智能化選煤廠很熱,但這些問題不解決白熱

1、現(xiàn)代化的選煤廠如何建？試試這個藥方！一、要有正確的設計思路選煤廠設計涵蓋的內(nèi)容龐雜，涉及專業(yè)面廣，然而核心只有一個，那就是“選煤工藝”，其他專業(yè)的設計都是圍繞選煤工藝這個核心做文章。所以，一部選煤廠設計做得水平高低、成功與否，首先取決于工藝設計是否先進合理，其次才談得上集控自動化水平的高低和生產(chǎn)效率的高低。當然，所有這一切都是為了實現(xiàn)設計的最終目標獲取最佳經(jīng)濟效益和社會效益。集幾十年搞設計的深刻體驗，可以歸結為一句話：“對癥下藥、量體裁衣、因地制宜”是選煤工藝設計的“靈魂”。設計最大的忌諱就是用一種固定的工藝模式到處套用，這如同企圖用一種萬能藥方包治百病一樣行不通，是設計的死胡同。搞好工藝設計

2、的關鍵是吃準、吃透“兩頭”，所謂設計的“兩頭”主要是指：設計的源頭原煤的煤質(zhì)特性。設計的終端選后產(chǎn)品結構的定位。其中原煤特性是自然天成，千變?nèi)f化的因素，是選煤工藝設計的主要基礎。而產(chǎn)品結構定位則是市場多元化需求的體現(xiàn)，是工藝設計的前提和最終目標。對選煤工藝而言，脫離了這“兩頭”搞設計，就是無的放矢，設計本身也就成了無源之水、無本之木。二、煤質(zhì)資料是工藝設計的基礎和主要依據(jù)1、煤質(zhì)分析工作的重要性設計好比醫(yī)生看病，醫(yī)生診病的對象是人，通過號脈、檢查把病因找準，才能對癥開處方。而洗選加工的對象是煤，對煤質(zhì)進行分析和評述就是對煤進行“號脈診斷”。設計就是開處方。煤質(zhì)分析是否透徹，原煤特性把握是否準確

3、，直接關系到設計的處方選煤工藝能否“對癥”，能否切合入選原煤的實際特性。這是衡量一部設計好與壞，合理與否的重要標準。眾所周知，由于成煤環(huán)境和成煤條件不同，形成了煤炭賦存狀況方面的差異。因而不同煤田、不同礦區(qū)的煤質(zhì)千差萬別。在中國尤為如此，有時候即便同屬一塊煤田，但在不同的井田，甚至不同的采區(qū)，不同的層位，其煤質(zhì)的變化和區(qū)別也非常大。如何將被選原煤的“脈”號準，是搞好選煤工藝設計必須重視的基礎問題。所以，在中國建設現(xiàn)代化選煤廠，至關重要的問題是選煤工藝設計必須符合不同礦區(qū)的不同煤質(zhì)特性。2、分析煤質(zhì)資料時應特殊關注的問題在分析煤質(zhì)資料時，切忌就資料本身死板地羅列數(shù)據(jù)、孤立地就事論事，把煤質(zhì)分析與

4、工藝設計割裂開來。合理正確的方法應該是將煤質(zhì)資料的數(shù)據(jù)規(guī)律和分析內(nèi)容與選煤方法的選擇，工藝環(huán)節(jié)的設置，流程的制定，甚至與產(chǎn)品的定向定位結合起來，為下一步工藝設計做鋪墊。這樣才能使煤質(zhì)資料分析工作具有了生動的含意，活的靈魂。將煤質(zhì)分析中應特殊關注的幾點分述如下：（1）要特別重視了解井田各主要可采煤層的結構特征和賦存特點，例如：有無偽頂；有無夾矸以及夾矸的層數(shù)、厚度、賦存高度；頂、底板和夾矸的巖性等。在中國有許多礦區(qū)，如淮南、濟北、烏海、保德、離柳等礦區(qū)，其煤層的頂、底板及夾矸層多為泥巖和炭質(zhì)泥巖。在開采過程中，這些易碎、易泥化的矸石混入原煤，對煤質(zhì)和選煤工藝將會產(chǎn)生重要影響。絕對不要因為矸石不是

5、構成原煤的主體而忽視它。（2）要了解井下的采煤方法及井下運輸、提升方式等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以便判斷礦井生產(chǎn)過程對原煤粒度組成和混入毛煤中的矸石量的影響程度，為進一步調(diào)整粒度、密度組成提供依據(jù)。（3）隨著環(huán)保要求的加強，洗選降硫的問題越來越突出，已不亞于降灰的重要性。特別是對于含硫高的原煤，現(xiàn)在也像評定原煤可選性那樣，開始重視評估洗選的脫硫效果及其可行性。所以要重視硫的成分分析，硫在煤中賦存和嵌布特性的分析，以及硫分在粒度、密度組成中的分布規(guī)律。以便預測選后的脫硫效果，并為正確選擇選煤方法提供依據(jù)。（4）要特別重視煤質(zhì)資料的代表性。用不具代表性或代表性差的篩分、浮沉資料作設計，是對設計的誤導，后果是嚴重

