智能化選煤廠很熱,但這些問題不解決白熱

1、現(xiàn)代化的選煤廠如何建？試試這個藥方！一、要有正確的設(shè)計思路選煤廠設(shè)計涵蓋的內(nèi)容龐雜，涉及專業(yè)面廣，然而核心只有一個，那就是“選煤工藝”，其他專業(yè)的設(shè)計都是圍繞選煤工藝這個核心做文章。所以，一部選煤廠設(shè)計做得水平高低、成功與否，首先取決于工藝設(shè)計是否先進(jìn)合理，其次才談得上集控自動化水平的高低和生產(chǎn)效率的高低。當(dāng)然，所有這一切都是為了實現(xiàn)設(shè)計的最終目標(biāo)獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。集幾十年搞設(shè)計的深刻體驗，可以歸結(jié)為一句話：“對癥下藥、量體裁衣、因地制宜”是選煤工藝設(shè)計的“靈魂”。設(shè)計最大的忌諱就是用一種固定的工藝模式到處套用，這如同企圖用一種萬能藥方包治百病一樣行不通，是設(shè)計的死胡同。搞好工藝設(shè)計

2、的關(guān)鍵是吃準(zhǔn)、吃透“兩頭”，所謂設(shè)計的“兩頭”主要是指：設(shè)計的源頭原煤的煤質(zhì)特性。設(shè)計的終端選后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的定位。其中原煤特性是自然天成，千變?nèi)f化的因素，是選煤工藝設(shè)計的主要基礎(chǔ)。而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位則是市場多元化需求的體現(xiàn)，是工藝設(shè)計的前提和最終目標(biāo)。對選煤工藝而言，脫離了這“兩頭”搞設(shè)計，就是無的放矢，設(shè)計本身也就成了無源之水、無本之木。二、煤質(zhì)資料是工藝設(shè)計的基礎(chǔ)和主要依據(jù)1、煤質(zhì)分析工作的重要性設(shè)計好比醫(yī)生看病，醫(yī)生診病的對象是人，通過號脈、檢查把病因找準(zhǔn)，才能對癥開處方。而洗選加工的對象是煤，對煤質(zhì)進(jìn)行分析和評述就是對煤進(jìn)行“號脈診斷”。設(shè)計就是開處方。煤質(zhì)分析是否透徹，原煤特性把握是否準(zhǔn)確

3、，直接關(guān)系到設(shè)計的處方選煤工藝能否“對癥”，能否切合入選原煤的實際特性。這是衡量一部設(shè)計好與壞，合理與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。眾所周知，由于成煤環(huán)境和成煤條件不同，形成了煤炭賦存狀況方面的差異。因而不同煤田、不同礦區(qū)的煤質(zhì)千差萬別。在中國尤為如此，有時候即便同屬一塊煤田，但在不同的井田，甚至不同的采區(qū)，不同的層位，其煤質(zhì)的變化和區(qū)別也非常大。如何將被選原煤的“脈”號準(zhǔn)，是搞好選煤工藝設(shè)計必須重視的基礎(chǔ)問題。所以，在中國建設(shè)現(xiàn)代化選煤廠，至關(guān)重要的問題是選煤工藝設(shè)計必須符合不同礦區(qū)的不同煤質(zhì)特性。2、分析煤質(zhì)資料時應(yīng)特殊關(guān)注的問題在分析煤質(zhì)資料時，切忌就資料本身死板地羅列數(shù)據(jù)、孤立地就事論事，把煤質(zhì)分析與

4、工藝設(shè)計割裂開來。合理正確的方法應(yīng)該是將煤質(zhì)資料的數(shù)據(jù)規(guī)律和分析內(nèi)容與選煤方法的選擇，工藝環(huán)節(jié)的設(shè)置，流程的制定，甚至與產(chǎn)品的定向定位結(jié)合起來，為下一步工藝設(shè)計做鋪墊。這樣才能使煤質(zhì)資料分析工作具有了生動的含意，活的靈魂。將煤質(zhì)分析中應(yīng)特殊關(guān)注的幾點分述如下：（1）要特別重視了解井田各主要可采煤層的結(jié)構(gòu)特征和賦存特點，例如：有無偽頂；有無夾矸以及夾矸的層數(shù)、厚度、賦存高度；頂、底板和夾矸的巖性等。在中國有許多礦區(qū)，如淮南、濟(jì)北、烏海、保德、離柳等礦區(qū)，其煤層的頂、底板及夾矸層多為泥巖和炭質(zhì)泥巖。在開采過程中，這些易碎、易泥化的矸石混入原煤，對煤質(zhì)和選煤工藝將會產(chǎn)生重要影響。絕對不要因為矸石不是

