浅谈选煤厂设计的关键问题

发表时间:2019/6/24   来源:《中国西部科技》2019年第8期   作者:王清洪
[导读] 工程设计是影响选煤厂建设及生产的重要环节,直接决定选煤厂的生产和技术经济指标。文章分析了选煤厂设计过程中应注意的几个关键问题: 煤质资料、产品结构、选煤工艺制定、设备选型、工艺布置、质量标准化,以期为从事选煤厂工程设计的技术、管理人员提供借鉴。

  中煤科工集团重庆设计研究院有限公司
  1 煤质资料分析
  1. 1 煤质资料的代表性
  煤质资料是选煤工艺设计的依据,煤质的代表性直接关系到工艺设计的好坏。工艺设计所用煤质资料应与选煤厂投产后的煤质资料一致或接近,否则可能导致选煤厂处理能力不达标,甚至无法正常生产。
  如果拟建选煤厂入选原煤来自于新建矿井,那么就无法取得入选原煤的生产大样,此时可采用同矿区邻近矿井的生产煤样代替。采用同矿区邻近矿井生产煤样代替生产大样时可结合地质勘探报告中钻孔煤样资料对其进行灰分调整,由于各矿井采煤方法、煤层煤样、生产煤样不同,还需对资料中的矸石量进行调整。
  1. 2 煤质分析
  煤质不变是相对的,而变化是绝对的。不同煤田即使是同一个煤田,不同井田、不同煤层、同一煤层的不同区域煤质也存在差异。开采煤层的结构特征、赋存特点、井下采煤方法及运输等生产环节都会对煤质产生影响,选煤工艺设计过程中需对这些影响因素进行分析。
  煤层的顶、底板和夹矸层的煤岩组成及井下各生产环节都会对原煤的矸石量等煤质因素产生重大影响,只有充分了解这些影响因素才能进一步调整试验资料,分析煤质资料,从而掌握原煤中块末煤含量比例及矸石的泥化程度。煤泥水系统是选煤厂特别是重介选煤厂能否正常生产的重要因素,对当前和未来煤泥含量及性质的变化进行有效预测至关重要。在设备选型时也需要考虑这些影响因素,这样才能使选煤厂投产后在较长时间内适应生产需要。选煤界流传 "选煤厂投产之时就是改造之日"的主要原因就是对入选原煤其他因素关注太少,导致煤质变化稍大就无法适应生产要求。
  2 选煤工艺的制定
  2. 1 动力煤选煤工艺的制定
  目前,国内外主要采用重介质旋流器和跳汰两种分选工艺对≤25 ( 13) mm 粒级原煤进行分选,这两种分选工艺各有优缺点。跳汰分选工艺较简单,基建投资较低,技术传统,容易操作,熟悉该技术的人员较多; 但是该工艺分选的产品下限高,次生煤泥含量大,浮选量多,分选精度差,自动化程度低。重介质旋流器分选工艺产品下限低,入浮煤泥量少,分选精度高,对煤质的适应性强,自动化程度较高。随着综采技术的大力推广,末原煤粒度普遍偏细,若采用跳汰分选工艺很难避免相当部分的细粒产品因吸缀作用未经分选而透筛进入中煤和矸石,从而影响精煤产率; 而重介质旋流器分选工艺不存在这一问题,因此应采用重介旋流器分选工艺分选末原煤。
  2. 2 炼焦煤选煤工艺的制定
  2. 2. 1 选前脱泥与不脱泥的选择
  选前脱泥和不脱泥分选方式各有优缺点,一般来讲,选前脱泥分选方式分选精度及选煤效率高。
  由于选前脱泥作用入料中的非磁性物含量少,选后产品脱介效果较好,分流量小,介耗低,悬浮液密度稳定,分选精度高,生产管理方便,而且可减少磁选机数量和脱介筛面积; 但由于设置选前脱泥环节,工艺系统相对复杂。从理论上讲,选前不脱泥分选方式对原煤分选精度有影响,尤其是对细粒煤的分选精度影响更大,原生煤泥量多,脱介效果差,分流量大; 但选前不脱泥分选方式工艺系统简单,洗选成本低。
  选前脱泥与不脱泥分选方式各有优缺点,对不同选煤厂来说,需要结合煤质资料,尤其是煤泥含量和泥化程度资料来确定分选方式。随着综采技术的大面积使用,末煤粒度普遍偏细,煤泥含量相应增大,目前采用选前脱泥分选方式的选煤厂较多。