6、的。如果選煤廠建成投產(chǎn)后，設計的選煤工藝與本礦原煤實際特性相去甚遠，會給選煤廠生產(chǎn)帶來諸多困難，給管理造成被動。在新礦區(qū)建選煤廠，煤質(zhì)資料的代表性問題尤為突出。鑒于目前國家或煤炭行業(yè)對煤質(zhì)資料代表性的調(diào)整辦法尚無統(tǒng)一的標準和規(guī)定。各設計院的調(diào)整方法也不盡相同，所以煤質(zhì)資料的代表性問題更應該引起高度重視。設計者有責任根據(jù)煤田地質(zhì)報告和采煤方法提出合理的調(diào)整方法，以增加煤質(zhì)資料的代表性。三、合理確定產(chǎn)品定位是設計的必要前提1、產(chǎn)品結構定位的重要意義產(chǎn)品結構定位的目的是使選后產(chǎn)品能適銷對路，能夠適應市場的多元化需求。在市場經(jīng)濟日趨發(fā)達的今天，這項工作的重要性就更加突出了。從道理上講，產(chǎn)品結構本應是原

7、煤經(jīng)洗選加工之后產(chǎn)生的結果，而現(xiàn)在反而要提到選煤工藝設計之前來預先敲定，似乎有點矛盾，不合邏輯。其實不難理解。用辯證的觀點看，產(chǎn)品既是分選的結果，也是選前應該預定的加工目標。所以在工藝設計之前，先通過對產(chǎn)品結構進行多方案比選、論證，找到洗選加工可能達到的最佳結果，預先鎖定選后產(chǎn)品結構，以便使工藝設計做到有的放矢，目標明確。2、產(chǎn)品結構定位必須以原煤本身的煤質(zhì)特性為基礎煤質(zhì)特性是煤炭與生俱來的天然品質(zhì)。如果天然成煤條件不好，比如在成煤過程中，有些粘土礦物質(zhì)和黃鐵礦微粒被散布在凝膠化基質(zhì)中或充填在植物的胞腔內(nèi)，則會造成煤炭內(nèi)灰升高，硫分難以脫除，無論如何洗選加工，也不可能選出低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)高檔煤

8、炭產(chǎn)品來。所以，我們說煤質(zhì)本身的優(yōu)劣是產(chǎn)品定位的基礎，是第一位的。不能脫離這個基礎去妄定產(chǎn)品的檔次。這就叫做“量體裁衣”、“因才適用”。3、產(chǎn)品結構定位要以市場需求為導向隨著國家能源結構的改變和生態(tài)環(huán)境保護要求日益嚴格，煤炭市場的需求正處在深刻變化之中。為了適應煤炭市場的不斷發(fā)展和變化，目前全國各大礦區(qū)都在著手搞產(chǎn)品結構調(diào)整，調(diào)整的重點就是增加產(chǎn)品結構的靈活性。以適應市場多元化需求。其中又以動力煤產(chǎn)品結構的調(diào)整最具代表性。動力煤由于用途不同或用戶爐型等技術條件上的差異，往往對動力煤灰分或發(fā)熱量的要求變化幅度較大。如出口動力煤，高爐噴吹用煤，水煤漿原料煤，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)動力煤和普通動力發(fā)電用煤等，其灰

9、分要求的差別大約在10%-20%之間。這就要求我們設計的選煤工藝系統(tǒng)應具有足夠的靈活性，以保證產(chǎn)品灰分能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)隨意調(diào)節(jié)的要求。就像汽車無級變速一樣，我們把它稱作“無級調(diào)灰”。這種形式就是在市場經(jīng)濟條件下應運而生的靈活的煤炭產(chǎn)品新結構，是現(xiàn)代化選煤廠應具的特征。近幾年來，首先在淮南礦區(qū)張集選煤廠設計中推廣運用，后又在多部選煤廠設計中實現(xiàn)了“無級調(diào)灰”的產(chǎn)品結構模式，為企業(yè)占領市場，增強市場競爭力提供了有利條件。值得指出的是，由于環(huán)保部門對煤炭產(chǎn)品的硫分要求越來越嚴，一般都要求硫分1%，甚至更低。但是，在設計中往往會出現(xiàn)這樣的矛盾情況，即經(jīng)過洗選后在滿足了硫分1%的同時，產(chǎn)品灰分卻太低了，

