關于GB29446—2012《選煤電力消耗限額》中風選設備電耗折算系數的商榷

夏云凱，朱利偉

(1.唐山市神州機械有限公司，河北 唐山 063001；2. 河北省煤炭干法加工裝備工程技術研究中心，河北 唐山 063001)

截至2015年底，我國已探明煤炭儲量為1.56萬億t，其中72%為動力煤。2016年我國煤炭產量為34.5億t，原煤入選總量為23.45億t，入選率達68.9%，但動力煤入選率只有55%左右，因此今后動力煤煤炭洗選加工發展空間較大。隨著煤炭清潔高效利用越來越受到重視以及環保要求的日益提高，未來幾年動力煤的入選量將不斷增加，動力煤選煤廠的建設也將不斷加快。隨著動力煤入選比例的增加和單座動力煤選煤廠設計處理能力的提高，動力煤選煤廠的節能降耗也越來越重要。

以重介分選為代表的動力煤濕法分選工藝具有分選精度高、精煤產品灰分低的優勢，但對于動力煤末煤濕法分選則存在降低精煤灰分的同時水分增加的情況，導致提質效果灰水相抵，濕法分選后精煤熱值提高有限，甚至有熱值下降的情況發生；且當矸石易泥化時，采用濕法分選會導致煤泥水系統負荷過大，煤泥回收系統會產生大量高水分煤泥產品，從而降低全廠精煤產率；此外，重介水洗工藝投資大，需要配備煤泥水處理系統，生產煤泥副產品，加工成本高。干選選煤雖然分選精度較重介分選差，但干選過程不需要水，不產生高水分煤泥產品， 投資和運營成本較低，特別是分選<13 mm粒級末原煤時，干選可完全避免精煤水分增加問題，也可實現易泥化煤的煤泥減量化生產。煤炭干選設備有復合式風選設備、X-射線智能分選機和空氣重介分選機等，但目前絕大數干法選煤廠主要采用復合式風選設備。應用實踐表明，干法分選工藝簡單，系統裝機功率低、電耗低，從而可以大大降低選煤廠建設投資和運營成本，經濟效益和環保效益顯著。在滿足分選要求的條件下，動力煤選煤廠應該優先選用干法分選工藝。

動力煤分選工藝的選擇應以提高選煤企業技術裝備水平、節能減排、降低單位產品電力消耗為原則。因此在比較不同動力煤分選工藝時，正確評判選煤廠噸煤電耗是否滿足國家標準規定顯得尤其重要。

1 標準解讀

為提高選煤企業節能減排技術裝備水平，降低單位產品電力消耗，國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會于2012年12月31日發布了GB29446—2012《選煤電力消耗限額》的國家標準，并于2013年10月1日實施。標準中動力煤選煤廠選煤電力消耗限額指標見表1。

表1 動力煤分選企業選煤電力消耗限額Table 1 Norm of power consumption set forth for power coal cleaning plants

表1中所示限定值和準入值為強制性指標，限定值為現有企業限額指標，準入值為新建企業限額指標。這項標準對動力煤選煤廠設計建設提出了嚴格要求，即噸煤電耗不能超過4.6 kWh。此標準中的電耗折算系數只是按煤種和選煤工藝進行了大致劃分[1], 沒能對全級入選和部分入選進行精細劃分。標準中對濕法分選選煤廠的電耗折算系數較小，而對干選廠的折算系數過高，不能反映濕法分選噸煤電耗高于干選的事實[2]。同時需要對不同工藝設定標準的參數和計算方法，以提高不同動力煤選煤企業電耗的可比性[3]。

在生產實踐中，采用濕法分選工藝的動力煤生產企業通過采用先進分選工藝和加強節能管理[4-9]，一些只分選塊煤的選煤廠電力消耗可以達到先進值標準。但事實上，濕法動力煤選煤廠的噸煤電耗一般遠高于干法分選。干法動力煤選煤廠不用水，使用簡化的分選工藝和數量較少的設備即可達到濕法分選的效果[10-12]。因此，在滿足精煤質量要求的前提下，選擇合理的選煤工藝滿足國家標準要求值得設計者思考。

