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选煤厂设计中需注意的几个问题 卫中宽,巩淑娟 煤炭工业邯郸设计研究院,邯郸市 056031 摘 要 对近两年来选煤厂设计中有关选煤工艺、总平面布置及非标件等几种典型设计进行分析研 究,作者主张选煤厂设计应突破思维定势的困扰,动态优化,精益求精。通过归纳总结,旨在为 选煤设计人员打开思路提供典范。 关键词 选煤工艺 总平面布置 非标 混料桶 分流箱 选煤厂设计内容庞杂,涉及专业面广。对于初 涉设计领域的新手,常会感到茫然,且易误入“捷 径”歧途,即参照其他现成的设计蓝本,到处套用。 这实为设计“兵家” 之大忌[1]。笔者认为,在目前市 场经济环境下,设计竞争越来越激烈,用户对设计 的要求也越来越高,只有不断进行设计优化创新才 能提供用户满意的设计文件,赢得市场。本文结合 笔者近两年参与的一些项目设计实践,谈谈选煤厂 设计中应注意的几个问题。 1 选煤工艺设计 111 选煤方法确定 对某选煤厂设计时,其产品品种中要求有块煤 产品。以此确定采用跳汰选,致使设计一开始就陷 入思路误区。随近两年重介选的发展,尤其是大型 浅槽分选机、大直径重介旋流器的开发应用,使跳 汰选与重介选的吨煤投资及运营费用差距很小,保 块效果重介选也不逊于跳汰选。特别是对可选性较 差的煤质,重介选回收率明显高于跳汰。笔者认为, 确定一种选煤工艺,设计思路不应单一,应全方位、 多角度综合论证,且有深度,切不可墨守成规,陷 入思维定势而不可自拔。 112 介质补加方式 介质补加方式一般有3种①人工补加;②通 过磁选机补加;③通过起重电磁铁补加。前几年设 计的重介选煤厂多采用人工补加,即人工直接把介 质倒入浓介质桶或合格介质桶,后来发展为利用斗 子提升机补加如马头选煤厂。近年来,随国外设 计公司进入中国市场,通过磁选机的补加方式正在 被各大设计院采用。通常设置为将磁铁矿粉用高 压水枪冲入泵坑,泵至系统中的磁选机,经磁选后 进入介质补加系统东欢坨、乌兰木伦等或合介 系统。第3种补加方式虽应用不多,但笔者认为也 不失为一种好的补加方法,尤其适用于一些简易的 小型重介选煤厂。只需一个电葫芦和一台起重电磁 铁,可大大节约投资。 113 煤泥水处理系统 1浮选方式与浮选机 随机械化采煤工艺普及,粉煤、 细粒煤含量越来 越高,造成浮选成本明显加大;且细煤泥在普通浮选 机中难以分选,严重污染精煤。资料显示淮北石 台选煤厂原煤中- 015 mm级产率占20 ,入浮时 泥化后 - 015mm级达28左右;沈阳红菱选煤 厂原生煤泥 - 0 15mm产率为31113。石台选 煤厂进行了分级浮选工艺改造。入浮前,将煤泥水 用水力旋流器分级,底流用浮选机处理,溢流用浮 选柱处理。实践表明,煤泥浮选中, - 015mm级煤 泥用水力旋流器分级,浮选机和浮选柱配套使用,在 提高煤质、 降低灰分方面潜力很大[2]。 红菱项目目前 正在设计、建造中。其工艺由美国KRS公司设计, 采用1mm脱泥; - 1mm煤泥水采用大直径水力 旋流器1 000mm分级, 1～0125mm采用TBS TeeterBed Separator分选, - 0125mm采用浮选 柱处理。 该工艺同时在贵州响水选煤厂设计中应用。 德国的伯特勃格博士曾在选矿技术杂志上发表文 章,赞赏分级浮选的好处,认为它效率高,有利于 降硫。 试验结果为不分级浮选的精煤灰分1016 , 尾煤灰分7912 ,而分级浮选后的精煤灰分为 810 ,尾煤灰分8013 ,分级浮选的效果很明 显[3]。 浮选设备在浮选作业中起重要作用。利用微泡 析出机理,拥有国内自主知识产权的FJC系列喷射 37 第4期 煤 质 技 术 2005年7月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 式浮选机在太西选煤厂、镇城底选煤厂等多家选煤 厂成功应用,其处理能力达到普通浮选机的115倍 以上。李光明等人撰写的 FJCR1224型喷射式浮选 机在太西选煤厂的应用文中,将其与普通浮选机 进行的详细比较证明,该喷射式浮选机能大大提高 浮选速度和选择性,并可回收一些超粒级、 粗粒级煤 泥,具有投资少、 效益高、 见效快的优点[4]。笔者认 为,把FJC系列喷射式浮选机与中国矿大研制的旋 流-静态微泡浮选柱有机结合,可以收到更好效果。 