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谈谈选煤厂的配煤设计选煤设计研究院李太友肖敏摘要配煤设计是选煤厂设计的重要环节。配煤设计时,要对原煤和市场进行深入分析。通过配煤设计,可以帮助选煤厂实现产品多样化、质量稳定,满足市场要求,而且能提高产品回收率,从而为企业开拓市场、提高经济效益提供保证。关键词配煤选煤厂设计煤质市场经济效益 1 前言配煤是改善和稳定煤质的重要方法。它贯穿于煤炭开采、洗选、运输和使用等环节。选煤厂的配煤,是整个配煤过程中最重要一环。其配煤,一般从煤炭开采开始,中间经过原煤储存、加工、产品储存,到装车为止。由于入选原煤大多是单一煤种,挥发分、煤灰熔融性温度、结渣特性等指标较接近,故配煤主要指标是灰分、硫分、发热量和可选性,与动力配煤有一定差异。选煤厂设计时, 如何配煤,是设计的重要内容。本文从煤质入手,论述根据不同的煤质和市场要求,采用合理的配煤方法,达到占领市场和提高经济效益的目的。 2 选煤厂配煤的分类 211 配灰和发热量配灰和发热量,一般都是针对产品进行。近年来,煤炭市场发生很大变化,煤矿企业经常要面对煤炭质量和品种要求不同的用户,计划性差,企业很难同时生产和储存市场所需的全部产品。通过产品结构调整,实现其合理组合,就可以有效解决这个问题。 212 配硫出口煤对硫分要求一直很严,而且随环保政策的落实,国内市场对硫分的要求也越来越严。原煤洗选后,脱硫率的高低与硫分形态直接相关;以无机硫为主时,脱硫率高; 以有机硫为主时,脱硫率就低,甚至精煤比原煤硫分还高。所以,一些矿区,仅通过选煤,产品并不能完全满足用户,有时,还要通过配煤来实现。根据硫分的赋存形态,配硫可分为两种情况 1有机硫含量较稳定时,精煤硫分变化只与煤层相关。配硫,只要高低硫煤层按一定比例均匀混配就能实现。这种方法与下面的均质化基本一致。 2在无机硫和有机硫含量波动较大时, 同煤层精煤硫分波动较大,精煤硫分波动与原煤硫分变化无关,配硫必须按精煤硫分高低进行。 213 均质化当选煤厂的原料煤可选性差别大,生产同一级精煤时,分选密度也有较大区别。不合理配煤,会降低精煤回收率。 3 配煤设计实例下面以几个有代表性的选煤厂设计来说明如何根据煤质特点进行配煤。 311 配硫设计安家岭矿选煤厂安家岭露天矿是我国自主设计的最大露天矿,年产原煤1 500104t。其主要产品为 02 第3期煤质技术 2001年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 出口精煤,质量要求Ad≤14 , St, d≤110。 1煤层特征安家岭矿主要有3个可采煤层,分别为 4、9、11煤层。4煤属高灰低硫煤, 9 煤属中灰中硫煤,11煤属高灰高硫煤。 2配硫设计根据安家岭的煤质和市场要求,配煤主要考虑硫分,也就是要配硫。 4煤属低硫,可以全部进入低硫煤系统,而9、11煤则可部分进入。通过对钻孔资料分析, 9煤层厚平均12121 m , 从上至下有很强的规律性,80以上的钻孔分布规律为 - 114 gcm 3 密度级精煤的硫分随深度而增加。表1 9煤层典型的精煤硫分分布钻孔号分层号深度 m 原煤全硫 St, d - 11 4g cm3 密度级硫分 119318～1951951281128 219519～1971821921192 B2906319718～19917 11652132 419917～2021611892139 520216～2051421642160 根据硫分的分布规律,确定配煤原则为 1 4煤全部进出口煤系统; 2 9煤分两层开采, 上分层进出口煤系统,下分层进内销煤系统;上下分层的开采比例,按9煤上分层与4煤相配后,- 116 gcm 3 密度级的精煤全硫要小于1。这个数据来自于钻孔资料或本矿区硫分数学统计资料。比如9煤114～116 gcm 3 的全硫, 在有钻孔资料- 114 gcm 3 密度级全硫数据时 St 01019 012 01567 765SJ 01253 165SY; 缺少时, St 01024 739 01776 97SY 式中 SJ- 114 gcm 3 密度级全硫; St原煤全硫。 3 11煤不分层开采, 但在平面分块处理。考虑精煤回收率,只有当11煤硫分明显低于9煤时,且理论精煤产率Χ, - 11 6 大于52 或毛煤灰分小于35 时,可优先进出口煤系统;否则就应进内销煤系统。配煤工艺为根据上述原则,计算出各煤层 9 煤分上下层间的比例,运煤卡车按此比例在卸载站卸煤。为便于煤矿生产, 一定时间内,这个比例应该简化。