第三章 配煤原理

1、第三章 配煤原理本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 配煤意義配煤意義 配煤原理配煤原理 動力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程動力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程 中國動力配煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀中國動力配煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 返回潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)煤炭加工煤炭加工煤炭轉(zhuǎn)化煤炭轉(zhuǎn)化先進(jìn)發(fā)電技術(shù)先進(jìn)發(fā)電技術(shù)煙氣凈化技術(shù)等煙氣凈化技術(shù)等煤炭洗選煤炭洗選 型煤型煤水煤漿水煤漿煤炭氣化煤炭氣化煤炭液化煤炭液化高效超臨界發(fā)電高效超臨界發(fā)電常壓循環(huán)流化床常壓循環(huán)流化床加壓流化床聯(lián)合循環(huán)加壓流化床聯(lián)合循環(huán)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)煙氣除塵技術(shù)煙氣除塵技術(shù)煙氣脫硫脫硝技術(shù)煙氣脫硫脫硝技術(shù)其它污染控制新技術(shù)其它污染控制新技術(shù)配配 煤煤

2、技技 術(shù)術(shù) 定義：就是根據(jù)用戶對煤質(zhì)的要求，將若干定義：就是根據(jù)用戶對煤質(zhì)的要求，將若干單種煤按照一定的比例摻混得到的配合煤。單種煤按照一定的比例摻混得到的配合煤。 新新“煤種煤種” ：配合過程中存在著線性可加成：配合過程中存在著線性可加成性，通過優(yōu)化配比，使各原料煤的各成分和性，通過優(yōu)化配比，使各原料煤的各成分和性質(zhì)問實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短，互為補(bǔ)充，充分發(fā)揮性質(zhì)問實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短，互為補(bǔ)充，充分發(fā)揮各種原料煤的優(yōu)點(diǎn)和長處，綜合性能優(yōu)于其各種原料煤的優(yōu)點(diǎn)和長處，綜合性能優(yōu)于其中任何一種原料煤。中任何一種原料煤。配煤意義配煤意義煤炭現(xiàn)狀：煤炭現(xiàn)狀： 受到資源分布、運(yùn)輸條件以及地區(qū)間平衡等因素受到資源分布、運(yùn)

3、輸條件以及地區(qū)間平衡等因素的制約。煤的配合加工與利用越來越受到人們重的制約。煤的配合加工與利用越來越受到人們重視。視。 中國煤炭利用效率低，其中最重要的原因之一是中國煤炭利用效率低，其中最重要的原因之一是絕大多數(shù)煤炭用戶未能使用質(zhì)量和用途均十分合絕大多數(shù)煤炭用戶未能使用質(zhì)量和用途均十分合理的煤炭。理的煤炭。 由于每一種煤炭有其獨(dú)特的性質(zhì)，而每一種用煤由于每一種煤炭有其獨(dú)特的性質(zhì)，而每一種用煤設(shè)備對煤質(zhì)又有其特殊的要求，因而大大增加了設(shè)備對煤質(zhì)又有其特殊的要求，因而大大增加了單種煤炭合理供應(yīng)和使用的難度。單種煤炭合理供應(yīng)和使用的難度。 典型煤焦化工工藝煤焦化工工藝流程示意圖選煤硫酸 配煤質(zhì)量指標(biāo)

4、 一般要求，配煤的灰分9.25%，硫分14mm，水分7-10%。煉焦行業(yè)煉焦行業(yè) 要求：焦炭要求灰分低、含硫少、強(qiáng)度大、各向要求：焦炭要求灰分低、含硫少、強(qiáng)度大、各向異性程度高。異性程度高。 難度：世界各國的優(yōu)質(zhì)煉焦煤，其儲量有限，并難度：世界各國的優(yōu)質(zhì)煉焦煤，其儲量有限，并且區(qū)域分布也不平衡，化學(xué)成分也有優(yōu)劣，單用且區(qū)域分布也不平衡，化學(xué)成分也有優(yōu)劣，單用焦煤煉焦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。其它煉焦煤煉焦遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要。其它煉焦煤雜質(zhì)含量高，不能滿足高爐冶煉的要求。焦煤雜質(zhì)含量高，不能滿足高爐冶煉的要求。 解決：為了節(jié)約優(yōu)質(zhì)的煉焦煤，必須把部分黏性解決：為了節(jié)約優(yōu)質(zhì)的煉焦煤，必須

