選煤廠設(shè)計的幾種典型案例分析

選煤廠設(shè)計的幾種典型案例分析

選擇煤廠的設(shè)計內(nèi)容復(fù)雜，涵蓋了專業(yè)領(lǐng)域。對于初涉設(shè)計領(lǐng)域的新手,常會感到茫然,且易誤入“捷徑”歧途,即參照其他現(xiàn)成的設(shè)計藍(lán)本,到處套用。這實為設(shè)計“兵家”之大忌。筆者認(rèn)為,在目前市場經(jīng)濟環(huán)境下,設(shè)計競爭越來越激烈,用戶對設(shè)計的要求也越來越高,只有不斷進行設(shè)計優(yōu)化創(chuàng)新才能提供用戶滿意的設(shè)計文件,贏得市場。本文結(jié)合筆者近兩年參與的一些項目設(shè)計實踐,談?wù)勥x煤廠設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題。1選煤工藝設(shè)計1.1重介選的發(fā)展對某選煤廠設(shè)計時,其產(chǎn)品品種中要求有塊煤產(chǎn)品。以此確定采用跳汰選,致使設(shè)計一開始就陷入思路誤區(qū)。隨近兩年重介選的發(fā)展,尤其是大型淺槽分選機、大直徑重介旋流器的開發(fā)應(yīng)用,使跳汰選與重介選的噸煤投資及運營費用差距很小,保塊效果重介選也不遜于跳汰選。特別是對可選性較差的煤質(zhì),重介選回收率明顯高于跳汰。筆者認(rèn)為,確定一種選煤工藝,設(shè)計思路不應(yīng)單一,應(yīng)全方位、多角度綜合論證,且有深度,切不可墨守成規(guī),陷入思維定勢而不可自拔。1.2磁選機補加介質(zhì)桶介質(zhì)補加方式一般有3種:①人工補加;②通過磁選機補加;③通過起重電磁鐵補加。前幾年設(shè)計的重介選煤廠多采用人工補加,即人工直接把介質(zhì)倒入濃介質(zhì)桶或合格介質(zhì)桶,后來發(fā)展為利用斗子提升機補加(如馬頭選煤廠)。近年來,隨國外設(shè)計公司進入中國市場,通過磁選機的補加方式正在被各大設(shè)計院采用。通常設(shè)置為:將磁鐵礦粉用高壓水槍沖入泵坑,泵至系統(tǒng)中的磁選機,經(jīng)磁選后進入介質(zhì)補加系統(tǒng)(東歡坨、烏蘭木倫等)或合介系統(tǒng)。第3種補加方式雖應(yīng)用不多,但筆者認(rèn)為也不失為一種好的補加方法,尤其適用于一些簡易的小型重介選煤廠。只需一個電葫蘆和一臺起重電磁鐵,可大大節(jié)約投資。1.3煤渣水處理系統(tǒng)(1)浮選技術(shù)現(xiàn)狀隨機械化采煤工藝普及,粉煤、細(xì)粒煤含量越來越高,造成浮選成本明顯加大;且細(xì)煤泥在普通浮選機中難以分選,嚴(yán)重污染精煤。資料顯示:淮北石臺選煤廠原煤中-0.5mm級產(chǎn)率占20%,入浮時(泥化后)-0.5mm級達(dá)28%左右;沈陽紅菱選煤廠原生煤泥(-0.5mm)產(chǎn)率為31.13%。石臺選煤廠進行了分級浮選工藝改造。入浮前,將煤泥水用水力旋流器分級,底流用浮選機處理,溢流用浮選柱處理。實踐表明,煤泥浮選中,-0.5mm級煤泥用水力旋流器分級,浮選機和浮選柱配套使用,在提高煤質(zhì)、降低灰分方面潛力很大。紅菱項目目前正在設(shè)計、建造中。其工藝由美國KRS公司設(shè)計,采用?1mm脫泥;-1mm煤泥水采用大直徑水力旋流器(?1000mm)分級,1～0.25mm采用TBS(TeeterBedSeparator)分選,-0.25mm采用浮選柱處理。該工藝同時在貴州響水選煤廠設(shè)計中應(yīng)用。德國的伯特勃格博士曾在選礦技術(shù)雜志上發(fā)表文章,贊賞分級浮選的好處,認(rèn)為它效率高,有利于降硫。試驗結(jié)果為:不分級浮選的精煤灰分10.6%,尾煤灰分79.2%,而分級浮選后的精煤灰分為8.0%,尾煤灰分80.3%,分級浮選的效果很明顯。浮選設(shè)備在浮選作業(yè)中起重要作用。