10、很難實現(xiàn)“無級調(diào)灰”。這就需要設計者做深入細致的分析工作，尋求恰當?shù)慕鉀Q辦法。在西山官地礦選煤廠設計中就遇到了這樣的問題，通過對5層煤不同煤質(zhì)的深入分析，找到了巧妙的兩全解決辦法，實現(xiàn)了降硫、調(diào)灰的雙重要求。四、正確選擇選煤方法是設計的核心1、對現(xiàn)代化選煤廠不能簡單地理解為一種固定的工藝模式現(xiàn)代化的選煤廠應該具有兼收并蓄，多樣化的工藝特點。對不同的選煤方法不能簡單地用“先進”或“落后”去劃分，這樣不科學，它們各有所長，只是適用條件和范圍不同而已?，F(xiàn)代化選煤廠最主要的特點是效率高，這首先應該體現(xiàn)在選煤工藝是否合理上，也就是說要體現(xiàn)在選煤工藝是否適合入選原煤的煤質(zhì)特性，是否能實現(xiàn)用戶所要求的產(chǎn)品結

11、構上。與選煤方法相關的因素是多方面的，它們包括：原煤粒度組成特性（含粒度組成）、密度特性（含可選性）；硫分構成及其賦存嵌布特性；產(chǎn)品結構（含市場需求）；分選效率；洗選加工費；相關的基建投資費用；綜合經(jīng)濟效益等因素。所以選煤方法的確定必須作全面的技術經(jīng)濟多方案比選，擇優(yōu)選用，才是科學合理的思路。以前按照設計規(guī)范規(guī)定，基本上只根據(jù)可選性難易一個條件簡單地劃分選煤方法適用范圍的做法不全面，目前我國的舊規(guī)范也正在修改中。下面僅列舉幾點實例，對上述觀點作進一步說明：（1）當原煤中塊矸含量很多，特別是矸石的巖性又屬于易泥化的泥巖或炭質(zhì)泥巖時，則宜采用動篩跳汰機代替人工揀矸，將大塊泥巖矸石盡早地從系統(tǒng)中排除

12、，這樣對后續(xù)主選工藝十分有利。動篩跳汰機允許入料上限可達300-400mm，且具有處理量大、排矸精度高、循環(huán)水量少、洗水自成閉環(huán)、生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)勢。在排除大塊矸石的條件下，上述優(yōu)勢可得以充分發(fā)揮。比用淺槽等重介塊煤分選設備要合理得多。動篩跳汰機的弱點是分選下限只能達30mm，所以在使用范圍上受到一定限制。（2）跳汰機對易選煤的分選精度并不亞于重介選。另外當排矸分選密度大于1.8Kg/L時，重介懸浮液難以配制。這時采用單段跳汰機的優(yōu)勢就比較突出，可不受分選密度高的限制。但是，在選擇跳汰法分選不同性質(zhì)的原煤時，建議慎重考慮以下幾點意見：從總體上講，跳汰機在分選難選煤時的分選效率與重介選相比有一定

13、差距，特別是有關研究表明，跳汰機對2-3mm以下粉煤的分選精度明顯變差，精煤損失大。所以對3mm以下粉煤含量大的原煤采用跳汰選時更要格外慎重。在要求出低灰精煤產(chǎn)品的條件下，若分選密度低于1.4Kg/L時，跳汰機難以操控，無法保證正常分選效果。雙段跳汰機所需循環(huán)水量較大，約為重介選的一倍，所以洗水系統(tǒng)較重介選負荷量大，增加了投資。（3）當要求出塊煤產(chǎn)品時，有壓入料重介旋流器分選工藝就不利于保護塊煤。（4）當原煤中黃鐵礦嵌布比較細時，采用重介旋流器分選，脫硫效果就比較好，有時還需配套煤泥重介旋流器或螺旋分選機分選才能有效脫除更細的黃鐵礦微粒。但是，當原煤中所含矸石為泥巖時，因其遇水極易泥化的性質(zhì)，

14、在采用重介法分選，特別是采用有壓入料重介旋流器分選時，應格外慎重。主要考慮到泥巖矸石經(jīng)混合桶懸浮液浸泡后，再經(jīng)入料離心泵葉片強烈撞擊，高壓攪動，泥巖會大量被泥化。高灰泥質(zhì)會大大增加懸浮液中非磁性物含量，將引起工作懸浮液的密度、粘度等特性參數(shù)的改變，導致分選效果變壞，而且也會給脫介和介質(zhì)系統(tǒng)帶來一系列麻煩。（5）在西北嚴重干旱缺水地區(qū)，干法分選則獨具優(yōu)勢。干法分選不用洗水便可分選煤炭。它比較適用于褐煤、易泥化煤、劣質(zhì)煤、易選煤的排矸分選。我國自行研發(fā)的空氣重介選、復式干法選煤都是可供采用的新型干法分選方法。2、關于重介旋流器分選工藝若干原則問題的思考近年來，隨著我國自行研發(fā)的各種類型重介旋流器工