5、把部分黏性好的優(yōu)質(zhì)煉焦煤與其他中等的或弱的黏性煤配合好的優(yōu)質(zhì)煉焦煤與其他中等的或弱的黏性煤配合一起煉焦，以擴(kuò)大不同牌號的煙煤的利用。一起煉焦，以擴(kuò)大不同牌號的煙煤的利用。 先配煤后粉碎工藝： 原料煤卸煤機(jī)械貯煤場配煤槽配煤設(shè)備粉碎設(shè)備貯煤塔 主要設(shè)備：翻車機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、電碎振動給料器、雙齒輪破碎機(jī)和反擊式粉碎機(jī)凝汽器凝汽器涼水塔涼水塔水泵水泵凝結(jié)水凝結(jié)水水水鍋爐鍋爐發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)蒸汽蒸汽煤煤動力配煤動力配煤 定義：是將不同類別、不同品質(zhì)的煤經(jīng)過篩選、定義：是將不同類別、不同品質(zhì)的煤經(jīng)過篩選、破碎和按比例配合的過程。破碎和按比例配合的過程。 目的：動力配煤可以改變動力煤的化學(xué)組成、物

6、目的：動力配煤可以改變動力煤的化學(xué)組成、物理特性和燃燒特性，使之實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)互補(bǔ)、優(yōu)化產(chǎn)理特性和燃燒特性，使之實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)互補(bǔ)、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、適應(yīng)用戶燃煤設(shè)備對煤質(zhì)的要求，達(dá)到品結(jié)構(gòu)、適應(yīng)用戶燃煤設(shè)備對煤質(zhì)的要求，達(dá)到提高燃煤效率和減少污染物排放的目的。提高燃煤效率和減少污染物排放的目的。 前景：動力配煤技術(shù)已作為一種比較適合中國國前景：動力配煤技術(shù)已作為一種比較適合中國國情的潔凈煤技術(shù)列入了煤炭工業(yè)潔凈煤技術(shù)發(fā)展情的潔凈煤技術(shù)列入了煤炭工業(yè)潔凈煤技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，這項(xiàng)技術(shù)在中國將會有廣闊的發(fā)展前景。規(guī)劃，這項(xiàng)技術(shù)在中國將會有廣闊的發(fā)展前景。 燃煤質(zhì)量與鍋爐燃煤質(zhì)量與鍋爐 決定鍋爐熱效率的因素主要有決定鍋

7、爐熱效率的因素主要有: 爐型是否先進(jìn)爐型是否先進(jìn) 煤質(zhì)與爐型是否相符煤質(zhì)與爐型是否相符 操作是否得當(dāng)。操作是否得當(dāng)。 中國工業(yè)鍋爐中國工業(yè)鍋爐 熱效率普遍較低，這不僅浪費(fèi)了大量的煤炭，熱效率普遍較低，這不僅浪費(fèi)了大量的煤炭，而且也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。而且也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。 煤粉鍋爐（臺）電收塵電收塵爐底濕渣爐底濕渣煙氣煙氣干灰干灰煙囪煙囪循環(huán)流化鍋爐（臺）電收塵電收塵爐底干渣爐底干渣煙氣煙氣干灰干灰煙囪煙囪意義意義 對大氣環(huán)境、水質(zhì)的要求對大氣環(huán)境、水質(zhì)的要求.調(diào)節(jié)燃煤的硫調(diào)節(jié)燃煤的硫 分、含氮量及分、含氮量及氯、肺、氟等有害元素含量，減少氯、肺、氟等有害元素含量，減少SO2、NOx及