5、構(gòu)成原煤的主體而忽視它。（2）要了解井下的采煤方法及井下運輸、提升方式等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以便判斷礦井生產(chǎn)過程對原煤粒度組成和混入毛煤中的矸石量的影響程度，為進(jìn)一步調(diào)整粒度、密度組成提供依據(jù)。（3）隨著環(huán)保要求的加強(qiáng)，洗選降硫的問題越來越突出，已不亞于降灰的重要性。特別是對于含硫高的原煤，現(xiàn)在也像評定原煤可選性那樣，開始重視評估洗選的脫硫效果及其可行性。所以要重視硫的成分分析，硫在煤中賦存和嵌布特性的分析，以及硫分在粒度、密度組成中的分布規(guī)律。以便預(yù)測選后的脫硫效果，并為正確選擇選煤方法提供依據(jù)。（4）要特別重視煤質(zhì)資料的代表性。用不具代表性或代表性差的篩分、浮沉資料作設(shè)計，是對設(shè)計的誤導(dǎo)，后果是嚴(yán)重

6、的。如果選煤廠建成投產(chǎn)后，設(shè)計的選煤工藝與本礦原煤實際特性相去甚遠(yuǎn)，會給選煤廠生產(chǎn)帶來諸多困難，給管理造成被動。在新礦區(qū)建選煤廠，煤質(zhì)資料的代表性問題尤為突出。鑒于目前國家或煤炭行業(yè)對煤質(zhì)資料代表性的調(diào)整辦法尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。各設(shè)計院的調(diào)整方法也不盡相同，所以煤質(zhì)資料的代表性問題更應(yīng)該引起高度重視。設(shè)計者有責(zé)任根據(jù)煤田地質(zhì)報告和采煤方法提出合理的調(diào)整方法，以增加煤質(zhì)資料的代表性。三、合理確定產(chǎn)品定位是設(shè)計的必要前提1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的重要意義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的目的是使選后產(chǎn)品能適銷對路，能夠適應(yīng)市場的多元化需求。在市場經(jīng)濟(jì)日趨發(fā)達(dá)的今天，這項工作的重要性就更加突出了。從道理上講，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)本應(yīng)是原

7、煤經(jīng)洗選加工之后產(chǎn)生的結(jié)果，而現(xiàn)在反而要提到選煤工藝設(shè)計之前來預(yù)先敲定，似乎有點矛盾，不合邏輯。其實不難理解。用辯證的觀點看，產(chǎn)品既是分選的結(jié)果，也是選前應(yīng)該預(yù)定的加工目標(biāo)。所以在工藝設(shè)計之前，先通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方案比選、論證，找到洗選加工可能達(dá)到的最佳結(jié)果，預(yù)先鎖定選后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以便使工藝設(shè)計做到有的放矢，目標(biāo)明確。2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位必須以原煤本身的煤質(zhì)特性為基礎(chǔ)煤質(zhì)特性是煤炭與生俱來的天然品質(zhì)。如果天然成煤條件不好，比如在成煤過程中，有些粘土礦物質(zhì)和黃鐵礦微粒被散布在凝膠化基質(zhì)中或充填在植物的胞腔內(nèi)，則會造成煤炭內(nèi)灰升高，硫分難以脫除，無論如何洗選加工，也不可能選出低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)高檔煤

