酸刺溝選煤廠生產系統改造

郎 軍，辛學銘，張利云，宋德敏

(內蒙古伊泰京粵酸刺溝礦業有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000)

酸刺溝選煤廠是酸刺溝煤礦的配套選煤廠，生產能力為12 Mt/a。設計選用以塊煤全部入選、末煤部分入選為主的入選方式，目前共有三套塊煤處理系統和兩套末煤處理系統，其中第三套系統只洗選塊煤，末原煤直接作為商品煤銷售；洗選工藝為200～13 mm粒級塊煤采用淺槽重介分選機分選、13～1 mm粒級末煤采用有壓兩產品重介質旋流器分選、煤泥采用板框壓濾機和加壓過濾機脫水的聯合工藝。

入選原煤為長焰煤，具有灰分中等、揮發分高、發熱量中高、硫含量低、熱穩定性好、焦油含量高、有害元素少的特點。主導產品為發熱量20.93 MJ/kg的高熱值煤(伊泰4號)和18 MJ/kg的低熱值煤(伊泰10號)及煤泥，伊泰10號為部分不入選的末原煤(經旁路直接進入產品倉)，伊泰4號和煤泥屬于洗選產品；伊泰10號、伊泰4號商品煤通過火車外運銷售，主要銷往港口和當地的托克托電廠，煤泥直接地銷。洗選產品主要作為動力煤，也可作為民用燃煤。由于其發熱量較高，硫含量低，具有較強的市場競爭優勢。

1 生產現狀

1.1 煤泥產量高

在原生產工藝條件下，煤泥產量高，平均產率約為14%，月均產量約為0.14 Mt，年產量在1.68 Mt左右。這部分煤泥質量較好，平均發熱量為13.39 MJ/kg，平均水分為22%，平均灰分為35.30%。每年3月中旬至10月中旬，煤泥全部摻入其他產品銷售，為了保證不出現凍車事故，其他時間煤泥全部銷給當地電廠。每年10月中旬至次年3月中旬當地電廠運行一組發電機，每天的煤泥用量約為1 000 t，而選煤廠每天的供給量約為4 600 t，其余煤泥被存儲在電廠的露天煤場。露天煤場最大存儲能力在0.30 Mt左右，而每年10月中旬至次年3月中旬的煤泥存儲量約為0.30 Mt。

根據2014年生產數據，全年外排煤泥0.80 Mt，其中3月中旬至10月中旬0.30 Mt，其他時間0.50 Mt，超過電廠的消耗能力和存儲能力。根據2014年3月11日鄂爾多斯政府簽發的《鄂府辦發電[2014]3號〈鄂爾多斯市人民政府辦公廳關于全面清理整頓煤場集裝站等粉狀物料堆場的通知〉》，電廠的露天煤場屬于整頓范圍，需要進行完全封閉處理。根據工業廣場的布置情況，露天煤場已無擴大的可能，其封閉后的存儲量降至0.12 Mt左右，無法滿足煤泥存儲要求。

1.2 末煤處理系統介耗高

按照選煤設計規范，重介生產系統每洗選1 t原煤，塊煤處理系統的介耗<0.80 kg，末煤處理系統的介耗<2.00 kg。在原生產工藝條件下，每洗選1 t原煤的平均介耗為1.30 kg(表1)。現場檢查發現：塊煤處理系統的介耗較低，符合選煤設計規范；而末精煤及其離心液中的磁性物含量較高，故末煤處理系統的脫介效果需要進一步提高。

表1 生產系統改造前的介耗統計結果

2 改造方案與實施

2.1 原煤處理系統

為了從源頭上有效地降低煤泥產量，將篩分車間分級篩入料端篩孔尺寸200 mm的篩板更換成6 mm的篩板，篩下物直接摻入末原煤銷售。末煤中<1 mm粒級粉煤的產率見表2。

表2 末煤中<1 mm粒級粉煤的產率

由表2可知：改造后，6 mm以下物料中<1 mm粒級粉煤占本級的產率為32.78%，換算后占全樣的產率為6.05%，說明通過篩分就能很好地實現<1 mm粒級粉煤的分離，即6.05%的粉煤直接成為伊泰10號產品。

2.2 介質回收系統

2.2.1 重介質旋流器出料箱

在重介質旋流器的出料箱內部增加三排六塊脫介篩篩板(尺寸為610 mm×610 mm)，其安裝角度為23°，以增加精煤脫介環節[1-3]，從而提高脫介效果。改造后，末精煤首先在出料箱預先脫介，篩上物進入脫介篩進行二次脫介，篩下物進入脫介篩下方的合格介質段。改造后的出料箱內部結構如圖1所示。