  2. 2. 2 两产品与三产品重介质旋流器的选择
  两产品重介质旋流器分选工艺是目前国际上比较流行的重介工艺,具有单台旋流器处理能力大,一、二段重介旋流器分选密度可完全自动控制和调节,精煤、中煤质量稳定的优点,适合于厂型较大的选煤厂; 但采用该工艺时需对中煤、矸石进行二次分选,重复洗选量大,次生煤泥多。
  三产品重介质旋流器分选工艺是我国独创的、具有国际先进水平的重介工艺,在我国已有上百座选煤厂使用。该工艺可以一套重介悬浮液一次直接分选出精煤、中煤、矸石三种产品,没有重复洗选,使重介工艺系统大大简化,次生煤泥较少; 但该工艺二段分选密度受一段分选密度的影响,不能任意调节。
  这两种分选工艺在国内都有应用,两产品重介质旋流器主再选分选工艺主要用于煤源复杂、工艺灵活的大型选煤厂,而三产品重介质旋流器分选工艺主要用于煤源比较单一的中、小厂型选煤厂。
  3工艺布置
  目前,我国选煤厂工艺布置模式呈多样化,主要为钢筋混凝土框架结构、钢框架结构、钢模块结构,每种结构模式都独具特色。
  钢模块结构模式以布置方式新颖、厂房美观大方、施工周期短等特点在近十年发展较快。该结构模式布局紧凑,厂房和设备溶为一体,每台设备都有其独立结构,可根据工艺需要组合布置; 整个车间被一台或几台天车覆盖,安装十分方便; 设备基本不留更换、检修空间,这在设备性能稳定、可靠、维护量小的前提下可节省空间,缩短建设周期。但是部分物料需用泵反复提升,设备采用平铺式布置,占地面积大,投资较大。通过近几年的实际运行,钢模块结构模式弊端暴露无遗,如检修难度大、模块维护成本高等。目前,有部分大型选煤厂又有回归钢筋混凝土结构的趋向,如塔然高勒选煤厂、唐家会选煤厂等业主明确要求采用钢筋混凝土框架结构模式。
  4 质量标准化工作
  选煤厂质量标准化工作是生产管理、技术管理的基础,是实现安全生产的前提,也是建设现代化选煤厂的重要途径。选煤厂建设的各个环节必须符合国家法律、法规、规章、规程等相关规定,管理必须满足相关标准要求,以保证选煤厂后期的安全生产及保证职工生命安全。大多数选煤厂在建设初期对相关建设规定考虑较多,但忽略了安全质量方面的工作,以至于建成后的选煤厂达不到标准要求,给后期日常生产留下诸多隐患,甚至造成一定的人员伤亡或财产损失,许多私营选煤厂这方面问题更突出。目前,许多选煤厂建成后又投入大量资金进行整改,如电缆线路的整改、接地的整改、防爆的整改、防护的整改、各种设备保护的整改等,费时费力。这些问题必须引起建设单位的高度重视,做到事前控制,莫等 "亡羊"再 "补牢"。
  5 结语
  目前我国常规选煤工艺已较成熟,也部分引进了国外的优秀选煤工艺,但没有任何工艺及布置是通用的。一个合理优秀的设计思想应该注重产品定位,深入分析煤质资料,了解设备性能,充分考虑各环节与各系统的有机结合,使选煤工艺做到既能适应煤质与市场的变化,又有经济合理的投资,只有这样才能为企业创造最大的经济效益和社会效益。
  参考文献:
  [1] 郭牛喜,陶能进,李明辉 . 我国特大型现代化选煤厂设计的实践与展望 [J] . 煤炭工程,2012 ( 1) .
  [2] 郭琴红 . 选煤厂设计中几中常见选煤工艺的浅析[J] . 洁净煤技术,2009 ( 3) .
  [3] 王 宏,刘文欣,李合群,等 . 模块式布置的混凝土结构选煤厂在我国的设计与应用 [J] . 煤炭加工与综合利用,2006 ( 3) .


 

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