潔凈煤技術(shù)課件第6章 動(dòng)力配煤rev

1、第第6章章 動(dòng)力配煤動(dòng)力配煤本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)配煤意義配煤意義配煤原理配煤原理動(dòng)力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程動(dòng)力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程煉焦配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)煉焦配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)動(dòng)力配煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)動(dòng)力配煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀本章難點(diǎn)本章難點(diǎn)v配煤原理v典型的配煤技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)v掌握配煤原理，能夠用excel計(jì)算配煤過(guò)程，得出最優(yōu)解；v掌握影響配煤質(zhì)量的主要因素；v了解配煤的工藝流程；v了解主要的配煤技術(shù)，并在課外查找資料了解其應(yīng)用實(shí)例。第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義 第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義v 配煤原理配煤原理 配煤的基本原理是利用各種煤在性質(zhì)上的差

2、異，相互“取長(zhǎng)補(bǔ)短”，最終使配合煤在綜合性能上達(dá)到“最優(yōu)狀態(tài)”，以滿足不同用戶(hù)的需要。 同時(shí)，可使配煤的質(zhì)量穩(wěn)定，在工業(yè)鍋爐和窯爐中燃燒時(shí)取得比燒單種煤更好的節(jié)煤效果。 由于各單一原料煤的成分和性能指標(biāo)（黏結(jié)性、結(jié)焦性、發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、灰分等）在配合過(guò)程中存在著線形可加成性線形可加成性，通過(guò)優(yōu)化配比可使各原料煤的各成分和性質(zhì)間實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，互為補(bǔ)充，充分發(fā)揮各種原料煤的特點(diǎn)和長(zhǎng)處，綜合性能優(yōu)于其中任何一種原料煤。因此，它已成了人為加工而成的新“煤種”。第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義v 配煤方案的優(yōu)化配煤方案的優(yōu)化提出約束條件提出約束條件解出最優(yōu)配方解出最優(yōu)配方建立數(shù)學(xué)

3、模型建立數(shù)學(xué)模型確定目標(biāo)函數(shù)確定目標(biāo)函數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義u提出約束條件提出約束條件 鍋爐對(duì)煤質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)都有特定的技術(shù)要求，這就是動(dòng)力配煤的基本約束條件。nj=1tijxjnj=1tijxjaij=1xjn=100% 假設(shè)有n中單煤，要配制具有m個(gè)技術(shù)指標(biāo)t的動(dòng)力配煤，若第j種單煤（j=1，2，3，n）經(jīng)過(guò)化驗(yàn)得出第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)（i=1，2，3，m）為tij,又設(shè)第j種單煤在配煤中的百分率為xj，那么用n種單煤配制出的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)如適應(yīng)某一爐型的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)上限為ai，下限為bi，則用n種單煤配制的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)就必須在aibi之間bi 由于一個(gè)煤場(chǎng)或配煤

4、單位，在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)（如一周、一月或一季）配制動(dòng)力配煤，可能因缺少某種單煤而影響配煤計(jì)劃的完成，因此就必須有另一個(gè)約束條件來(lái)限制短缺煤種的配比。若在一定時(shí)期計(jì)劃配煤s噸，但第j種單煤只有hj噸，為了保證計(jì)劃的完成，就必須使第j種單煤占配煤比xj不能大于其資源量hj在配煤s中的比 由n種單煤配煤，其配比之和必須正好達(dá)到100%。并且各種單煤的配比均為正值第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義u確定目標(biāo)函數(shù)確定目標(biāo)函數(shù)追求成本最低追求成本最低 追求優(yōu)質(zhì)煤配比最小追求優(yōu)質(zhì)煤配比最小追求低質(zhì)煤配比最大追求低質(zhì)煤配比最大為提高配煤?jiǎn)挝唤?jīng)濟(jì)效益，降低配煤成本是配煤?jiǎn)挝皇紫葢?yīng)追求的目標(biāo)。假設(shè)有

