田莊選煤廠精煤水分的研究和實踐

摘 要：在田莊選煤廠的生產中，入倉精煤水分突然明顯增高，通過檢查和分析計算，找到了其原因，進而找出了相應的、合適的對策。經過實踐，降低了水分，較好地解決了入倉精煤水分的問題，并且達到了較好的、較穩定的效果。有利于安全生產和效益。

關鍵詞：精煤水分；檢查；分析計算；實踐；塊精煤；末粗精煤；浮選精煤；煤質；合格率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.070

1 概況介紹

平頂山天安煤業股份有限公司田莊選煤廠（簡稱“田選” ）于1970年建成投產，是我國自主設計、建設的第一座大型全重介煉焦煤選煤廠，原設計能力為3.5 Mt/a[1]。經過幾次大的技術改造，使設計能力提升到10 Mt/a[2]。工藝有所改進，生產效率效果有所提高。

田莊選煤廠采用塊煤（300～16mm）重介質斜輪分選、末煤（16～2.5mm）重介質旋流器分選、粗煤泥（2.5～0.5mm）干擾床分選、煤泥水（0.5～0mm）浮選的聯合工藝。根據原煤粒度級別越窄分選效果越好的原理[3]，四級分選流程更有優勢。分選后，塊精煤采用振動篩（共2臺）脫水，末精煤和粗煤泥精煤合在一起（稱末粗精煤）采用臥式振動離心機（共4臺）脫水，浮選精煤脫水設備有三種：圓盤式加壓過濾機（共4臺）、圓盤式真空過濾機（共5臺）、快開式隔膜壓濾機（共3臺），脫水后的塊精煤、末粗精煤、浮選精煤合在一起組成精煤產品入倉而成為入倉精煤。其精煤脫水工藝流程簡圖如圖1所示。

煤炭經過洗選后，精煤中必然會帶有較多的水分， 需要脫水，如果不很好的脫除， 會不符合用戶對產品的要求，對選煤廠和相關工業部門均會造成很大影響。精煤水分高， 選煤廠裝車可能不便，選煤廠裝車線路既不衛生又不安全，增加運輸量，增加成本，影響效益，在北方冬天還會造成卸車困難，影響車輛周轉。精煤水分是精煤產品的一項重要指標，所以要控制好精煤水分。我廠對入倉精煤水分的要求是Mt≤13%。

2 問題的出現

塊精煤經脫水后有塊精煤水分，末粗精煤經脫水后有末粗精煤水分，浮選精煤經脫水后有浮選精煤水分，三精煤產品水分可以綜合成入倉精煤水分的計算值。因為蒸發等，入倉精煤實際水分要比計算值略低。長期以來，我廠的入倉精煤水分都比較平穩，符合要求，入倉精煤水分合格率較高，但進入十月上旬以來，入倉精煤水分突然明顯增高，大多超過要求水分，有的則高達14%以上，入倉精煤水分合格率也大幅下降。

水分出了明顯的問題，要查找原因。首先查看相關各處有無外來水的進入，經過檢查，沒有發現有外來水的進入；然后對各脫水設備的運行情況進行檢查，發現各脫水設備的入料、運轉、出料、精煤干濕等均屬正常，各設備運行正常；再檢查各設備的脫水效果，經過多次化驗和復查性化驗，發現各設備、各類精煤產品的水分也較正常，與以前的一樣或相近。找來相關資料，對此年度10月上旬等幾個時段的精煤水分等進行統計，結果如表1：