8、炭產(chǎn)品來。所以，我們說煤質(zhì)本身的優(yōu)劣是產(chǎn)品定位的基礎(chǔ)，是第一位的。不能脫離這個基礎(chǔ)去妄定產(chǎn)品的檔次。這就叫做“量體裁衣”、“因才適用”。3、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位要以市場需求為導(dǎo)向隨著國家能源結(jié)構(gòu)的改變和生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格，煤炭市場的需求正處在深刻變化之中。為了適應(yīng)煤炭市場的不斷發(fā)展和變化，目前全國各大礦區(qū)都在著手搞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，調(diào)整的重點就是增加產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的靈活性。以適應(yīng)市場多元化需求。其中又以動力煤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整最具代表性。動力煤由于用途不同或用戶爐型等技術(shù)條件上的差異，往往對動力煤灰分或發(fā)熱量的要求變化幅度較大。如出口動力煤，高爐噴吹用煤，水煤漿原料煤，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)動力煤和普通動力發(fā)電用煤等，其灰

9、分要求的差別大約在10%-20%之間。這就要求我們設(shè)計的選煤工藝系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的靈活性，以保證產(chǎn)品灰分能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)隨意調(diào)節(jié)的要求。就像汽車無級變速一樣，我們把它稱作“無級調(diào)灰”。這種形式就是在市場經(jīng)濟(jì)條件下應(yīng)運而生的靈活的煤炭產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代化選煤廠應(yīng)具的特征。近幾年來，首先在淮南礦區(qū)張集選煤廠設(shè)計中推廣運用，后又在多部選煤廠設(shè)計中實現(xiàn)了“無級調(diào)灰”的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式，為企業(yè)占領(lǐng)市場，增強(qiáng)市場競爭力提供了有利條件。值得指出的是，由于環(huán)保部門對煤炭產(chǎn)品的硫分要求越來越嚴(yán)，一般都要求硫分1%，甚至更低。但是，在設(shè)計中往往會出現(xiàn)這樣的矛盾情況，即經(jīng)過洗選后在滿足了硫分1%的同時，產(chǎn)品灰分卻太低了，

10、很難實現(xiàn)“無級調(diào)灰”。這就需要設(shè)計者做深入細(xì)致的分析工作，尋求恰當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法。在西山官地礦選煤廠設(shè)計中就遇到了這樣的問題，通過對5層煤不同煤質(zhì)的深入分析，找到了巧妙的兩全解決辦法，實現(xiàn)了降硫、調(diào)灰的雙重要求。四、正確選擇選煤方法是設(shè)計的核心1、對現(xiàn)代化選煤廠不能簡單地理解為一種固定的工藝模式現(xiàn)代化的選煤廠應(yīng)該具有兼收并蓄，多樣化的工藝特點。對不同的選煤方法不能簡單地用“先進(jìn)”或“落后”去劃分，這樣不科學(xué)，它們各有所長，只是適用條件和范圍不同而已?，F(xiàn)代化選煤廠最主要的特點是效率高，這首先應(yīng)該體現(xiàn)在選煤工藝是否合理上，也就是說要體現(xiàn)在選煤工藝是否適合入選原煤的煤質(zhì)特性，是否能實現(xiàn)用戶所要求的產(chǎn)品結(jié)

11、構(gòu)上。與選煤方法相關(guān)的因素是多方面的，它們包括：原煤粒度組成特性（含粒度組成）、密度特性（含可選性）；硫分構(gòu)成及其賦存嵌布特性；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（含市場需求）；分選效率；洗選加工費；相關(guān)的基建投資費用；綜合經(jīng)濟(jì)效益等因素。所以選煤方法的確定必須作全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)多方案比選，擇優(yōu)選用，才是科學(xué)合理的思路。以前按照設(shè)計規(guī)范規(guī)定，基本上只根據(jù)可選性難易一個條件簡單地劃分選煤方法適用范圍的做法不全面，目前我國的舊規(guī)范也正在修改中。下面僅列舉幾點實例，對上述觀點作進(jìn)一步說明：（1）當(dāng)原煤中塊矸含量很多，特別是矸石的巖性又屬于易泥化的泥巖或炭質(zhì)泥巖時，則宜采用動篩跳汰機(jī)代替人工揀矸，將大塊泥巖矸石盡早地從系統(tǒng)中排除