8、有害元及有害元素的排放，最大限素的排放，最大限 度地滿足環(huán)境保護(hù)要求，達(dá)到合理利度地滿足環(huán)境保護(hù)要求，達(dá)到合理利用煤炭資源的目的。用煤炭資源的目的。 中國地域廣大，資源豐富，各地區(qū)煤質(zhì)情況各不相同，中國地域廣大，資源豐富，各地區(qū)煤質(zhì)情況各不相同，灰、硫分含量亦有差別，因此結(jié)合各地區(qū)的特點(diǎn)，采用灰、硫分含量亦有差別，因此結(jié)合各地區(qū)的特點(diǎn)，采用不同煤種配合進(jìn)行煉焦，不但擴(kuò)大了煤炭資源的有效利不同煤種配合進(jìn)行煉焦，不但擴(kuò)大了煤炭資源的有效利用，并且可以降低焦炭中的灰分、硫分含量，以滿足各用，并且可以降低焦炭中的灰分、硫分含量，以滿足各行業(yè)對焦炭質(zhì)量和數(shù)量的要求。行業(yè)對焦炭質(zhì)量和數(shù)量的要求。 動力配煤

9、技術(shù)對煤質(zhì)的波動具有很好的調(diào)節(jié)與緩沖作用，動力配煤技術(shù)對煤質(zhì)的波動具有很好的調(diào)節(jié)與緩沖作用，能夠?yàn)橛脩籼峁┵|(zhì)量穩(wěn)定、均勻、符合燃燒和環(huán)境保護(hù)能夠?yàn)橛脩籼峁┵|(zhì)量穩(wěn)定、均勻、符合燃燒和環(huán)境保護(hù)要求的煤炭。要求的煤炭。 返回返回配煤原理 以動力配煤為例，動力配煤的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則是在一定約束條件下追求目標(biāo)函數(shù)的極 值。具體分為四個步驟: 提出約束條件 確定目標(biāo)函數(shù) 建立數(shù)學(xué)模型 解出最優(yōu)配方 1、約束條件1nijjjT X1nijjijT XA1nijjijT XB2、確定目標(biāo)函數(shù) 追求成本最低 追求優(yōu)質(zhì)煤配比最小 追求低質(zhì)煤配比最大 1minnjjjZC XminjZXmaxjZX 3、建立數(shù)學(xué)模型4

10、、優(yōu)化配方求解返回返回動力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程動力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程動力配煤的主要設(shè)備 一、輸送設(shè)備一、輸送設(shè)備 輸送設(shè)備是動力配煤生產(chǎn)線中聯(lián)接各個生產(chǎn)環(huán)輸送設(shè)備是動力配煤生產(chǎn)線中聯(lián)接各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)線能有效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)備。在動力配節(jié)，使生產(chǎn)線能有效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)備。在動力配煤生產(chǎn)中使用最廣泛的運(yùn)輸設(shè)備是膠帶輸送機(jī)，煤生產(chǎn)中使用最廣泛的運(yùn)輸設(shè)備是膠帶輸送機(jī)，它可完成煤炭的水平輸送和堆高輸送。膠帶輸送它可完成煤炭的水平輸送和堆高輸送。膠帶輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的輸送能力、輸送距離長、機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的輸送能力、輸送距離長、動力消耗低、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、工作平衡可動力消耗低、結(jié)構(gòu)簡

11、單、維修方便、工作平衡可靠等優(yōu)點(diǎn)?？康葍?yōu)點(diǎn)。 二、取料設(shè)備二、取料設(shè)備 原料煤從鐵路、碼頭卸車或卸船后，通過膠原料煤從鐵路、碼頭卸車或卸船后，通過膠帶輸送機(jī)在煤場堆高成煤垛，取料時煤垛取煤，帶輸送機(jī)在煤場堆高成煤垛，取料時煤垛取煤，供應(yīng)配煤生產(chǎn)。根據(jù)動力配煤生產(chǎn)規(guī)模的大小，供應(yīng)配煤生產(chǎn)。根據(jù)動力配煤生產(chǎn)規(guī)模的大小，為了提高經(jīng)濟(jì)效益，提高設(shè)備的利用率，一般分為了提高經(jīng)濟(jì)效益，提高設(shè)備的利用率，一般分為通用型設(shè)備和專用型設(shè)備為通用型設(shè)備和專用型設(shè)備2 種。通用型設(shè)備有種。通用型設(shè)備有裝卸機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、抓斗式取料機(jī)等。它裝卸機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)、抓斗式取料機(jī)等。它除了在生產(chǎn)線中完成取料之外，有時