2 電力消耗對比

2.1 濕法選煤廠電力消耗指標

在選煤廠建設項目設計文件中，電力消耗的計算是按照MT/T 1153—2011《煤炭工業選煤廠工程建設項目可行性研究報告編制標準》進行的。

從收集到的幾座設計能力為2.0～6.0 Mt/a、采用濕法分選工藝的選煤廠噸煤電耗設計指標(表2)可見，采用塊煤入選、末煤旁路這類部分入選工藝的動力煤選煤廠噸煤電耗基本在1.66～4.50 kWh范圍內；部分噸煤電耗在3.0 kWh以下的選煤廠則是因為沒有納入原煤準備系統和產品儲運的電耗(如沙吉海選煤廠)，或者塊煤入選量過低(如吉郎德露天礦選煤廠)。在塊煤入選率為40%～50%的動力煤選煤廠，其噸煤電耗大部分低于準入值要求，但如果不計算旁路不選的末煤部分，實際入選的塊煤單位電耗會超過限定值；而全級入選的選煤廠噸煤電耗往往會超過限定值要求。

2.2 干法選煤廠電力消耗指標

復合式干法選煤技術屬于一種風力選煤技術，具有不用水、投資少、生產成本低、產品水分低、對環境無污染、占地面積小、建設周期短等特點。目前，復合式干法選煤系統已在國內廣泛應用，并實現向世界21個國家出口。本文中提及的干選噸煤電耗指標均為復合式風選及分選系統能耗指標。從收集到的幾座干選廠噸煤電耗設計指標(表3)來看，只分選塊煤的部分入選工藝動力煤選煤廠噸煤電耗基本在2.0～3.8 kWh范圍內，選煤廠設計能力為0.9～7.0 Mt/a,干選廠噸煤電耗在先進值以下；全粒級入選的干法動力煤選煤廠噸煤電耗超過先進值，但低于準入值。

對比表2和表3可以看出，干法選煤廠無論原煤部分入選還是全粒級入選，其噸煤電耗一般皆低于濕法分選工藝選煤廠，可見干法選煤工藝節能降耗效果是非常顯著的。

表2 部分濕法動力煤選煤廠噸煤電耗設計值

表3 部分干法動力煤選煤廠噸煤電耗設計值

3 風選折算系數修改建議

以復合式風選機為核心設備的干法選煤系統工藝簡單，設備臺數少，裝機功率低，根據煤質和工藝流程的復雜程度，復合式干選廠噸煤電耗一般為2.5～3.5 kWh，平均電耗為3.0 kWh/t。

據長春煤炭設計院發表的動力煤選煤廠電耗數據[2]，采用常規濕法工藝的動力煤選煤廠電耗一般為5～7 kWh/t，平均值為5.86 kWh/t，可見采用干選工藝的動力煤選煤廠單位電耗遠低于常規濕法工藝的動力煤選煤廠。在保持同樣或更佳分選效果的前提下，干選工藝單位電耗比濕法工藝幾乎下降50%。如果按照國標中GB 29446—1012《選煤電力消耗限額》選煤工藝類型折算系數計算，風選折算系數為2.5，如分選平均電耗為3.0 kWh/t，則計算后干選單位電耗被放大為7.5 kWh/t，該值遠超標準中有關動力煤選煤廠單位電耗的限定值和準入值，因此該折算系數2.5明顯不合理。

節能是復合式干選系統的優點，而國標中折算系數卻把風選列為所有選煤方法之最，而實際上干選是所有選煤方法中電力消耗最低的，因此建議將國標中風選電力消耗折算系數修正為1.0。同時建議有關標準制定部門及時修訂折算系數和計算方法，從而使選煤廠項目的建設方案和設備選型的節能評估結論更加客觀，更具可比性。

4 結論

選煤廠選擇分選工藝時，應該根據原料煤的性質和產品要求，采用高效率、低消耗的先進生產工藝。干法選煤作為一項節能的工藝技術，已經被國家發展和改革委員會列入了《國家重點節能低碳技術推廣目錄(2017年本節能部分)》，完全可滿足GB29446—2012《選煤電力消耗限額》中對新建選煤廠的選煤電力消耗限額指標要求。但標準中對風選噸煤電耗折算系數不甚合理，從而造成干選噸煤電耗高于濕法分選的假象，建議在標準修訂時予以斟酌。為降低電力消耗，在動力煤選煤廠設計過程中，需要認真分析原煤煤質，研究選擇適合原煤煤質的分選工藝設計方案，在保證產品質量的前提下，盡量選擇節能的工藝設備，并充分利用成熟的節電技術及裝置，使新設計的選煤廠電力消耗達到先進指標。

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