淺析煤質(zhì)分析與檢查對選煤廠設(shè)計的影響

王文龍，蔣富歌

（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計研究院股份有限公司，河南鄭州 450000）

淺析煤質(zhì)分析與檢查對選煤廠設(shè)計的影響

王文龍，蔣富歌

（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計研究院股份有限公司，河南鄭州 450000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，市場對煤炭的需求不斷擴(kuò)大，煤炭價格不斷上揚(yáng)。國內(nèi)煤炭加工和銷售市場也發(fā)生了較大的變化，用煤企業(yè)對煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格，煤炭生產(chǎn)企業(yè)的競爭更加激烈。目前選煤廠為實(shí)現(xiàn)對煤炭的分選提供了有效的保證。對煤質(zhì)分析與檢查對選煤廠設(shè)計的影響進(jìn)行了說明，為后期選煤廠的設(shè)計提供參考。

煤質(zhì)；分析；選煤廠；設(shè)計

我國煤炭資源儲量豐富，是我國極大的能源財富，但這些年由于對煤炭資源的過度開發(fā)與利用使得對煤炭資源造成了極度的浪費(fèi)，加之利用效率不高，不僅造成了對環(huán)境的過度污染，還使得煤炭儲量嚴(yán)重減少，對我國長期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略造成了影響。選煤廠設(shè)計時需要對煤質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)分析與檢查，才可確保選煤工藝是否合理有效。外界條件和環(huán)境影響著煤質(zhì)的形成，不同的環(huán)境決定了不同的煤質(zhì)類型，各礦區(qū)煤田煤種不同，不同層面煤質(zhì)也存在較大差別。因此，選煤廠設(shè)計應(yīng)對煤質(zhì)具體性質(zhì)進(jìn)行全面分析和檢查，了解煤質(zhì)情況，確定適合選煤廠的選煤方式及生產(chǎn)方式，保證選煤廠產(chǎn)品質(zhì)量。

1 煤質(zhì)檢驗(yàn)主要項(xiàng)目及指標(biāo)分析與說明

1.1 煤質(zhì)檢驗(yàn)中水分的檢測

一般情況下，煤炭中水分包括內(nèi)在水分和外來水分，由植物轉(zhuǎn)變成煤炭過程中含的水分叫內(nèi)在水分，而開采及運(yùn)輸過程中附在煤炭裂縫和表面的水分叫外來水分。一般來講，煤變質(zhì)程度越大，內(nèi)在水分越低。如貧煤、無煙煤內(nèi)在水分較低等。水分的存在不僅浪費(fèi)了大量的運(yùn)輸資源，還會在煤燃燒時消耗熱量，對煤炭的利用具有重要影響。

1.2 煤質(zhì)檢驗(yàn)中灰分的檢測

煤在徹底燃燒后剩下的殘渣稱為灰分，灰分分外在灰分和內(nèi)在灰分。外在灰分是來自頂板和夾研中的巖石碎塊，它與采煤方法的合理與否有很大關(guān)系。外在灰分通過分選大部分能去掉。內(nèi)在灰分是成煤的原始植物本身所含的無機(jī)物，內(nèi)在灰分越高，煤的可選性越差。灰是有害物質(zhì)。動力煤中灰分增加，發(fā)熱量降低、排渣量增加，煤容易結(jié)渣。

1.3 煤質(zhì)檢驗(yàn)中揮發(fā)分的檢測

揮發(fā)分就是煤炭在隔絕空氣和高溫的狀態(tài)下加熱時排出液體和氣體狀態(tài)的產(chǎn)物，主要由氫氣、甲烷和其他碳?xì)浠衔锏冉M成。這是鑒別煤炭質(zhì)量和類別的重要指標(biāo)之一。當(dāng)煤炭變質(zhì)程度增加，其揮發(fā)分隨之降低。氣煤、褐煤的揮發(fā)分比較高，而無煙煤、瘦煤的揮發(fā)分比較低。

1.4 煤質(zhì)檢驗(yàn)中固體碳含量的測定

固定碳含量是指除去水分、灰分和揮發(fā)分的殘留物，它是確定煤炭用途的重要指標(biāo)。100減去煤的水分、灰分和揮發(fā)分后的差值即煤的固定碳含量。根據(jù)使用的情況，計算揮發(fā)分的基準(zhǔn)，可以計算出干基、干燥無灰基等不同基準(zhǔn)的固定碳含量。

1.5 煤質(zhì)檢驗(yàn)中發(fā)熱量的測定

一般發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量，主要分為高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。煤的高位發(fā)熱量減去水的汽化熱即是低位發(fā)熱量。發(fā)熱量國際單位為百萬焦耳/千克，國內(nèi)貿(mào)易常用發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)為收到基低位發(fā)熱量。在同等水分、灰分等情況下，空氣干燥基高位發(fā)熱量比收到基低位發(fā)熱量高1.25MJ/g左右[1]。