12、還可以用來除了在生產(chǎn)線中完成取料之外，有時還可以用來推垛或裝畫等推垛或裝畫等 ，通用性較強(qiáng)，一般用于年生產(chǎn)能，通用性較強(qiáng)，一般用于年生產(chǎn)能力力10萬噸以下的動力配煤生產(chǎn)線。專用型設(shè)備有萬噸以下的動力配煤生產(chǎn)線。專用型設(shè)備有地龍式刮板機(jī)，滾輪取料機(jī)和斗輪式取料機(jī)等。地龍式刮板機(jī)，滾輪取料機(jī)和斗輪式取料機(jī)等。專用型設(shè)備能將煤垛上的煤連續(xù)供給膠帶輸送機(jī)，專用型設(shè)備能將煤垛上的煤連續(xù)供給膠帶輸送機(jī)，是煤快速運(yùn)出的高效率專用機(jī)械，一般都與固定是煤快速運(yùn)出的高效率專用機(jī)械，一般都與固定的膠帶輸送機(jī)銜接。的膠帶輸送機(jī)銜接。 雙向滾輪取料機(jī) 斗輪式取料機(jī)斗輪式取料機(jī) 三、篩分設(shè)備三、篩分設(shè)備 根據(jù)層燃式工業(yè)鍋

13、爐的燃燒工況，要求動力配煤的粒根據(jù)層燃式工業(yè)鍋爐的燃燒工況，要求動力配煤的粒度分面有一定的均勻性，所以煤炭的篩分是動力配煤生產(chǎn)度分面有一定的均勻性，所以煤炭的篩分是動力配煤生產(chǎn)工藝流程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。通過篩分設(shè)備，優(yōu)工藝流程中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。通過篩分設(shè)備，優(yōu)質(zhì)煤可以篩出優(yōu)質(zhì)塊煤，彌補(bǔ)優(yōu)質(zhì)塊煤資源短缺的問題，質(zhì)煤可以篩出優(yōu)質(zhì)塊煤，彌補(bǔ)優(yōu)質(zhì)塊煤資源短缺的問題，并為煤場增加一定的經(jīng)濟(jì)效益，低質(zhì)煤可以把大塊篩出來，并為煤場增加一定的經(jīng)濟(jì)效益，低質(zhì)煤可以把大塊篩出來，破碎后再送入貯煤斗。在動力配煤生產(chǎn)線上比較常用的篩破碎后再送入貯煤斗。在動力配煤生產(chǎn)線上比較常用的篩分設(shè)備有滾筒篩和振動

14、篩。分設(shè)備有滾筒篩和振動篩。 滾筒篩一般有圓柱形、圓錐形等幾種，由架體、篩篦、滾筒篩一般有圓柱形、圓錐形等幾種，由架體、篩篦、進(jìn)料斗、出料斗、中心軸、驅(qū)動裝置等形成。滾筒篩在轉(zhuǎn)進(jìn)料斗、出料斗、中心軸、驅(qū)動裝置等形成。滾筒篩在轉(zhuǎn)動時，篩內(nèi)原煤受磨擦力作用，隨滾筒壁升到一定的高度，動時，篩內(nèi)原煤受磨擦力作用，隨滾筒壁升到一定的高度，再受重力作用下滑，小顆粒和大塊煤分開，小顆粒煤成為再受重力作用下滑，小顆粒和大塊煤分開，小顆粒煤成為篩下物，大塊煤成為篩上物進(jìn)入破碎機(jī)或單獨(dú)存放。滾動篩下物，大塊煤成為篩上物進(jìn)入破碎機(jī)或單獨(dú)存放。滾動篩的滾動實(shí)嘉陵江上起到一定的攪拌作用，因此在簡易的篩的滾動實(shí)嘉陵江上起

