介旋流器工艺 则是将原煤与重介悬浮液在混料桶混合均匀后泵入 旋流器。尽管两者在分选机理上没有多大差别,分 55 第2期 2007年4月 选 煤 技 术 COAL PREPARATI ON TECHNOLOGY No12 Apr12007 选精度也基本相当,但是,在旋流器直径相同的情 况下,有压给料重介质旋流器的处理能力较无压给 料重介质旋流器平均高20～30。另外,采用 无压给料方式,介质同原煤接触时间短,为保证介 质和原煤充分湿润接触,需要大流量高压力的介质 流将原煤冲散,所以在相同处理能力条件下,无压 给料重介旋流器分选工艺的循环介质流量一般较有 压给料工艺高30左右。 尽管采用无压给料方式有利于提高块煤产品的 产率,而有压给料对入选原煤有一定的粉碎作用, 但该选煤厂拟采用 0 13mm分 选主要采用螺旋分选机、干扰床分选机 TBS 等。 随着国外选煤技术和设备的成功引进,螺旋分 选机在我国一些动力煤选煤厂的粗煤泥分选中得以 推广和应用,分选和运行效果良好。该设备无运动 部件,维修工作量小;可以通过增加分选头数提高 单台设备的处理能力,因而占地面积小。但因为该 设备的有效分选密度一般在116kg/L以上,所以常 用于动力煤选煤厂对粗煤泥进行分选。 干扰床分选机TBS主体为柱型槽体,槽体 底部有一个布满冲孔并呈一定角度的布水板,水以 一定的压力由底部给入,经过布水板进入干扰床工 作室,形成上升水流。布水板的作用是使水在工作 室内均匀分布。干扰床的上部有一个入料井,矿浆 切向给入入料井,入料浓度一般在40～60; 干扰床的顶部设有溢流槽。入料经入料井向下散 开,与上升水流相遇,使矿物颗粒在工作室内做干 扰沉降运动。由于颗粒密度的不同,其干扰沉降速 度存在差异,从而为分选提供条件,其分选过程主 要取决于各颗粒相对于水的沉降速度。沉降速度大 于上升水流速度的颗粒进入底流,反之进入溢流。 在干扰床的下部形成由悬浮颗粒组成的流化床层, 该床层中颗粒高度富集,成为自生介质层,当达到 稳定状态时,入料中那些密度低于干扰层平均密度 的颗粒浮起进入溢流,反之进入底流,并通过设备 底部的排料口排出。 TBS干扰床的有效分选粒度为4～01125mm, 入料浓度为40～50 ,可能偏差Ep保证值为 0112,实际可以达到0106。近两年来,沈阳煤业 集团红菱选煤厂、西马矿选煤厂、贵州响水等选煤 厂先后引进8套TBS。 实际使用结果表明,干扰床分选机适用于以下 情况 1当要求出低灰产品,采用低分选密度处 理入料中有大量临近分选密度物的粗煤泥时,干扰 床分选机较螺旋分选机具有较大的优势。 2由于TBS可有效分选4～01125mm粒级 物料,在流程设计时,如果将干扰床分选机布置在 重力选煤与浮选系统之间,将是非常有益的。 3浮选不能有效处理 013mm级粗煤泥, 采用干扰床分选机可有效补偿浮选系统的工艺缺 陷。 4当需要采用加大筛孔尺寸的方法以提高 脱泥筛和脱介筛的处理能力和效率时,可以用干扰 床分选机处理粗煤泥。 干扰床分选机相对于螺旋分选机和煤泥重介旋 流器具有如下的优点 1分选密度可控、可调,最低可达114kg/ L,有效分选密度范围为114～118kg/L。 2自动化程度高。 3不需要复杂的入料分配系统,设备结构 简单,维修工作量小。 4不需要重介质和化学药剂。 通过上述分析比较,张双楼选煤厂粗煤泥分选 宜采用干扰床分选机TBS。 214 最终工艺流程 通过以上分析比较,确定了张双楼选煤厂的最 终工艺流程,详见图1。 65 第2期 选 煤 技 术 2007年4月25日 图1 张双楼选煤厂工艺流程图 3 主要设备 设备选型以选煤厂118 Mt/a的产能为依据,工 作日为年330d,每天开车16h。主要设备配置见表1。 表1 主要设备配置表 设备名称规 格 选用 台数 备注 原煤分级筛 香蕉筛, 214m611m,F 14164m2,筛孔 50mm 1台引进 原煤脱泥筛 香蕉筛, 316m611m,F 21196m2,筛孔 1mm 1台引进 有压三产品 重介旋流器 12008501台国产 精煤脱介筛 香蕉筛310m611m,F 1813m2,筛孔 1mm 1台引进 精煤离心机1400,筛篮筛孔015mm1台引进 中、矸脱介筛 香蕉筛214m611m,F 14164m2,筛孔 1mm 1台引进 中煤离心机1000,筛篮筛孔015mm1台引进 精煤磁选机9142972,单段双滚筒1台引进 中矸磁选机9142972,单滚筒1台引进 煤泥分选机TBS 2100mm1台引进 浮选机 XJM - KS16四槽,单槽 容积16m3 2台国产 加压过滤机GPJ - 96A, F 96m21台国产 尾煤浓缩机NXZ - 22G型,直径 22m2台国产 尾煤压滤机 ZKG250/1500快开式隔膜 压滤机 4台国产 4 厂房布置 411 主厂房 选煤厂主厂房采用模块化钢结构、大厅式布置 形式,保温压型彩板围护,具有建设周期短、建设 速度快、系统简单灵活、高效、投资低、设备布置 紧凑、设备检修方便、自动化水平高、劳动定员少 的优点。主体三层,局部五层,采光好,通风好, 视野好。厂房内布置有脱泥筛、有压三产品重介旋 流器、脱介振动筛、各类介质桶、泵、离心机以及 浓缩旋流器、TBS煤泥分选机、浮选机、加压过滤 机和产品运输设备。同时,厂房内还设有变压器 室、配电室以及控制室。厂房顶部布置一台双钩桥 式起重机,方便厂房内设备的安装与维修。 412 压滤车间 压滤车间采用混凝土框架结构,主体为3层。 车间内布置四台快开式高效隔膜压滤机。此外,车 间内还设有配电室、控制室、滤布室、滤液池。 5 结束语 张双楼选煤厂于2006年3月开始建设, 2006 年10月一次带煤运行成功, 2006年11月正式投 产,各项指标都超过设计指标。张双楼选煤厂的设 计实践表明,选煤厂工艺设计的关键是要透彻了解 原煤煤质和产品的准确定位,合理的工艺流程确定 和设备选型源于对不同工艺环节的特点和不同设备 的性能的准确把握。 75 第2期 母长春浅析张双楼选煤厂设计 2007年4月25日