经过这一阶段配煤,可以保证出口煤的硫分指标,同时增加了9煤的配比,从而增加了出口煤数量。 312 配灰和发热量山东某选煤厂山东某选煤厂是一座300104t的动力煤选煤厂。为气煤,产品方向定位于多品种动力煤,以适应市场需要。产品质量要求为优质动力煤Ad 12;一般动力煤Ad 15 或Ad 18 ,直到可以直销原煤。表2 矿区煤灰分和发热量对应关系序号 Ad Qgr, d MJkg Qnet, ar MJkg 111151～121002913726120 212101～121502911726103 312151～131002819825185 413101～131502817925168 513151～141002816025150 614101～141502814125132 714151～151002812225115 815101～151502810224197 915151～161002718324179 1016101～171002714524144 1117101～181002710624109 1218101～191002616823174 1319101～201002613023139 1420101～211002519123103 1521101～221002515322168 1622101～231002511422133 1723101～241002417621198 为满足要求,进行了选煤厂产品设计。选煤厂采用分级入选系统简单、成本低 , 生产高灰末原煤Ad 20～23 和低灰块精煤Ad 12 两种产品。装车过程中, 这两种产品可以任意混配。只要给出产品灰 12 第3期煤质技术 2001年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 分Ac或发热量见表2,原煤和精煤的比例可按下式求出 Ry Ac-AjAy-Aj Rj 1-Ry 式中 Ry原煤比例, ; Ay原煤灰分, ; Rj精煤比例, ; Aj精煤灰分, 。配煤流程见图1。看出,通过一点集中装车,依靠给料机定量给料,电子皮带秤精确计量和在线自动测灰仪在线检测,实现了原煤、精煤的按质按量混配,确保配出所需产品。图1 配煤流程图 313 均质化山西某选煤厂山西某选煤厂是入选原煤180104t的炼焦煤选煤厂。实际生产中遇到不少问题, 需进行技术改造。其中,原煤系统存在的问题就需要通过配煤来解决。选煤厂生产的精煤产品有7、8、9、10、 11五级炼焦精煤。由于该矿下称A矿年产原煤只有60～70104 t, 需要从其它两矿以下分别称B、C矿调入原煤约120104 ta。入洗原煤比例一般为A∶B∶C 3715 ∶1515∶4710。 1原煤性质 3个矿的原煤在生产同一级精煤时,分选密度差异较大,见表3。 2均质化的必要性由于各矿原煤分选密度差异较大,为生产稳定的合格精煤产品,不仅需要不断在较大范围内调整分选密度,而且也降低了精煤回收率,见表4。表中假设各矿原煤可按比例完全分开入选。当然,这是一种理想状况, 实际上要差。表3 各矿原煤分选密度比较改造方案精煤级别精选段分选密度kgL A矿B矿C矿跳汰精选、粗精煤重介精选 71146511341145 81151511381149 91156511411153 101163114351158 11114651165 表4 不同原煤入选方式时的精煤回收率比较改造方案精煤级别配煤均质入选分开入选两者之差 ΧAdΧAdΧ 跳汰精选、粗精煤重介精选 7501868139491568139 1130 8541718188531678188 1104 9571439139561519137 0192 10591279184581539184 0174 从表4看出,配煤均质入选不仅可以提高精煤回收率,最大可达1148 ,而且给稳定生产合格精煤提供了保证。 3均质化设计该厂入选原煤配煤实际是为了稳定原煤性质。根据矿务局规划, B、C矿的原煤必须经过该选煤厂入选,选煤厂没有选择其他煤源的可能。该厂的原煤配煤只要按比例进行, 就是原煤均质化。根据该选煤厂现有系统情况,设计提出不同性质原煤分开储存堆放,并在各储存设施的给料机上安装变频调速器,实现定量给料;在转运皮带上设电子皮带秤,对每种原煤进行计量。这样,各种原煤按设定的比例进选煤厂入选,实现原煤均质化。作者简介李太友,1993年7月毕业于中国矿业大学,工程师。从事选煤厂工艺设计至今。收稿日期2001- 04- 02 22 第3期煤质技术 2001年5月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.