利用微泡析出機理,擁有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的FJC系列噴射式浮選機在太西選煤廠、鎮(zhèn)城底選煤廠等多家選煤廠成功應(yīng)用,其處理能力達(dá)到普通浮選機的1.5倍以上。李光明等人撰寫的《FJCR12-4型噴射式浮選機在太西選煤廠的應(yīng)用》文中,將其與普通浮選機進行的詳細(xì)比較證明,該噴射式浮選機能大大提高浮選速度和選擇性,并可回收一些超粒級、粗粒級煤泥,具有投資少、效益高、見效快的優(yōu)點。筆者認(rèn)為,把FJC系列噴射式浮選機與中國礦大研制的旋流-靜態(tài)微泡浮選柱有機結(jié)合,可以收到更好效果。(2)煤泥水處理的優(yōu)化建議煤泥水處理是各選煤廠無法回避的現(xiàn)實問題。多數(shù)選煤廠設(shè)計中均采用圓形錐底傳統(tǒng)濃縮機作為煤泥水澄清設(shè)備;通過改變?nèi)肓戏绞郊凹铀幏绞?絮凝劑制備裝置)并配以自動控制的高效濃縮機。其處理能力較普通濃縮機大有提高,但畢竟增加了投資。筆者建議,是否考慮過采用長方體斜管濃縮機處理煤泥水呢?唐山森普礦山裝備公司制造的斜管濃縮機已在現(xiàn)場應(yīng)用多臺,并收到了滿意效果。尤其是其占地面積小、投資省、單位面積處理量大的特點,一般可室內(nèi)布置,在選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)中很有推廣價值。(3)粗煤泥回收利用選煤廠煤泥(-0.5mm)回收設(shè)備多采用廂式壓濾機,對未設(shè)浮選系統(tǒng)的動力煤選煤廠,也有用加壓過濾機的例子。此外,有些選煤廠將煤泥水分級處理:粗粒煤泥用高頻篩或沉降過濾離心機回收,細(xì)粒級煤泥用廂式壓濾機回收;也有好多選煤廠用煤泥離心機處理粗煤泥,效果也不錯。但將沉降過濾離心機與廂式壓濾機并聯(lián),處理濃縮機底流的例子并不多見。該工藝(美國賽吉滿公司設(shè)計)在東歡坨選煤廠已經(jīng)應(yīng)用。需說明的是,該選煤廠沒有浮選系統(tǒng)。如此設(shè)計并能成功使用,一定有其道理,很值得選煤同行去研究。帶式壓濾機由于故障率高或許在好多選煤設(shè)計人員的腦海中已經(jīng)消失,但近年來卻得到很大推廣,尤其在東北地區(qū),應(yīng)用較多,效果也不錯。沈陽紅菱選煤廠(沈陽禹華公司生產(chǎn))及貴州響水選煤廠都選用了帶式壓濾機。該兩座選煤廠正在設(shè)計、建設(shè)中。這就提醒我們設(shè)計工作者,不能以一種不變的觀點去看待發(fā)展的事物,選煤技術(shù)日新月異,我們的思想也應(yīng)與時俱進。2總體布置2.1碎車間及產(chǎn)品布置土地資源越來越寶貴,因此,總平面布置也應(yīng)隨之緊湊。除工藝設(shè)置簡單外,單體建筑物間的位置關(guān)系也需簡化。以永煤集團城郊選煤廠為例,談?wù)勂浜Y分破碎車間、原煤倉與主廠房的位置關(guān)系。該選煤廠設(shè)計主要特點為:原煤可不經(jīng)過原煤倉直接入洗,減少塊煤進倉摔碎機會,從而提高塊煤產(chǎn)率;也可經(jīng)主廠房頂層轉(zhuǎn)載(充分利用主廠房高度),折回入原煤倉儲存。通過原煤倉下膠帶機運至主廠房入洗。從總平面布置上看,3個建筑物幾乎在一條直線上,依次為篩分破碎車間、原煤倉與主廠房。其中,篩分破碎車間與原煤倉幾乎緊貼。該布置節(jié)約了很多空間,設(shè)計理念新穎,打破了傳統(tǒng)總平面布置的特點,很值得學(xué)習(xí)。2.2煤流管及煤流管理體制選煤廠設(shè)計中,膠帶走廊大部分采用正向布置。這是國內(nèi)設(shè)計中一個俗成的規(guī)范。但與幾家外國公司合作設(shè)計后徹底改變了看法,總平面布置應(yīng)該因地制宜、不拘一格,應(yīng)充分利用主井和裝車點的位置關(guān)系,不僅要使煤流順暢,還要考慮節(jié)省投資,實用可靠。