既然如此，那為什么入倉精煤水分突然明顯增高？

3 分析研究

這個問題需要更多的檢查和分析研究。通過進一步檢查發現一些情況，如浮選精煤脫水設備開車量有所增多，加壓過濾機以前是常開三臺備用一臺，現在是四臺常開；精煤壓濾機還是三臺常開，但緊張了些；真空過濾機以前是常開三臺，兩臺效果較差的備用，現在是兩臺效果較差的也常開了。浮選精煤池子也較易出現滿、冒現象。煤泥水濃度常有所增高，還較易出現泥化情況，浮選精煤灰分也易波動較大。塊精煤脫水振動篩上的塊精煤比以前有所減少，粒度也有所減小。再檢查原煤，從原煤皮帶上發現，相對以前，有著較大粒度的煤塊有所減少，而且大塊的塊煤明顯減少，而細粒度的粉煤相對明顯增多。難道是細粒度或浮選煤的增多而導致入倉精煤水分的增高？有可能。

找來相關資料，對此年度10月上旬等幾個時段的原煤各粒級占比和各粒級精煤產率進行統計（平均值），結果如表2：

從表2中可以看出，9月的各粒級占比及各粒級精煤產率與以前相比，有些變化，但變化不大，而10月上旬變化較大。10月上旬，塊煤所占比例降低明顯，塊精煤產率（占本級）與以前相近；末粗煤所占比例稍有降低，末粗精煤產率（占本級）也稍有降低；煤泥所占比例增加較多，浮選精煤產率（占本級）稍有降低。的確是塊煤減少，煤泥增多，原煤煤質粒度變化較大。煤泥如此增多，浮選精煤也會相對增多較多，浮選精煤水分相對塊精煤和末粗精煤明顯較高許多，而水分最低的塊精煤是相對減少的，水分較低的末粗精煤也稍有減少，所以，入倉精煤水分應當有所增加。

可以通過三種精煤產品的相關數據綜合計算出入倉精煤水分的計算值。先看1～7月時段，入倉精煤水分的計算值（平均值）為：

（15.0﹪×30.0﹪×5.5﹪+55.0﹪×55.0﹪×9.1﹪+30.0﹪×65.0﹪×20.7﹪）÷（15.0﹪×30.0﹪+55.0﹪×55.0﹪+30.0﹪×65.0﹪）=12.97﹪，

與入倉精煤平均水分實際值12.80﹪比較符合（因為蒸發等，入倉精煤實際水分要比計算值略低。）；8月、9月時段，也是比較符合；再看10月上旬時段，入倉精煤水分的計算值（平均值）為：

（10.0﹪×30.0﹪×5.5﹪+54.0﹪×54.0﹪×9.1﹪+36.0﹪×63.0﹪×20.9﹪）÷（10.0﹪×30.0﹪+54.0﹪×54.0﹪+36.0﹪×63.0﹪）=13.78﹪，

與入倉精煤平均水分實際值13.59﹪也比較符合。

從以上可以看出，入倉精煤水分突然明顯增高的主要原因應當是煤質變化，塊煤減少較多，而浮選煤增加較多，煤質變得較碎了。通過了解，確實原煤各礦煤層煤質有所變化、綜采程度有較大的提高，所以，原煤煤質變化較大。

4 對策與實踐

知道了主要原因，宜于找到相應的、合適的對策。如果可以控制原煤煤質，使其塊煤、末粗煤有較大的增加，而煤泥有明顯的減少，則會容易使入倉精煤水分達到要求之下。由于我廠原煤幾乎完全來自集團內部各礦，近期我廠入廠原煤煤質不易有較大變化，但還可以爭取有所優化。這樣，需要從多個方面控制、降低入倉精煤水分。

首先，原煤煤質方面，雖然不易有較大變化，但還可以爭取有所優化。盡量減少很碎的、特別是易泥化的原煤的進入，加大較粗的原煤的進入；在配煤時，要考慮到煤質的粗細，很碎的原煤不要單獨或大量入洗，以避免浮選精煤量相對過大而明顯過多增加入倉精煤水分，可以配合較粗的原煤入洗。通過溝通和努力，煤質粒度有所改進，有著積極的效果。