15、藝技術的日趨成熟，以及澳大利亞先進的模塊式重介選煤廠的引進，使重介旋流器分選工藝不論在簡化工藝環(huán)節(jié)、降低工程造價，提高介質(zhì)系統(tǒng)調(diào)控水平、易于操作管理方面，還是在減少介耗、電耗，降低生產(chǎn)成本方面都取得了長足的進步，技術日臻完善，備受業(yè)主青睞，在我國已被廣泛采用。但是，目前在重介選煤工藝設計中常常圍繞幾個原則問題進行爭論，成為當前選煤界和設計單位關注的熱點。幾個主要的熱點問題如下：（1）關于重介旋流器有壓入料和無壓入料方式的選擇。（2）關于兩產(chǎn)品重介旋流器和三產(chǎn)品重介旋流器的選擇。（3）關于大直徑重介旋流器或小直徑旋流器組的選擇。（4）關于選前脫泥與不脫泥的選擇。有關以上幾個工藝原則，應根據(jù)不同的

16、煤質(zhì)條件合理選用，絕不能用其中一種固定的工藝方式，隨意套用。這里要特別推薦我國自行研制的無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝，它已經(jīng)在我國大量推廣應用。實踐證明，分選效果并不亞于有壓入料兩產(chǎn)品重介旋流器。而且在減少矸石泥化、簡化工藝流程環(huán)節(jié)方面具有明顯優(yōu)勢，它為現(xiàn)代化選煤廠設計提供了更多的選擇余地。3、對煤泥分選方法的選擇目前世界上選煤廠發(fā)展的方向，從整體格局上看，除繼續(xù)向系統(tǒng)簡化、設備大型化、高度自動化方向發(fā)展外，選煤技術開發(fā)的重點仍放在以脫硫、降灰為宗旨的細粒和極細粒煤（煤泥）高性能分選設備的研制上。目前美、英、德、澳、日、中等國已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的這類設備有以下六類：（1）強化重力設備。（2

17、）微細介質(zhì)旋流器。（3）微泡和離心浮選設備。（4）異形波跳汰機。（5）美國楊氏充填式跳汰機。（6）選擇性油團選。它們都是很有前途的煤泥分選、脫硫設備。但是這些新工藝設備除少數(shù)項目外大多還處在研發(fā)階段，還未達到大規(guī)模工業(yè)應用的程度。所以現(xiàn)階段在我國選煤廠設計中，比較現(xiàn)實的、有效的煤泥分選設備，主要有以下三種：（1）螺旋分選機。（2）煤泥重介旋流器。（3）各類微泡浮選柱。選擇煤泥分選方法的合理思路是：盡量采用生產(chǎn)成本相對較低的重力分選設備來分選大部分較粗的煤泥，以減少入浮煤泥量。眾所周知，采用普通浮選機分選煤泥是一種高投資、高成本的分選工藝。減少入浮量是一舉多得的利事。五、簡潔合理的工藝流程是設計

18、的必然要求為了達到合理簡化工藝系統(tǒng)的目的，在工藝流程設計中應著重考慮以下幾點：（1）流程中作業(yè)環(huán)節(jié)設置要合理，避免功能相近的作業(yè)重復設置。（2）采用高效設備簡化工藝系統(tǒng)。（3）盡量取消流程中可有可無的環(huán)節(jié)。（4）盡量避免流程中不必要的料流循環(huán)，即所謂的不良閉環(huán)。（5）煤泥水系統(tǒng)設計應能滿足環(huán)保日益嚴格的要求。在我國古交礦區(qū)和淮南礦區(qū)數(shù)座選煤廠所采用的洗水凈化再生系統(tǒng)，是一種新工藝，可為自動調(diào)節(jié)全廠洗水平衡，實現(xiàn)高標準洗水閉路循環(huán)，達到零排放提供可靠保證。六、選煤廠工藝布置的發(fā)展趨勢近幾年我國設計建成的新型主廠房，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)廠房多層框架結構的格局，使工藝布置模式也發(fā)生了很大變化。廠房布置的發(fā)展趨勢如下：（1）廠房從高層向低層發(fā)展，從多層框架向單層大廳式發(fā)展。在單層廠房大廳內(nèi)，設備可以采用獨立鋼架支撐，也可以采用模塊式結構支撐。從廠房的土建結構看，全鋼結構廠房肯定是今后的發(fā)展方向。鋼結構廠房有很多優(yōu)點，它不僅制作施工方便，施工工期短，抗震性能好，而且只要設計合理，造價可與鋼筋混凝土結構相近。惟有維護費用偏高，是其不足之處。我們認為，若因工藝布置需要，也不必拘泥于一種全鋼結構形式，完全可以采用局部鋼筋混凝