淺談選煤廠設計的關鍵問題

【摘 要】工程設計是影響選煤廠建設及生產的重要環節，直接決定選煤廠的生產和技術經濟指標。文章分析了選煤廠設計過程中應注意的幾個關鍵問題： 煤質資料、產品結構、選煤工藝制定、設備選型、工藝布置、質量標準化，以期為從事選煤廠工程設計的技術、管理人員提供借鑒。

【關鍵詞】煤質資料；選煤工藝；標準化

選煤是潔凈煤技術的源頭，是實現可持續發展的重要環節，也是煤炭企業產品質量穩定的有效途徑，為落實國家節能減排政策，實施 “中國潔凈煤戰略”，即煤炭燃燒和利用前實施加工及轉化，使煤炭成為真正的潔凈能源，國家已將煤炭洗選加工科技項目納入高新技術的扶持政策范圍內。進入二十一世紀后，我國選煤廠的建設如同雨后春筍般快速發展，期間涌現出一批新技術、新設備，如何優化配置、進行合理設計是煤炭有效洗選加工的關鍵。文章就選煤廠建設及生產過程中應注意的幾個關鍵問題進行分析，以期為從事選煤廠設計的技術管理人員提供借鑒。

1.煤質資料分析

1.1產品定位及產品結構

產品定位是指根據煤的牌號、物理和化學性質、煤巖特征、工藝性能指標確定產品的用途，再結合當地市場需求進行目標市場定位。產品準確定位后需根據當地市場價格等情況依據最大經濟效益原則進一步優化。產品結構與選煤工藝、設備選型、廠房布置等因素有關。

1.2 煤質分析

煤質不變是相對的，而變化是絕對的。不同煤田即使是同一個煤田，不同井田、不同煤層、同一煤層的不同區域煤質也存在差異。開采煤層的結構特征、賦存特點、井下采煤方法及運輸等生產環節都會對煤質產生影響，選煤工藝設計過程中需對這些影響因素進行分析。

煤層的頂、底板和夾矸層的煤巖組成及井下各生產環節都會對原煤的矸石量等煤質因素產生重大影響，只有充分了解這些影響因素才能進一步調整試驗資料，分析煤質資料，從而掌握原煤中塊末煤含量比例及矸石的泥化程度。

2.選煤工藝的制定

2.1動力煤選煤工藝的制定

目前，國內外主要采用重介質旋流器和跳汰兩種分選工藝對≤25 （13）mm 粒級原煤進行分選，這兩種分選工藝各有優缺點。跳汰分選工藝較簡單，基建投資較低，技術傳統，容易操作，熟悉該技術的人員較多； 但是該工藝分選的產品下限高，次生煤泥含量大，浮選量多，分選精度差，自動化程度低。重介質旋流器分選工藝產品下限低，入浮煤泥量少，分選精度高，對煤質的適應性強，自動化程度較高。隨著綜采技術的大力推廣，末原煤粒度普遍偏細，若采用跳汰分選工藝很難避免相當部分的細粒產品因吸綴作用未經分選而透篩進入中煤和矸石，從而影響精煤產率； 而重介質旋流器分選工藝不存在這一問題，因此應采用重介旋流器分選工藝分選末原煤。

2.2煉焦煤選煤工藝的制定

2.2.1選前脫泥與不脫泥的選擇

選前脫泥和不脫泥分選方式各有優缺點，一般來講，選前脫泥分選方式分選精度及選煤效率高。

2.2.2兩產品與三產品重介質旋流器的選擇

兩產品重介質旋流器分選工藝是目前國際上比較流行的重介工藝，具有單臺旋流器處理能力大，一、二段重介旋流器分選密度可完全自動控制和調節，精煤、中煤質量穩定的優點，適合于廠型較大的選煤廠； 但采用該工藝時需對中煤、矸石進行二次分選，重復洗選量大，次生煤泥多。

三產品重介質旋流器分選工藝是我國獨創的、具有國際先進水平的重介工藝，在我國已有上百座選煤廠使用。該工藝可以一套重介懸浮液一次直接分選出精煤、中煤、矸石三種產品，沒有重復洗選，使重介工藝系統大大簡化，次生煤泥較少； 但該工藝二段分選密度受一段分選密度的影響，不能任意調節。

2.2.3有壓給料與無壓給料的選擇

根據給料方式的不同，重介質旋流器給料可分為有壓和無壓兩種。有壓給料是指入選原煤在混料桶中與重介懸浮液混合后用泵打入旋流器； 無壓給料是指入選原煤與重介懸浮液分別從兩個給料口給入旋流器，原煤靠自重從上部中心無壓給入，循環工作懸浮液用泵以較高的壓力切線 （ 或其他形式）給入。

選用哪種給料方式合適需根據具體煤質特點和廠區條件等因素進行選擇，如神華集團包頭礦業有限責任公司水泉選煤廠一車間采用有壓三產品重介質旋器分選礦井煤，而二車間采用無壓三產品重介質旋流器分選露天礦煤，目前兩種分選工藝效果都比較好。

3.設備選擇

設備選型是選煤廠設計的重要步驟，選型是否準確不但體現設計人員和設計本身的水平，而且關系到選煤廠投產后的生產情況和經濟效益。

選煤生產屬于“流水線”作業，設備選型必須整體全盤考慮，實現全廠設備的整體配套和可靠，防止“木桶效應”影響系統的可靠性。目前國產設備與進口或進口組裝設備在使用壽命、運行效果、設備維護方面存在較大差異，進口設備明顯優于國產設備。建議主要設備 （ 如振動篩、離心機、磁選機、淺槽分選機、螺旋分選機等）盡量選擇進口或進口組裝設備，這樣可大大減少設備故障率，提高選煤廠經濟效益。

選煤廠生產過程中原煤的數質量具有不均衡性，隨時都可能產生波動。為保證選煤廠的正常生產，在設備選型時每個設備的選型依據應該是相對應作業環節的處理量乘以不均衡系數，沒有特定條件的話，不均衡系數的選取均應按 GB50359—2005《煤炭洗選工程設計規范》規定執行。尤其是煤泥水系統的設備選型，不僅需要考慮煤的數質量流程，還要結合煤泥性質綜合考慮設備型號，盡量將設備處理能力放大，以保證煤泥水系統不會影響選煤廠正常生產。

4.質量標準化工作

選煤廠質量標準化工作是生產管理、技術管理的基礎，是實現安全生產的前提，也是建設現代化選煤廠的重要途徑。選煤廠建設的各個環節必須符合國家法律、法規、規章、規程等相關規定，管理必須滿足相關標準要求，以保證選煤廠后期的安全生產及保證職工生命安全。大多數選煤廠在建設初期對相關建設規定考慮較多，但忽略了安全質量方面的工作，以至于建成后的選煤廠達不到標準要求，給后期日常生產留下諸多隱患，甚至造成一定的人員傷亡或財產損失，許多私營選煤廠這方面問題更突出。目前，許多選煤廠建成后又投入大量資金進行整改，如電纜線路的整改、接地的整改、防爆的整改、防護的整改、各種設備保護的整改等，費時費力。這些問題必須引起建設單位的高度重視，做到事前控制，莫等 “亡羊”再 “補牢”。

5.結語

目前我國常規選煤工藝已較成熟，也部分引進了國外的優秀選煤工藝，但沒有任何工藝及布置是通用的。一個合理優秀的設計思想應該注重產品定位，深入分析煤質資料，了解設備性能，充分考慮各環節與各系統的有機結合，使選煤工藝做到既能適應煤質與市場的變化，又有經濟合理的投資，只有這樣才能為企業創造最大的經濟效益和社會效益。

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