2浓缩机的选择 煤泥水处理是各选煤厂无法回避的现实问题。 多数选煤厂设计中均采用圆形锥底传统浓缩机作为 煤泥水澄清设备;通过改变入料方式及加药方式 絮凝剂制备装置并配以自动控制的高效浓缩机。 其处理能力较普通浓缩机大有提高,但毕竟增加了 投资。笔者建议,是否考虑过采用长方体斜管浓缩 机处理煤泥水呢唐山森普矿山装备公司制造的斜 管浓缩机已在现场应用多台,并收到了满意效果。 尤 其是其占地面积小、投资省、单位面积处理量大的 特点,一般可室内布置,在选煤厂煤泥水处理系统 中很有推广价值。 3煤泥回收工艺与压滤机 选煤厂煤泥 - 0 15mm回收设备多采用厢式 压滤机,对未设浮选系统的动力煤选煤厂,也有用 加压过滤机的例子。此外,有些选煤厂将煤泥水分 级处理粗粒煤泥用高频筛或沉降过滤离心机回收, 细粒级煤泥用厢式压滤机回收;也有好多选煤厂用 煤泥离心机处理粗煤泥,效果也不错。但将沉降过 滤离心机与厢式压滤机并联,处理浓缩机底流的例 子并不多见。该工艺美国赛吉满公司设计在东 欢坨选煤厂已经应用。需说明的是,该选煤厂没有 浮选系统。如此设计并能成功使用,一定有其道理, 很值得选煤同行去研究。带式压滤机由于故障率高 或许在好多选煤设计人员的脑海中已经消失,但近 年来却得到很大推广,尤其在东北地区,应用较多, 效果也不错。沈阳红菱选煤厂沈阳禹华公司生 产及贵州响水选煤厂都选用了带式压滤机。该两 座选煤厂正在设计、建设中。这就提醒我们设计工 作者,不能以一种不变的观点去看待发展的事物,选 煤技术日新月异,我们的思想也应与时俱进。 2 总平面布置 211 总平面布置 土地资源越来越宝贵,因此,总平面布置也应 随之紧凑。除工艺设置简单外,单体建筑物间的位 置关系也需简化。以永煤集团城郊选煤厂为例,谈 谈其筛分破碎车间、 原煤仓与主厂房的位置关系。 该 选煤厂设计主要特点为原煤可不经过原煤仓直接 入洗,减少块煤进仓摔碎机会,从而提高块煤产率; 也可经主厂房顶层转载充分利用主厂房高度 , 折 回入原煤仓储存。通过原煤仓下胶带机运至主厂房 入洗。 从总平面布置上看, 3个建筑物几乎在一条直 线上,依次为筛分破碎车间、原煤仓与主厂房。其 中,筛分破碎车间与原煤仓几乎紧贴。该布置节约 了很多空间,设计理念新颖,打破了传统总平面布 置的特点,很值得学习。 212 胶带走廊布置 选煤厂设计中,胶带走廊大部分采用正向布置。 这是国内设计中一个俗成的规范。但与几家外国公 司合作设计后彻底改变了看法,总平面布置应该因 地制宜、不拘一格,应充分利用主井和装车点的位 置关系,不仅要使煤流顺畅,还要考虑节省投资,实 用可靠。不必拘泥于正向布置的定势思维,应该冲 破传统设计的禁锢,某些皮带走廊完全可以斜向布 置,虽在总平面上显得零乱,但节约了大量的土建 工程,实为可取之处。 3 非标设备制作 311 混料桶设计 目前,国内绝大多数新建选煤厂均采用重介选 煤工艺,尤其是大直径重介旋流器工艺得到逐步推 广。 其中,混料桶在整个工艺流程中起重要作用。 笔 者在此推崇的是澳大利亚公司的定压混料桶。其外 形像一个垂直安装的梯形溜槽,并带有一方形溢流 箱。其优点是全宽度给料,混料均匀,便于调节,结 构灵活紧凑,节省空间。 在借鉴国外先进经验后,选 煤院设计的定压混料桶已在东庞矿选煤厂技改工程 中应用,其泵排量1 200m 3 h, 混合箱长3 800mm , 液面高差设定为400 mm ,混合箱宽度设计为900 mm ,缓冲时间为25 s,混合箱与介质箱的加介量基 本相同。近3年的使用证明,其混料效果很好,缓 冲时间能满足系统要求,正常生产时液面及液面高 差始终保持稳定,基本上没有溢流现象[5]。笔者建 议,在今后混合桶的设计制造中,应充分吸收国内 外先进经验,不要拘泥于传统结构,其形状可以是 四棱锥形、梯形、多种结构组合或异形的,只要能 满足生产需要,方便设备布置,或有利于降低厂房 投资就行[6]。 47 第4期 煤 质 技 术 2005年7月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 312 分流箱设计 分流是重介选煤厂必不可少的工艺环节。通过 分流可调节悬浮液中的煤泥量,即非磁性物含量,以 维持介质系统的稳定。分流依靠分流箱来实现,分 流箱常设在精煤脱介筛下合格介质段管路上。