2 選煤廠設(shè)計中煤質(zhì)分析的重要性

選煤廠設(shè)計中的煤質(zhì)分析對保證選煤質(zhì)量具有重要意義。加強(qiáng)選煤廠煤質(zhì)分析與檢查，應(yīng)從管理機(jī)構(gòu)，管理制度，管理體系等方面落實(shí)，完善監(jiān)測技術(shù)，嚴(yán)把管理關(guān)。通常，煤炭揮發(fā)分、硫分、灰分及發(fā)熱量等決定了煤炭的品質(zhì)，而煤炭的品質(zhì)直接決定了煤炭的價格及經(jīng)濟(jì)效益。煤質(zhì)分析對提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益和選煤質(zhì)量有著重要決定性作用，相關(guān)管理部門要加強(qiáng)對煤質(zhì)分析的重視。因此在選煤廠的設(shè)計過程中，根據(jù)煤質(zhì)的具體情況，制定合理的選煤工藝，既可以提高選煤的質(zhì)量，保證經(jīng)濟(jì)效益得到提高，也可滿足煤炭的技術(shù)指標(biāo)。綜上所述，選煤廠設(shè)計關(guān)系著選煤廠經(jīng)濟(jì)效益及煤質(zhì)質(zhì)量，為保證其煤質(zhì)質(zhì)量及實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，選煤廠設(shè)計應(yīng)關(guān)注選煤廠設(shè)計質(zhì)量，保證其根本利益。

前面提到，煤產(chǎn)品質(zhì)量由灰分、水分、揮發(fā)分等指標(biāo)決定，因此，提高煤質(zhì)檢查工作是改進(jìn)選煤廠技術(shù)及提高選煤廠效益的關(guān)鍵因素，同時，也可為選煤廠設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)。通常選煤設(shè)計一般包含選煤技術(shù)和工藝、分選過程自動化和質(zhì)量指標(biāo)測定，對煤質(zhì)實(shí)施有效的監(jiān)測，在一定程度上可保證選煤廠運(yùn)行穩(wěn)定、煤質(zhì)符合設(shè)計要求，可滿足企業(yè)長久健康發(fā)展。選煤廠的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對原煤的分選加工，洗選出不同質(zhì)量與規(guī)格的煤，以滿足不同用戶對煤質(zhì)的要求。而這一系列工作需通過技術(shù)方面檢查，對選煤生產(chǎn)中的原煤性質(zhì)、產(chǎn)品和質(zhì)量進(jìn)行分選，根據(jù)選煤生產(chǎn)過程中的原料煤性質(zhì)和質(zhì)量對煤質(zhì)進(jìn)行采樣化驗(yàn)，得到煤質(zhì)質(zhì)量數(shù)據(jù)，綜合上述情況對選煤廠生產(chǎn)情況綜合評價，為選煤廠提供數(shù)據(jù)支持。

因此，通過以上分析可知，煤質(zhì)檢查對選煤廠設(shè)計具有重要的意義。通過對煤質(zhì)的檢驗(yàn)，可了解企業(yè)現(xiàn)狀、設(shè)備完好程度并可根據(jù)具體情況分析和調(diào)整生產(chǎn)操作條件，指導(dǎo)日常生產(chǎn)。同時，可通過對煤質(zhì)檢查的分析，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的問題，制定解決方案。如改進(jìn)生產(chǎn)工藝、提高設(shè)備能力等。因此，煤質(zhì)檢查工作是選煤廠設(shè)計、生產(chǎn)的技術(shù)保證，也是選煤廠管理的參考因素。

3 關(guān)于選煤廠設(shè)計的相關(guān)問題討論

通常選煤廠生產(chǎn)應(yīng)包含多系統(tǒng)的管理與運(yùn)行，一般應(yīng)包含原煤系統(tǒng)、塊煤分選系統(tǒng)、介質(zhì)系統(tǒng)、粗煤泥回收系統(tǒng)及煤泥水系統(tǒng)的設(shè)計，在實(shí)際設(shè)計與生產(chǎn)中應(yīng)保證系統(tǒng)的相互銜接與設(shè)計合理保證生產(chǎn)的順利運(yùn)行。

3.1 原煤系統(tǒng)的設(shè)計

通常，設(shè)計時應(yīng)對原煤的顆粒度進(jìn)行篩分，如將原煤經(jīng)過不同目數(shù)的篩網(wǎng)進(jìn)行初步的篩選并進(jìn)行檢查，檢出雜物后進(jìn)入破碎機(jī)破碎至指定粒徑后進(jìn)入下一步篩選工段。