5、n中單煤進(jìn)行配煤，第j種單煤的成本價(jià)為cj，其配比為xj，則配煤的成本價(jià)為 ，追求成本最低，就是要使成本價(jià)最小，minz=j=1cjxjnj=1cjxjn在中國(guó)煤炭資源中，優(yōu)質(zhì)煤比例較小，價(jià)格較高，為合理用煤，降低配煤成本，一般應(yīng)盡量少用優(yōu)質(zhì)煤。如第j種煤是優(yōu)質(zhì)煤，配比為xj，則：minz=xj為了充分利用或就地利用一些質(zhì)量較差的煤炭，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤、節(jié)約運(yùn)力、降低成本，在動(dòng)力配煤中應(yīng)盡量多用低質(zhì)煤，追求低質(zhì)煤配比最大，如第j種煤是低質(zhì)煤，配比為xj，則：maxz= xj第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義u建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型根據(jù)上述的約束條件和目標(biāo)函數(shù)，可將動(dòng)力配煤優(yōu)化配方的

6、數(shù)學(xué)模型歸納如下：約束條件約束條件目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義u優(yōu)化配方求解優(yōu)化配方求解 數(shù)學(xué)模型確定后，如何求解是一個(gè)線形規(guī)劃問(wèn)題，求解方法較常用的有圖解法和單純形法。對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，常用計(jì)算機(jī)求解。如利用電子表格excel的線性規(guī)劃功能，可省去大量編程工作和復(fù)雜命令，直觀易學(xué)，方便快捷。 指標(biāo)單煤mt/%ad/%vdaf/%crc(18)wd(st)/%qnet,ar/(kj/kg)hgist/原料成本價(jià)/(元/t)潞安煤黃陵煤大同煤動(dòng)力配煤7.7810.783.057.0020.4325.4125.6317.0433.6234.0423.0044350

7、.332.230.470.8025012216752309023027855450551400129014501300255.0244.3220.75最低表表6-1 3種單煤及動(dòng)力配煤要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)種單煤及動(dòng)力配煤要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義 配煤意義：配煤意義：中國(guó)的煤炭種類(lèi)繁多、性質(zhì)各異；中國(guó)的煤炭種類(lèi)繁多、性質(zhì)各異；中國(guó)煤炭利用效率低；中國(guó)煤炭利用效率低；煉焦用煤的要求；煉焦用煤的要求；動(dòng)力用煤。動(dòng)力用煤。第一節(jié)第一節(jié) 動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤原理及意義v動(dòng)力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型品種牌號(hào)質(zhì) 量 指 標(biāo)qnet,ar/mj/kg

8、）vdaf/%mar/%war(st)/%st/crc(18)粒度/mm工業(yè)鍋爐用煤gl-118.8020101.5-2540gl-220.9022101.5-2540gl-323.0024101.5-2540電站煤粉鍋爐用煤df-115.4827101.51350-50df-216.3219101.51350-50df-318.4110101.51350-50df-420.906.5101.51350-50表6-2 全國(guó)動(dòng)力配煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝u 一一、動(dòng)力配煤的工藝流程動(dòng)力配煤的工藝流程 動(dòng)力配煤生產(chǎn)線的工藝流程一般包括原

9、料煤的收卸、按品種堆放、分品種化驗(yàn)、計(jì)算和優(yōu)化配比、配煤原料的取料輸送、篩分、破碎、加添加劑、混合摻配、抽取檢測(cè)、成品煤的存貯和外運(yùn)等。 在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)配煤場(chǎng)地特點(diǎn)、配煤生產(chǎn)線的規(guī)模大小、機(jī)械化程度的高低、資金投入的多少等情況，生產(chǎn)工藝流程是不盡相同的。通常有兩類(lèi)生產(chǎn)工藝流程，一類(lèi)是簡(jiǎn)單動(dòng)力配煤生產(chǎn)工藝流程，另一類(lèi)為現(xiàn)代化大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)工藝流程。 簡(jiǎn)單的機(jī)械化配煤生產(chǎn)線的工藝流程：用裝載機(jī)將不同性質(zhì)的單種原料煤裝入不同的貯煤斗，通過(guò)圓盤(pán)給料機(jī)或箱式給煤機(jī)出煤閘門(mén)的調(diào)節(jié)，控制各單種原料煤出煤量的大小，不同的煤經(jīng)滾筒篩或振動(dòng)篩等篩分設(shè)備進(jìn)行篩分和混配，篩下物成為動(dòng)力配煤，篩上物經(jīng)粉碎后摻入動(dòng)