再者，三精煤產品水分方面，都要想辦法盡量降低，浮選精煤水分是重點。加壓過濾機方面，是浮選精煤脫水比較主力的設備，其水分相對另外兩種比較低。加壓過濾機精煤的水分有降低的空間，處理量也有提升的空間。可以通過加強設備檢修、濾布更換，提高風壓等降低精煤水分，同時也使設備的處理量有所增加；進一步加強加壓過濾機的開車使用，也會增加其處理量。這樣，有利于降低浮選精煤的綜合水分。精煤壓濾機方面，水分也有降低的空間，可以通過加強設備檢修，增加上料壓力、提高壓榨風壓等降低精煤水分。真空過濾機，可以通過加強設備檢修、濾布更換，提高真空度，適當提高料位并通過溢流穩定料位等降低精煤水分。另外，真空過濾機要盡量先開效果好、水分較低的車，后開、盡量少開效果差、水分較高的車。提高每臺設備的脫水效果，開車有順序，這樣，有利于降低浮選精煤的綜合水分，而且可以降低較多。

末粗精煤脫水用的4臺大型臥式振動離心機，可以通過加強設備檢修、適當提高轉速等提高設備效果、降低精煤水分。其原來常是開三備一，現在，當煤量較大時就要4臺常開，以加強設備脫水的效果。塊精煤也可以通過優化振動篩噴水等來降低塊精煤水分。

5 效果與建議

通過努力和實踐，到10月下旬，入倉精煤水分的控制達到了較好的、較穩定的效果。對10月下旬的精煤水分等進行統計，結果如表3：

對10月下旬的各粒級占比和各粒級精煤產率進行統計（平均值），結果如表4。

通過上表可以看出，相對10月上旬，10月下旬的煤質粒度上有所好轉，煤泥所占比例雖然還是較高，但有所降低，末粗煤所占比例有所升高，塊煤所占比例不變；加壓過濾機精煤水分、真空過濾機精煤水分和浮選精煤水分有較大幅度的降低，塊精煤水分、末粗精煤水分和精煤壓濾機精煤水分也有些降低；入倉精煤水分有較大幅度的降低，符合要求，并且水分低于要求較多；入倉精煤水分合格率大幅提高，而且高于以前的正常水平。

通過三種精煤產品的相關數據綜合計算入倉精煤水分的計算值，入倉精煤水分的計算值（平均值）為：

（10.0﹪×30.0﹪×5.0﹪+56.0﹪×54.5﹪×8.6﹪+34.0﹪×64.0﹪×19.9﹪）÷（10.0﹪×30.0﹪+56.0﹪×54.5﹪+34.0﹪×64.0﹪）=12.85﹪，

與入倉精煤平均水分實際值12.69﹪比較符合。入倉精煤水分符合要求，并且達到了較好的、較穩定的效果。

如此，較好地解決了入倉精煤水分的問題。但是，煤質是會變化的，以后很有可能更加細碎化，泥化煤也有可能增加，將會給入倉精煤水分控制帶來更大的壓力。所以，建議把水分最高的、老舊的真空過濾機更換成水分相對較低的加壓過濾機或精煤壓濾機，以適應將來新的形勢和更好地控制入倉精煤水分。

6 結語

入倉精煤水分突然明顯增高，通過檢查和分析計算，找到了其原因，進而找出了相應的、合適的對策。經過實踐，降低了水分，較好地解決了入倉精煤水分的問題，水分符合要求，并且達到了較好的、較穩定的效果。有利于安全生產，有利于降低成本、提高效益。有時候，當觀察分析難以發現問題、確定原因時，可以使用分析計算法，以便找到問題的本質原因和事物的規律，進而解決問題。

參考文獻：

[1]李合群，高亞平.中國第一座全重介質選煤廠的生產實踐[M].徐州：中國礦業大學出版社，2010：3-4.

[2]孔忠偉，曾慶剛，劉明.田莊選煤廠千萬噸級產業升級改造綜述[J].選煤技術，2013（02）：87-92.

[3]煤炭部選煤設計研究院情報室.分離效率[M].北京：煤炭工業出版社，1980.

作者簡介：劉廣山（1982-），男，安徽臨泉人，技術員，從事選煤技術研究工作。