3.2 塊煤分選系統(tǒng)

一般塊煤經(jīng)過一定目數(shù)的脫泥篩進(jìn)行濕法篩分脫泥后，脫泥篩篩上物進(jìn)入重介淺槽分選機(jī)分選。分選出的塊精煤和塊矸石分別經(jīng)脫介篩脫介脫水，塊精煤經(jīng)脫介分級篩（雙層）分出中塊和小塊產(chǎn)品，分別進(jìn)入洗混中塊煤倉和洗小塊煤倉，矸石進(jìn)入矸石倉。脫泥篩篩下物經(jīng)弧形篩和離心機(jī)脫水后，與篩末煤一起作為最終的動力煤產(chǎn)品進(jìn)入末煤倉。

3.3 介質(zhì)系統(tǒng)

各脫介篩篩下合格介質(zhì)返回合格介質(zhì)桶循環(huán)使用。精煤脫介篩下合格介質(zhì)經(jīng)分流后一部分返回合格介質(zhì)桶，分流出來的另一部分合格介質(zhì)與各脫介篩下稀介質(zhì)進(jìn)入稀介質(zhì)桶，然后由磁選機(jī)進(jìn)行回收。磁選精礦返回合格介質(zhì)桶，磁選尾礦進(jìn)入粗煤泥回收系統(tǒng)。重介淺槽系統(tǒng)設(shè)有密度計和密度自動控制補(bǔ)水閥門，可實(shí)現(xiàn)密度的在線自動控制。此外，還設(shè)有新介添加系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)介耗高時，可通過加介泵濕法方式方便地添加新介質(zhì)[2]。

3.4 粗煤泥回收系統(tǒng)

磁選尾礦經(jīng)濃縮旋流器濃縮后，溢流至煤泥濃縮機(jī)，底流經(jīng)過弧形篩一次脫水后入離心機(jī)二次脫水回收，回收的粗煤泥作為最終的動力煤產(chǎn)品。粗煤泥回收系統(tǒng)的篩下水、溢流水等合并至煤泥水系統(tǒng)。離心液返回濃縮旋流器入料用以控制大顆粒不進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)。

3.5 煤泥水系統(tǒng)

經(jīng)粗煤泥回收后的煤泥水經(jīng)濃縮機(jī)濃縮后，溢流水循環(huán)重復(fù)使用，底流由泵送至壓濾機(jī)回收。壓濾機(jī)濾餅經(jīng)帶式輸送機(jī)運(yùn)往指定的煤泥晾干場區(qū)。并設(shè)計了兩套絮凝劑自動添加裝置和兩臺濃縮機(jī)來達(dá)到煤泥的完全徹底的回收，洗水閉路循環(huán)，從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能的要求，實(shí)現(xiàn)清水洗煤的目的。

4 結(jié)語

煤質(zhì)質(zhì)量是煤炭綜合經(jīng)濟(jì)價值的體現(xiàn)，原煤通過選煤廠的洗選可實(shí)現(xiàn)對不同種類的煤炭進(jìn)行分類，有利于煤炭資源的利用，益于其發(fā)揮應(yīng)有的價值。這些年，我國經(jīng)濟(jì)不斷在發(fā)展，對煤炭資源的需求和開發(fā)越來越大，煤炭資源利用中選煤廠設(shè)計這一環(huán)節(jié)的地位越來越重要。選煤廠設(shè)計的重要參考依據(jù)就是煤質(zhì)的分析，所以，這方面的建設(shè)必須要得到重視，采取有效的設(shè)計方法確定合理的選煤工藝，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的綜合開發(fā)與利用。

[1]石紹輝，成勇，李慶芳.趙樓選煤廠的設(shè)計分析[J].選煤技術(shù)，2012，（6）.

[2]曲靜坤.選煤廠專業(yè)運(yùn)營是實(shí)現(xiàn)效益最大化的有效途徑[J].煤炭加工與綜合利用，2013，（11）.

Analysis of Coal Quality Analysis and Inspection on Coal Preparation Plant Design

Wang Wen-long，Jiang Fu-ge

With China's rapid economic development，the demand for coal continues to expand，coal prices continue to rise. Processing and sale of domestic coal market has undergone great changes，the quality of coal coMPanies for coal products of an increasingly demanding and competitive coal production enterprises more competitive.Coal currently provides for the realization of an effective guarantee for sorting coal.On the right and examine the influence of coal quality analysis of coal preparation plant design has been described，to provide reference for the design of coal preparation plant late.

coal quality；analysis；coal；design

TD94

A

1003–6490（2016）04–0008–02

2016–04–01

王文龍（1989–），男，山東德州人，助理工程師，主要研究方向?yàn)檫x煤廠設(shè)計。