12、，這樣對后續(xù)主選工藝十分有利。動篩跳汰機(jī)允許入料上限可達(dá)300-400mm，且具有處理量大、排矸精度高、循環(huán)水量少、洗水自成閉環(huán)、生產(chǎn)成本低廉等優(yōu)勢。在排除大塊矸石的條件下，上述優(yōu)勢可得以充分發(fā)揮。比用淺槽等重介塊煤分選設(shè)備要合理得多。動篩跳汰機(jī)的弱點是分選下限只能達(dá)30mm，所以在使用范圍上受到一定限制。（2）跳汰機(jī)對易選煤的分選精度并不亞于重介選。另外當(dāng)排矸分選密度大于1.8Kg/L時，重介懸浮液難以配制。這時采用單段跳汰機(jī)的優(yōu)勢就比較突出，可不受分選密度高的限制。但是，在選擇跳汰法分選不同性質(zhì)的原煤時，建議慎重考慮以下幾點意見：從總體上講，跳汰機(jī)在分選難選煤時的分選效率與重介選相比有一定

13、差距，特別是有關(guān)研究表明，跳汰機(jī)對2-3mm以下粉煤的分選精度明顯變差，精煤損失大。所以對3mm以下粉煤含量大的原煤采用跳汰選時更要格外慎重。在要求出低灰精煤產(chǎn)品的條件下，若分選密度低于1.4Kg/L時，跳汰機(jī)難以操控，無法保證正常分選效果。雙段跳汰機(jī)所需循環(huán)水量較大，約為重介選的一倍，所以洗水系統(tǒng)較重介選負(fù)荷量大，增加了投資。（3）當(dāng)要求出塊煤產(chǎn)品時，有壓入料重介旋流器分選工藝就不利于保護(hù)塊煤。（4）當(dāng)原煤中黃鐵礦嵌布比較細(xì)時，采用重介旋流器分選，脫硫效果就比較好，有時還需配套煤泥重介旋流器或螺旋分選機(jī)分選才能有效脫除更細(xì)的黃鐵礦微粒。但是，當(dāng)原煤中所含矸石為泥巖時，因其遇水極易泥化的性質(zhì)，

14、在采用重介法分選，特別是采用有壓入料重介旋流器分選時，應(yīng)格外慎重。主要考慮到泥巖矸石經(jīng)混合桶懸浮液浸泡后，再經(jīng)入料離心泵葉片強(qiáng)烈撞擊，高壓攪動，泥巖會大量被泥化。高灰泥質(zhì)會大大增加懸浮液中非磁性物含量，將引起工作懸浮液的密度、粘度等特性參數(shù)的改變，導(dǎo)致分選效果變壞，而且也會給脫介和介質(zhì)系統(tǒng)帶來一系列麻煩。（5）在西北嚴(yán)重干旱缺水地區(qū)，干法分選則獨具優(yōu)勢。干法分選不用洗水便可分選煤炭。它比較適用于褐煤、易泥化煤、劣質(zhì)煤、易選煤的排矸分選。我國自行研發(fā)的空氣重介選、復(fù)式干法選煤都是可供采用的新型干法分選方法。2、關(guān)于重介旋流器分選工藝若干原則問題的思考近年來，隨著我國自行研發(fā)的各種類型重介旋流器工

15、藝技術(shù)的日趨成熟，以及澳大利亞先進(jìn)的模塊式重介選煤廠的引進(jìn)，使重介旋流器分選工藝不論在簡化工藝環(huán)節(jié)、降低工程造價，提高介質(zhì)系統(tǒng)調(diào)控水平、易于操作管理方面，還是在減少介耗、電耗，降低生產(chǎn)成本方面都取得了長足的進(jìn)步，技術(shù)日臻完善，備受業(yè)主青睞，在我國已被廣泛采用。但是，目前在重介選煤工藝設(shè)計中常常圍繞幾個原則問題進(jìn)行爭論，成為當(dāng)前選煤界和設(shè)計單位關(guān)注的熱點。幾個主要的熱點問題如下：（1）關(guān)于重介旋流器有壓入料和無壓入料方式的選擇。（2）關(guān)于兩產(chǎn)品重介旋流器和三產(chǎn)品重介旋流器的選擇。（3）關(guān)于大直徑重介旋流器或小直徑旋流器組的選擇。（4）關(guān)于選前脫泥與不脫泥的選擇。有關(guān)以上幾個工藝原則，應(yīng)根據(jù)不同的