传统 设计为,精煤脱介筛下全部合格介质进入分流箱分 流后,一部分进入合介桶,另一部分进入稀介桶。 由 于合格介质量大,往往分流箱入料管达300 mm 以上,出料管也在300mm左右。大型选煤厂,该 管路管径更大。值得一提的是,由于进分流箱的悬 浮液多,使分流量调节变得不很精确,引起介质系 统不稳定,进而给分选作业带来麻烦,同时也缩短 了分流箱的使用寿命,严重时还会影响生产。下面 以东欢坨选煤厂为例,谈谈国外设计公司在分流环 节是如何设计的。 东欢坨选煤厂分流环节设有2个分流箱,一个 为手动粗调分流箱,一个为气动电控微调分流箱;精 煤脱介筛下合格介质分成两路,大部分进入粗调分 流箱,一小部分进入微调分流箱;各分流箱均有两 趟出料管,一路进入合介桶,另一路进入稀介桶。 该 厂原煤已脱泥带入的煤泥量几乎不变。通过计 算可知,分流比是一定的,即分流后进入稀介桶和 进入合介桶的介质量是成比例的,而且不变。入料 发生微小波动,只需调节一小股介质流即可,没有 必要调节总流量。国外设计公司分流环节的设计相 比传统的分流环节设置,先进了好多,也比较典型, 更易于实现悬浮液稳定,很值得去仿效、探究。 4 结束语 结合两年来的设计实践,笔者将自己见到的一 些好的设计经验做一归纳,只是仅就自己注意到的 几个问题进行了总结,观点难免有失偏颇,只求与 同行共勉。笔者认为,选煤厂设计应充分体现灵活 性,一定要突破思维定势,多学习、多积累,加强 设计创新。面对选煤厂设计,前期工作需从多角度、 多层次发现问题,充分论证比选方案优劣;施工图 阶段,应从大处着眼,小处着手,充分吸收他人长 处,发掘自己潜能,多注意细节设计。 参考文献 1 戴少康 1 选煤工艺设计的思路和方法[M ]1 北京煤炭 工业出版社 120031121 2 李春旭 1 分级浮选工艺在石台选煤厂的试验研究[J ]1 煤质技术 12003,31 3 郝凤印等 1 选煤手册工艺与设备 [M ]1 北京煤炭 工业出版社 11993141 4 李光明等 1FJCR1224型喷射式浮选机在太西选煤厂的 应用[J ]1 煤炭加工与综合利用 12003,51 5 陈然 牛宏宇 1 重介定压混料桶设计参数的探讨与实际 应用[J ]1 煤炭工程 12004,91 6 张新民 1 混合桶的结构设计与研究[J ]1 选煤技术 1 2002,51 作者简介 卫中宽, 1979年生, 2003年毕业于中国矿大矿物加 工工程专业,现就职于邯郸设计院,从事选煤厂设计工作。 收稿日期2005- 05- 10 上接第69页 219 计算接受公差区间 接受公差区间为kΕ112801016 7,即 - 01021 4～ 01021 4。 2110 计算X2ARV量 实验室利用可替代方法测得CCS材料的单个 结果为0141,则X2ARV 0141- 0142 - 0101。 2111 判定 1 - 0101落在可接受公差区间以内, 则该实 验室利用可替代方法所得单个结果与GBT214- 1996[1]测试方法无偏离。 2该实验室实施的可替代方法的最大偏离至 少为01021 4。 3 结 论 通过运用GBT18510- 2001煤和焦炭试验可 替代方法确认准则[1]与SNT1492- 2004采用标准 材料的单个测试结果评估实验室偏离的方法[3],对 可替代方法高温燃烧红外池检测法测定全硫的 试验数据和结果的验证与评估,充分证明了该实验 方法符合GBT214-1996要求,可以替代GB T214- 1996[1]。 参考文献 1 GBT18510- 20011 煤和焦炭试验可替代方法确认准则1 2 GBT214- 19961 煤中全硫的测定方法 1 3 SNT1492- 20041 采用标准材料的单个测试结果评估 实验室偏离的方法 1 4 CNAL T01711 煤炭常规分析能力验证计划结果报告 1 2005年1月25日 1 作者简介 史英辉, 1978年生, 2002年毕业于河北科技大学工 业分析专业,同年进入沧州出入境检验检疫局煤炭实验室从事煤炭 检验工作,曾发表专业论文一篇。 收稿日期2005- 04- 28 57 第4期 煤 质 技 术 2005年7月 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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