不必拘泥于正向布置的定勢思維,應(yīng)該沖破傳統(tǒng)設(shè)計的禁錮,某些皮帶走廊完全可以斜向布置,雖在總平面上顯得零亂,但節(jié)約了大量的土建工程,實為可取之處。3非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的生產(chǎn)3.1定壓混料桶目前,國內(nèi)絕大多數(shù)新建選煤廠均采用重介選煤工藝,尤其是大直徑重介旋流器工藝得到逐步推廣。其中,混料桶在整個工藝流程中起重要作用。筆者在此推崇的是澳大利亞公司的定壓混料桶。其外形像一個垂直安裝的梯形溜槽,并帶有一方形溢流箱。其優(yōu)點是全寬度給料,混料均勻,便于調(diào)節(jié),結(jié)構(gòu)靈活緊湊,節(jié)省空間。在借鑒國外先進經(jīng)驗后,選煤院設(shè)計的定壓混料桶已在東龐礦選煤廠技改工程中應(yīng)用,其泵排量1200m3/h,混合箱長3800mm,液面高差設(shè)定為400mm,混合箱寬度設(shè)計為900mm,緩沖時間為25s,混合箱與介質(zhì)箱的加介量基本相同。近3年的使用證明,其混料效果很好,緩沖時間能滿足系統(tǒng)要求,正常生產(chǎn)時液面及液面高差始終保持穩(wěn)定,基本上沒有溢流現(xiàn)象。筆者建議,在今后混合桶的設(shè)計制造中,應(yīng)充分吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗,不要拘泥于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),其形狀可以是四棱錐形、梯形、多種結(jié)構(gòu)組合或異形的,只要能滿足生產(chǎn)需要,方便設(shè)備布置,或有利于降低廠房投資就行。3.2分流箱入料管更細(xì)分流是重介選煤廠必不可少的工藝環(huán)節(jié)。通過分流可調(diào)節(jié)懸浮液中的煤泥量,即非磁性物含量,以維持介質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)定。分流依靠分流箱來實現(xiàn),分流箱常設(shè)在精煤脫介篩下合格介質(zhì)段管路上。傳統(tǒng)設(shè)計為,精煤脫介篩下全部合格介質(zhì)進入分流箱分流后,一部分進入合介桶,另一部分進入稀介桶。由于合格介質(zhì)量大,往往分流箱入料管達(dá)?300mm以上,出料管也在?300mm左右。大型選煤廠,該管路管徑更大。值得一提的是,由于進分流箱的懸浮液多,使分流量調(diào)節(jié)變得不很精確,引起介質(zhì)系統(tǒng)不穩(wěn)定,進而給分選作業(yè)帶來麻煩,同時也縮短了分流箱的使用壽命,嚴(yán)重時還會影響生產(chǎn)。下面以東歡坨選煤廠為例,談?wù)剣庠O(shè)計公司在分流環(huán)節(jié)是如何設(shè)計的。東歡坨選煤廠分流環(huán)節(jié)設(shè)有2個分流箱,一個為手動粗調(diào)分流箱,一個為氣動電控微調(diào)分流箱;精煤脫介篩下合格介質(zhì)分成兩路,大部分進入粗調(diào)分流箱,一小部分進入微調(diào)分流箱;各分流箱均有兩趟出料管,一路進入合介桶,另一路進入稀介桶。該廠原煤(已脫泥)帶入的煤泥量幾乎不變。通過計算可知,分流比是一定的,即分流后進入稀介桶和進入合介桶的介質(zhì)量是成比例的,而且不變。入料發(fā)生微小波動,只需調(diào)節(jié)一小股介質(zhì)流即可,沒有必要調(diào)節(jié)總流量。國外設(shè)計公司分流環(huán)節(jié)的設(shè)計相比傳統(tǒng)的分流環(huán)節(jié)設(shè)置,先進了好多,也比較典型,更易于實現(xiàn)懸浮液穩(wěn)定,很值得去仿效、探究。4選煤廠設(shè)計的靈活性及比選方案的意義結(jié)合兩年