16、煤質(zhì)條件合理選用，絕不能用其中一種固定的工藝方式，隨意套用。這里要特別推薦我國自行研制的無壓入料三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝，它已經(jīng)在我國大量推廣應(yīng)用。實踐證明，分選效果并不亞于有壓入料兩產(chǎn)品重介旋流器。而且在減少矸石泥化、簡化工藝流程環(huán)節(jié)方面具有明顯優(yōu)勢，它為現(xiàn)代化選煤廠設(shè)計提供了更多的選擇余地。3、對煤泥分選方法的選擇目前世界上選煤廠發(fā)展的方向，從整體格局上看，除繼續(xù)向系統(tǒng)簡化、設(shè)備大型化、高度自動化方向發(fā)展外，選煤技術(shù)開發(fā)的重點仍放在以脫硫、降灰為宗旨的細(xì)粒和極細(xì)粒煤（煤泥）高性能分選設(shè)備的研制上。目前美、英、德、澳、日、中等國已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的這類設(shè)備有以下六類：（1）強(qiáng)化重力設(shè)備。（2

17、）微細(xì)介質(zhì)旋流器。（3）微泡和離心浮選設(shè)備。（4）異形波跳汰機(jī)。（5）美國楊氏充填式跳汰機(jī)。（6）選擇性油團(tuán)選。它們都是很有前途的煤泥分選、脫硫設(shè)備。但是這些新工藝設(shè)備除少數(shù)項目外大多還處在研發(fā)階段，還未達(dá)到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的程度。所以現(xiàn)階段在我國選煤廠設(shè)計中，比較現(xiàn)實的、有效的煤泥分選設(shè)備，主要有以下三種：（1）螺旋分選機(jī)。（2）煤泥重介旋流器。（3）各類微泡浮選柱。選擇煤泥分選方法的合理思路是：盡量采用生產(chǎn)成本相對較低的重力分選設(shè)備來分選大部分較粗的煤泥，以減少入浮煤泥量。眾所周知，采用普通浮選機(jī)分選煤泥是一種高投資、高成本的分選工藝。減少入浮量是一舉多得的利事。五、簡潔合理的工藝流程是設(shè)計

18、的必然要求為了達(dá)到合理簡化工藝系統(tǒng)的目的，在工藝流程設(shè)計中應(yīng)著重考慮以下幾點：（1）流程中作業(yè)環(huán)節(jié)設(shè)置要合理，避免功能相近的作業(yè)重復(fù)設(shè)置。（2）采用高效設(shè)備簡化工藝系統(tǒng)。（3）盡量取消流程中可有可無的環(huán)節(jié)。（4）盡量避免流程中不必要的料流循環(huán)，即所謂的不良閉環(huán)。（5）煤泥水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)能滿足環(huán)保日益嚴(yán)格的要求。在我國古交礦區(qū)和淮南礦區(qū)數(shù)座選煤廠所采用的洗水凈化再生系統(tǒng)，是一種新工藝，可為自動調(diào)節(jié)全廠洗水平衡，實現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)洗水閉路循環(huán)，達(dá)到零排放提供可靠保證。六、選煤廠工藝布置的發(fā)展趨勢近幾年我國設(shè)計建成的新型主廠房，已經(jīng)突破了傳統(tǒng)廠房多層框架結(jié)構(gòu)的格局，使工藝布置模式也發(fā)生了很大變化。廠房布置的發(fā)展趨勢如下：（1）廠房從高層向低層發(fā)展，從多層框架向單層大廳式發(fā)展。在單層廠房大廳內(nèi)，設(shè)備可以采用獨立鋼架支撐，也可以采用模塊式結(jié)構(gòu)支撐。從廠房的土建結(jié)構(gòu)看，全鋼結(jié)構(gòu)廠房肯定是今后的發(fā)展方向。鋼結(jié)構(gòu)廠房有很多優(yōu)點，它不僅制作施工方便，施工工期短，抗震性能好，而且只要設(shè)計合理，造價可與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相近。惟有維護(hù)費用偏高，是其不足之處。我們認(rèn)為，若因工藝布置需要，也不必拘泥于一種全鋼結(jié)構(gòu)形式，完全可以采用局部鋼筋混凝