四臺選煤廠提高洗選能力的技術改造

薛 寧

（晉能控股煤業集團洗選公司精煤分公司，山西 大同 037037）

1 選煤廠概述

晉能控股煤業集團四臺選煤廠是一座礦井型動力煤選煤廠，設計處理能力4.50 Mt/a，以入洗侏羅系原煤為主，在2004 年8 月設計改造為重介+跳汰全入選工藝。2013 年四臺礦井開始延伸開采石炭二疊系原煤，原煤灰分高達40%～50%，塊原煤含矸率超過40%，煤質惡化嚴重，與選煤廠設計時的煤質相差甚遠，導致選煤廠設計洗選工藝及分選設備不能適應延伸后原煤煤質特性，極大影響了選煤廠生產。因此，選煤廠進行了提能技術改造，優化了洗選工藝，更新及新增洗選設備，提高了生產能力。

2 洗選能力不足的原因分析

2.1 塊煤分選系統的原因

技術改造前大于50 mm 塊煤分選系統采用動篩跳汰機分選，要求入料含矸率小于20%，但礦井開采的石炭系塊原煤含矸率超過40%，造成動篩跳汰機處理能力嚴重不足，生產能力降低，且矸石帶煤現象嚴重。由于原煤含矸率是侏羅系原煤的2～2.5倍，現有矸石運輸系統能力嚴重不足，不能滿足生產需求，造成設備事故頻發，減少了大量生產時間，設備磨損嚴重，使用壽命降低。

2.2 煤質的原因

原煤的可選性變差，精煤產率降低，洗矸石量增加。精煤脫介篩、矸石脫介篩小時處理能力嚴重不足，跑水、跑介問題嚴重，急需改造。

2.3 粗煤泥系統的原因

技術改造前工藝系統無粗煤泥分選環節，粗煤泥直接摻入精煤中銷售。侏羅系原煤中粗煤泥產率為9%左右，灰分22%左右，石炭系煤泥占原煤的11%，灰分高達35%，直接摻入末精煤中，嚴重影響了精煤的質量。

2.4 細煤泥系統的原因

原煤中細煤泥產率從8%增加到10%，灰分從28%增加到41%，而且石炭系細煤泥中含有易泥化的炭質頁巖，濾餅泥化現象嚴重。處理細煤泥的壓濾機使用9 年，性能嚴重下降，處理能力低，濾餅水分高，嚴重制約著細煤泥的處理。

選煤廠洗選系統不能有效對石炭系原煤進行洗選，需對工藝系統進行擴能改造：對塊煤分選系統、粗煤泥分選和煤泥處理系統、排矸系統進行改造。

3 解決方案及實施

3.1 塊煤分選系統

現有塊煤分選系統不能滿足分選要求，動篩跳汰機分選石炭系原煤存在分選精度低、矸石帶煤高的缺陷。此次技術改造選用高效低耗、分選精度高、分選煤種廣的彼得斯重介淺槽分選機。重介淺槽分選機的優點是入料上限高、處理能力大、受煤質變化影響小，可以有效解決四臺選煤廠目前面臨的塊煤分選系統能力不足的問題[1-2]。

在塊精煤脫介、脫水工藝環節上，新增FLZ3661 型振動篩，脫水脫介效果好，設備質量可靠，事故率低。

塊煤分選系統改造后，由跳汰工藝調整為重介工藝，分選石炭系原煤效果更好，工藝更具有針對性，對原煤煤質變化適應性更強，進一步保證了塊精煤產品質量。

3.2 粗煤泥系統

在此次技術改造中，粗煤泥系統中新增加了FBS3600 復式流化床分選機，對粗煤泥進行有效分選，工藝更加合理，經濟效益更加顯著[3]。

（1）粗煤泥分選系統增加了TBS 流化床分選機，可有效去除粗煤泥中的矸石，降低末精煤灰分，提高末精煤發熱量。

（2）石炭系原煤的粗煤泥中矸石硬度大、粒度細，容易堵塞粗煤泥離心機篩籃的篩縫，造成離心機產品水分大，嚴重時出現竄水現象[4]。TBS 流化床分選機分選后有效地剔除了這部分矸石，確保離心機產品水分穩定，摻入末精煤也使末精煤水分整體有所下降[5]。

（3）FBS3600 復式流化床分選機投入使用后，極大地降低了粗煤泥離心機入料灰分，細粒矸石減少，粗煤泥離心機內部機構磨損情況減輕，篩籃、機架、刮刀等主要部件使用壽命明顯延長，經濟效益顯著[6]。

3.3 細煤泥處理

在此次改造中增加了3 臺KMZG550/2000-U 高效板框壓濾機，其生產能力大、產品水分低、循環時間短、對煤質適應面廣等優點克服了原康明克斯壓濾機水分高、處理量小等缺點[7]。高效板框壓濾機投入使用后，煤泥濾餅水分明顯降低，濃縮池煤泥積聚現象已杜絕，為選煤廠煤泥水系統良性循環起到良好的作用。改造后選煤廠煤泥系統工藝流程圖如圖1。

圖1 改造后選煤廠煤泥系統工藝流程圖

3.4 系統靈活性改造

為適應市場需求，增加系統的靈活性，此次技術改造在塊煤產品運輸中增加了一臺SSC60150 型塊精煤破碎機。選煤廠洗大塊根據外運需求即可直接裝倉，也可破碎后裝倉，極大程度上滿足了對商品煤發熱量和粒度的需求。

3.5 改造更新及新增的主要設備見表1。

表1 選煤廠改造更新及新增的主要設備情況

4 改造效果及經濟效益

此次技術改造工程完成后，選煤廠入洗能力提高到6.0 Mt/a，目前運行平穩，達到了預期效果。改造后工藝系統主要技術指標見表2。

表2 改造后工藝系統主要技術指標

改造后，生產能力由4.5 Mt/a 增加到6.0 Mt/a，精煤產率60%，按照噸精煤550 元，年增加效益（600-450）×0.6×550=49 500 萬元。

精煤產品發熱量平均在5700 kcal/kg 左右，發熱量平均提高了200 kcal/kg。按照發熱量每升高100 kcal，噸煤單價提高5 元，年外運精煤350 萬t計算，年增收效益200/100×5×350 ＝3500 萬元。

塊煤分選系統由跳汰改為重介，分選精度明顯提高。矸石帶煤由動篩跳汰的8%左右降低到重介淺槽的2%左右，矸石帶煤有效地降低，精煤回收率有效地提高。按照選煤廠入洗能力600 Mt/a、洗耗25%、精煤550 元/t 售價計劃，則年增加經濟效益為：

（600×0.25×0.08-600×0.25×0.02）×550=4950 萬元。

此次改造完成后，年增加經濟效益為：49 500+3500+4125 =57 125 萬元。

5 結語

針對礦井煤質變化及選煤廠洗選能力不足等問題，在確定改造方案后，對制約生產的主要設備進行更換，對影響煤質的工藝環節進行優化。選煤廠在提能改造完成后，生產能力由4.5 Mt/a 提升到6.0 Mt/a，不僅提高了企業在煤炭市場的競爭力，而且創造了良好的經濟和社會效益。