10、力配煤中，然后作為成品貯存或外運(yùn)。圖圖6-1 動(dòng)力配煤原則工藝流程動(dòng)力配煤原則工藝流程第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝圖圖6-2 簡(jiǎn)單動(dòng)力配煤生產(chǎn)線工藝流程簡(jiǎn)單動(dòng)力配煤生產(chǎn)線工藝流程第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝圖圖6-3 現(xiàn)代化大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)線工藝流程現(xiàn)代化大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)線工藝流程第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝圖圖6-4 加入添加劑配煤的生產(chǎn)流程加入添加劑配煤的生產(chǎn)流程第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝u 二二、動(dòng)力配煤的主要設(shè)備動(dòng)力配煤的主要設(shè)備 輸送設(shè)備輸送設(shè)備 輸送設(shè)備是動(dòng)力配煤生產(chǎn)線中聯(lián)接各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)線能有效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)備。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)中使用最

11、廣泛的運(yùn)輸設(shè)備是膠帶輸送機(jī)，它可完成煤炭的水平輸送和堆高輸送。 膠帶運(yùn)輸機(jī)分固定式和移動(dòng)式2種。固定式膠帶機(jī)主要用于聯(lián)接固定的裝載和卸載之間的運(yùn)輸，經(jīng)常直接與抓斗式取料機(jī)或堆料機(jī)等聯(lián)接。在大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)線，常?？梢钥吹綆资咨踔翈装倜组L(zhǎng)的膠帶輸送機(jī)，有的還構(gòu)成高架棧橋，通過(guò)這些輸送機(jī)把各種單煤和動(dòng)力配煤卸在不同的存放地點(diǎn)。 移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)裝有車(chē)輪，可根據(jù)裝卸要求的變化而自由調(diào)動(dòng)，有的還可以在平面轉(zhuǎn)動(dòng)定的角度，擴(kuò)大煤堆面積。它在中、小型配煤線上應(yīng)用得比較多。第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝 取料設(shè)備取料設(shè)備 原料煤從鐵路、碼頭卸車(chē)或卸船后，通過(guò)膠帶輸送機(jī)在煤場(chǎng)堆高成煤垛，取料時(shí)從煤垛取

12、煤，供應(yīng)配煤生產(chǎn)。根據(jù)動(dòng)力配煤生產(chǎn)規(guī)模的大小，為了提高經(jīng)濟(jì)效益，提高設(shè)備的利用率，一般分為通用型設(shè)備和專(zhuān)用型設(shè)備2種。通用型設(shè)備有裝載機(jī)、挖掘帆、推土機(jī)、抓斗式取料機(jī)等。它除了在生產(chǎn)線中完成取料之外，有時(shí)還可以用來(lái)推垛或裝車(chē)等。通用性較強(qiáng)，一般用于年生產(chǎn)能力10萬(wàn)t以下的動(dòng)力配煤生產(chǎn)線。專(zhuān)用型設(shè)備有地龍式刮板機(jī)，滾龍取料機(jī)和斗輪式取料機(jī)等。專(zhuān)用型設(shè)備能將煤垛上的煤連續(xù)供給膠帶輸送機(jī)，是煤快速運(yùn)出的高效率專(zhuān)用機(jī)械，一般都與固定的膠帶輸送機(jī)銜接。 第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝 篩分設(shè)備篩分設(shè)備 根據(jù)層燃式工業(yè)鍋爐的燃燒工況，要求動(dòng)力配煤的粒度分布有一定的均勻性，所以煤炭的篩分是動(dòng)力配煤生