圖1 改造后的出料箱內部結構Fig.1 Internal structure of the renovated H.M. cyclone′s discharge box

2.2.2 末矸石預先脫介緩沖箱

重介質旋流器位于主廠房標高+18.50 m處，末矸石預先脫介篩位于主廠房標高+8 m處，相對高差為10.50 m。末矸石通過管道輸出，出料壓力較大，對管道變向處和脫介篩入料端沖擊較大，管道變向處、脫介篩入料端篩板易出現磨損；此外，由于矸石在脫介篩篩面運動較快，脫介效果較差。

為此，將變向處的管道改為緩沖箱，其位于主廠房標高+14 m處。緩沖箱分為上下兩層，上段貼有耐磨瓷磚，能夠起到減少磨損、降低沖擊的作用；其溢流流入下段，下段布置有兩排四塊脫介篩篩板(尺寸為610 mm×610 mm)[4-6]。經過緩沖和預先脫介后，下段介質進入脫介篩下方的合格介質段，篩上物通過管道進入脫介篩入料端，在此進行二次脫介。改造后的末矸石緩沖箱內部結構如圖2所示。

圖2 改造后的緩沖箱內部結構

2.3 增加煤泥干燥車間

在改造后的生產工藝條件下，煤泥平均產率約為9.50%，月均產量約為0.10 Mt，年產量約為1.20 Mt；其平均發熱量為15.49 MJ/kg，平均水分為22%，平均灰分為27.89%。干燥系統處理能力按照150 t/h設計，在每天生產20 h、每年生產330 d的條件下，每年可干燥煤泥0.99 Mt；干燥煤泥的平均水分約為10%，其平均發熱量為18.42 MJ/kg。

為了保證不出現凍車事故，在1月至3月中旬和10月中旬至年底全力干燥煤泥，剩余部分銷給當地電廠。冬季產出煤泥0.50 Mt，干燥系統最大處理能力為0.40 Mt，剩余0.10 Mt銷給當地電廠；夏季產出煤泥0.70 Mt，干燥系統最大處理能力為0.58 Mt，剩余0.12 Mt銷給當地電廠。

3 改造效果

(1)介耗降低。2016年5月完成了重介質旋流器預先脫介系統改造，并投入使用，此時出料箱、緩沖箱能夠完全代替固定篩實現預先脫介，振動篩的入料量減少，脫介效率提高[7-9]；兩者脫下的合格介質與振動篩一段脫下的合格介質一起進入末煤合介桶，繼續循環使用[10-11]。生產系統改造后的介耗統計結果見表3。

表3 生產系統改造后的介耗統計結果Table 3 Statistics of medium consumption after renovation

通過生產系統改造前后的介耗變化(圖3)可以看出：改造后，重介處理系統介耗降低，平均介耗為1.14 kg/t，比改造前節省0.16 kg/t，且末煤處理系統運行穩定。

圖3 生產系統改造前后的介耗變化曲線

(2)檢修工作量減少。改造前，末矸石脫介篩每月需要更換篩板30塊左右，改造后每月僅需更換15塊左右，同時工人的檢修工作量減少。此外，取消管道變向環節后，工人的檢修工作量進一步減少。

(3)經濟效益提高。改造后，重介處理系統的介耗節省0.16 kg/t，按照原煤洗選量12 Mt/a，磁鐵礦粉單價760元/t計算，每年節約的介質成本為145.92萬元；每月節省矸石脫介篩篩板15塊左右，按照每塊篩板800元計算，每年節約的篩板成本約為14.40 萬元；6.05%的粉煤直接成為伊泰10號產品，按照原煤洗選量12 Mt/a計算，每年銷售收入增加約1億元；煤泥經過干燥處理后，每年

的增值額度約為6 300萬元，綜合計算，此次升級改造可使企業每年多收入約1.65億元。

4 結語

針對酸刺溝選煤廠煤泥產量大、介耗高的問題，結合實際情況，對原煤處理系統、介質回收系統進行升級改造，并增加煤泥干燥系統。在采取一系列改造措施后，重介生產系統介耗降低，脫介篩篩板磨損減少；在數量基本不變的情況下，煤泥質量得到提升，且不再影響正常生產。同時，商品煤產量及其發運量均增加，總生產成本降低，經濟效益增加顯著。

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