15、到一定的攪拌作用，因此在簡易的中小型配煤線上，篩分和混配就合成一個工序。另外，由中小型配煤線上，篩分和混配就合成一個工序。另外，由于滾筒篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如轉(zhuǎn)速過快，篩分效率就會降低，于滾筒篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如轉(zhuǎn)速過快，篩分效率就會降低，過慢則篩網(wǎng)有效利用面積縮小，使篩分能力降低，所以滾過慢則篩網(wǎng)有效利用面積縮小，使篩分能力降低，所以滾筒篩適用于中、小型配煤生產(chǎn)線。在大型的動力配煤生產(chǎn)筒篩適用于中、小型配煤生產(chǎn)線。在大型的動力配煤生產(chǎn)線上，宜選用振動篩，以加大篩分能力。線上，宜選用振動篩，以加大篩分能力。 電子膠帶秤中國動力配煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀中國動力配煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 中國動力配煤技術(shù)發(fā)展始于中國動力

16、配煤技術(shù)發(fā)展始于20世紀(jì)世紀(jì)70年代末期。年代末期。 天津市煤建總公司現(xiàn)已建成天津市煤建總公司現(xiàn)已建成9條動力配煤生產(chǎn)線，形成年條動力配煤生產(chǎn)線，形成年產(chǎn)配煤產(chǎn)配煤27萬噸生產(chǎn)能力，萬噸生產(chǎn)能力， 已累計(jì)向工業(yè)企業(yè)供應(yīng)配煤已累計(jì)向工業(yè)企業(yè)供應(yīng)配煤3000萬噸，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。通過逐步完善配送萬噸，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。通過逐步完善配送設(shè)施，設(shè)施， 按照用戶要求，制定幾種配煤質(zhì)量，保質(zhì)保量定按照用戶要求，制定幾種配煤質(zhì)量，保質(zhì)保量定時送貨上門時送貨上門.獲得了生產(chǎn)企業(yè)的好評。獲得了生產(chǎn)企業(yè)的好評。 濟(jì)南市為實(shí)施濟(jì)南市為實(shí)施藍(lán)天工程藍(lán)天工程，除了規(guī)定城市用煤灰分不能大，除了規(guī)定城市用煤灰分不

17、能大于于20%，硫分不能大于，硫分不能大于 0.8%以外，還規(guī)定以外，還規(guī)定10t/h以下燃煤以下燃煤鍋爐以及各種窯爐必須燃用配煤，要求配煤必須添加鍋爐以及各種窯爐必須燃用配煤，要求配煤必須添加 固固硫劑。并對配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和種類提出了要求。目前已建硫劑。并對配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和種類提出了要求。目前已建立各種配煤廠立各種配煤廠7個，生產(chǎn)的配個，生產(chǎn)的配 煤基本可滿足市場需要。煤基本可滿足市場需要。 中國配煤行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，在燃料均質(zhì)化方中國配煤行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，在燃料均質(zhì)化方面取得了很大成績，但從總體上說，規(guī)面取得了很大成績，但從總體上說，規(guī) 模太小，模太小，在技術(shù)與裝備方面還存在一些問題，主要

18、表現(xiàn)在在技術(shù)與裝備方面還存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。以下幾個方面。 中國配煤總體技術(shù)水平較低，很多配煤廠尚處中國配煤總體技術(shù)水平較低，很多配煤廠尚處于經(jīng)驗(yàn)配煤階段，沒有系統(tǒng)的配煤理論指導(dǎo)于經(jīng)驗(yàn)配煤階段，沒有系統(tǒng)的配煤理論指導(dǎo); ;生產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品品種單一，難以取得規(guī)模效益。規(guī)模小，產(chǎn)品品種單一，難以取得規(guī)模效益。 除電廠外，目前采用配煤的市場還沒有形成，除電廠外，目前采用配煤的市場還沒有形成，國內(nèi)配煤的生產(chǎn)量僅為生產(chǎn)能力的國內(nèi)配煤的生產(chǎn)量僅為生產(chǎn)能力的 60%60%左右。左右。 沒有建立統(tǒng)一的配煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。研究制定全國沒有建立統(tǒng)一的配煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。研究制定全國統(tǒng)一的動力配煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并使之系列化十統(tǒng)一的動力配煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并使之系列化十 分重要。分重要。 配煤工藝及混配設(shè)備落后，沒有專用的混配設(shè)配煤工藝及混配設(shè)備落后，沒有專用的混配設(shè)備備; ;質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)落后，多數(shù)配煤質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)落后，多數(shù)配煤 場沒有在線檢測，場沒有在線檢測，難以實(shí)現(xiàn)自動