13、產(chǎn)工藝流程中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)篩分設(shè)備，優(yōu)質(zhì)煤可以篩出優(yōu)質(zhì)塊煤，彌補(bǔ)優(yōu)質(zhì)塊煤資源短缺的問(wèn)題，并為煤場(chǎng)增加一定的經(jīng)濟(jì)效益；低質(zhì)煤可以把大塊篩出來(lái)，破碎后再送入貯煤斗。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)線上比較常用的篩分設(shè)備有滾筒篩和振動(dòng)篩等。 滾筒篩一般有圓柱形、圓錐形等幾種，由架體、篩蓖、進(jìn)料斗、出料斗、中心鈾、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。滾筒篩在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，篩內(nèi)原煤受磨擦力作用，隨滾筒壁升到一定高度，再受重力作用下滑，小顆粒和大塊煤分開(kāi)，小顆粒煤成為篩下物，大塊煤成為篩上物進(jìn)入破碎機(jī)或單獨(dú)存放。滾動(dòng)篩的滾動(dòng)實(shí)際上起到定的攪拌作用，因此在簡(jiǎn)易的中小型配煤線上，篩分和混配就合成一個(gè)工序。 另外，由于滾筒篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如轉(zhuǎn)

14、速過(guò)快，篩分效率就會(huì)降低，過(guò)慢則篩網(wǎng)有效利用面積縮小，使篩分能力降低，所以滾筒篩適用于中、小型配煤生產(chǎn)線。在大型的動(dòng)力配煤生產(chǎn)線上，宜選用振動(dòng)篩，以加大篩分能力。第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝 破碎設(shè)備破碎設(shè)備 原料煤篩分出的大塊煤必須經(jīng)過(guò)破碎后才能進(jìn)配煤線的貯煤斗。常用的破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)2大類(lèi)。顎式破碎機(jī)多用于破碎原料煤中的矸石。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)線中使用比較廣泛，適應(yīng)能力較強(qiáng)。為避免硬金屬棒、塊混入煤中。造成破碎機(jī)過(guò)載或損壞，般應(yīng)該在破碎機(jī)的進(jìn)料口安裝電磁吸鐵裝置，隨時(shí)清除金屬雜物。 混配設(shè)備混配設(shè)備 混配設(shè)備是動(dòng)力配煤生產(chǎn)線的重要設(shè)備之一?；炫浒惴譃橹亓颗淞虾腿莘e配料

15、兩種。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)中多數(shù)還是采用容積配料，但在一些大的生產(chǎn)線上已開(kāi)始了重量配料。容積配料設(shè)備主要為圓盤(pán)配料機(jī)和膠帶配料機(jī)，這2種設(shè)備都是用控制原料煤的流量來(lái)達(dá)到定量配比的目的。圓盤(pán)給料機(jī)的給料雖一般通過(guò)改變刮刀位置等措施來(lái)調(diào)節(jié)；膠帶配料機(jī)則通過(guò)出料閘門(mén)的開(kāi)口高度控制出煤層的厚薄。重量配料般采用電子膠帶秤，通過(guò)重量顯示比例，調(diào)節(jié)膠帶機(jī)的出料速度，使配料更加準(zhǔn)確可靠。第二節(jié)第二節(jié) 動(dòng)力配煤工藝動(dòng)力配煤工藝第三節(jié)第三節(jié) 典型動(dòng)力配煤技術(shù)典型動(dòng)力配煤技術(shù)第三節(jié)第三節(jié) 典型動(dòng)力配煤技術(shù)典型動(dòng)力配煤技術(shù)n一、傳統(tǒng)配煤技術(shù)一、傳統(tǒng)配煤技術(shù)n 傳統(tǒng)的配煤技術(shù)是以煤化學(xué)為理論基礎(chǔ)，采用煤的揮傳統(tǒng)的配煤技術(shù)是以

16、煤化學(xué)為理論基礎(chǔ)，采用煤的揮發(fā)分發(fā)分vdaf來(lái)控制煤質(zhì)，用膠質(zhì)層厚度來(lái)控制煤質(zhì)，用膠質(zhì)層厚度(x, y)及黏結(jié)指數(shù)（及黏結(jié)指數(shù)（g)來(lái)評(píng)價(jià)煤的結(jié)焦性，依此來(lái)指導(dǎo)配煤。根據(jù)煤化學(xué)理論來(lái)評(píng)價(jià)煤的結(jié)焦性，依此來(lái)指導(dǎo)配煤。根據(jù)煤化學(xué)理論，煤的結(jié)焦性是用煤化程度指標(biāo)，煤的結(jié)焦性是用煤化程度指標(biāo)(包括水分、硫分、灰分包括水分、硫分、灰分、揮發(fā)分等、揮發(fā)分等)和黏結(jié)性指標(biāo)和黏結(jié)性指標(biāo)(包括膠質(zhì)層厚度包括膠質(zhì)層厚度x,y和黏結(jié)性和黏結(jié)性指數(shù)（指數(shù)（g)）等來(lái)反映，以此為基礎(chǔ)發(fā)展形成了）等來(lái)反映，以此為基礎(chǔ)發(fā)展形成了vdaf-x，vdaf-y,vdaf-g等煉焦配煤法。等煉焦配煤法。 n二、煤巖學(xué)配煤技術(shù)二、煤

17、巖學(xué)配煤技術(shù)n 隨著煤巖學(xué)的不斷發(fā)展，利用煤巖顯微結(jié)構(gòu)指導(dǎo)配煤有隨著煤巖學(xué)的不斷發(fā)展，利用煤巖顯微結(jié)構(gòu)指導(dǎo)配煤有了長(zhǎng)足的發(fā)展。煤巖學(xué)相關(guān)觀點(diǎn)認(rèn)為了長(zhǎng)足的發(fā)展。煤巖學(xué)相關(guān)觀點(diǎn)認(rèn)為:煤化程度和煤的顯微組煤化程度和煤的顯微組成是決定煤的結(jié)焦性好壞的關(guān)鍵因素。煤的煤化程度由煤中成是決定煤的結(jié)焦性好壞的關(guān)鍵因素。煤的煤化程度由煤中鏡質(zhì)組的平均隨機(jī)反射率鏡質(zhì)組的平均隨機(jī)反射率(rr,m）來(lái)決定，）來(lái)決定，rr,m越大，煤的越大，煤的煤化程度越高，平均隨機(jī)反射率大體上能反映活性組分的總煤化程度越高，平均隨機(jī)反射率大體上能反映活性組分的總體質(zhì)量。體質(zhì)量。rr,m不受煤種的影響，煤化參數(shù)不受煤種的影響，煤化參數(shù)

18、vdaf不僅與煤的不僅與煤的煤化程度有關(guān)，而與煤種也有關(guān)系，因此，煤化程度有關(guān)，而與煤種也有關(guān)系，因此，rr,m比比vdaf更更能準(zhǔn)確地反映煤的煤化程度。根據(jù)煤中不同顯微組分在煤的能準(zhǔn)確地反映煤的煤化程度。根據(jù)煤中不同顯微組分在煤的結(jié)焦過(guò)程中的表現(xiàn)不同，通過(guò)煤的鏡質(zhì)組隨機(jī)反射率結(jié)焦過(guò)程中的表現(xiàn)不同，通過(guò)煤的鏡質(zhì)組隨機(jī)反射率(rr,m）直方圖可以清楚地反映出不同組型活性組分分布情況。）直方圖可以清楚地反映出不同組型活性組分分布情況。第三節(jié)第三節(jié) 典型動(dòng)力配煤技術(shù)典型動(dòng)力配煤技術(shù)n三、計(jì)算機(jī)專(zhuān)家配煤系統(tǒng)三、計(jì)算機(jī)專(zhuān)家配煤系統(tǒng)n 計(jì)算機(jī)配煤專(zhuān)家系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)發(fā)展起計(jì)算機(jī)配煤專(zhuān)家系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)發(fā)展起來(lái)的配煤概念，它綜合利用了煤炭數(shù)據(jù)庫(kù)、焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)來(lái)的配煤概念，它綜合利用了煤炭數(shù)據(jù)庫(kù)、焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)方法、