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选煤设计有哪些热点、创新点?
发表日期:2017-10-02 09:23:00   

                                                                                                    论文一

 

 

 

2017年选煤咨询项目评审相关情况总结

 

 

 

                                                                                        (发表于2017年)

2017年3月1日-4日,中国煤炭建设协会组织专家,对申报的“煤炭行业(部级)2016年度优秀工程咨询成果评审”选煤专业项目(含煤炭物流及集运站、煤粉厂)进行了专业评审,现将有关情况总结如下。

一、评审结果

本次下发项目31项,从综合组转来1项,共32项。其中选煤厂项目23项、煤炭物流及储运项目5项、粉煤厂2项,选煤厂产品结构研究报告1项、胶带输送机通廊输煤1项。经过对上报材料综合审查,有两个项目不予参评。因此,本届选煤专业咨询获奖项目共30项。

经专家初评、专家组集体讨论,最终评出一等奖9项(占28%)、二等奖12项(占38%)、三等奖9项(占28%),未评两项(占6%)。

二、本届咨询评优特点

1、动力煤选煤厂数量增加,炼焦煤选煤厂项目明显减少。本次上报动力煤选煤厂21座,总规模达到92.70Mt/a,厂型从1.20~20.00Mt/a。炼焦煤选煤厂两项,设计规模均为1.20Mt/a。这说明炼焦煤选煤厂设计市场已经明显萎缩,今后发展的重点还是动力煤选煤厂。

2、动力煤块煤浅槽洗选、末煤不洗的选煤厂占主导地位,这类选煤厂有14座,总规模达73.70Mt/a。动力煤全部入洗的选煤厂19.00Mt/a。

3、煤炭物流及集运站项目市场较好。本次煤炭物流项目5个,总规模达到45.00Mt/a。

4、煤炭清洁高效利用项目有所发展。兰州院、沈阳院分别完成了一个年加工20万t、16万t的煤粉厂项目,属于业务拓展的新项目,值得鼓励。

5、智能化选煤厂设计水平有待提高。项目咨询阶段是定原则、定标准、定投资的关键阶段,技术原则确定起步要高,参报项目大多数材料在设计特点总结中写到选煤方法合理、产品结构灵活、自动化程度高等,都是设计单位能够做到、也是应该做到的。现代选煤厂需要朝着3D化、智能化、无人化方向发展,这方面有待提高。

三、重点项目简介

1、内蒙古汇能煤电集团有限公司长滩露天煤矿选煤厂可行性研究报告

《国家发展改革委关于内蒙古准格尔矿区长滩露天煤矿及选煤厂项目核准的批复》(发改能源〔2015〕2828号)摘要:为推进神东大型煤炭基地建设,优化煤炭产业结构,支持煤电一体化发展,同意建设长滩露天煤矿项目。露天煤矿建设规模20.00Mt/a,配套建设相同规模的选煤厂。

该项目体现一个“大”字,即建设规模大,主要特点:

(1)煤质资料采用依据合理,设计工作精细

根据《内蒙古自治区准格尔煤田长滩露天煤矿煤炭资源储量核实报告》的有关内容,对首采区主要可采煤层(5、6上、6号煤层)煤质特征及工艺性能进行了较为详细的分析。依据露天矿的采区范围、开采原则、地质报告的钻孔煤芯煤样资料,采用钻孔统计法,统计出采区范围内各煤层煤芯原煤以及矸石质量指标,然后考虑实际开采时顶、底板、夹矸混入等因素,计算出生产原煤灰分。《可研报告》借用邻近的黄玉川矿井选煤厂的煤质资料,并结合其他邻近煤矿的生产情况,对采用的筛分、浮沉资料进行调整并作为编制可研报告的依据,预测出选煤厂最终产品平衡表。

(2)产品定向及定位准确、目标市场分析合理

长滩露天煤矿选煤厂作为特大型动力煤选煤厂,以生产动力煤为主。结合自身地理位置、煤质特点、市场发展趋势、国家能源政策等因素,产品定位首先满足自身电厂需求,兼顾区外用户。其中混煤产品主要供自身电厂及区内用户,精煤产品主要供区外用户。产品定位如下:

精煤:发热量Qnet,ar≥20.91MJ/kg,主要供区外用户;

混煤:发热量Qnet,ar≥17.98MJ/kg,主要供自身电厂及区内用户。

采用灵活的选煤工艺,根据市场需要,可灵活调整产品定位,配制发热量为20.91 MJ/kg~17.98MJ/kg区间的动力煤产品,满足区内、区外不同电厂用户的需求。

(3)选煤方法选择合理,方案论证全面而透彻

可研报告推荐采用150~13mm重介浅槽排矸、末原煤不洗选的选煤方法。选煤工艺先进、可靠、分选效率高、产品灵活可调,提高了企业的经济效益。

(4)主要工艺设备选型体现大型化、现代化的技术装备水平

设备选型在保证技术先进性能可靠的前提下,关键工艺设备采用进口组装设备,对国内配套设备择优选购可靠产品。

(5)主要技术经济指标先进

建设规模:20.0Mt/a;

选煤方法:150~13mm浅槽排矸,末煤不分选;

吨煤电耗:2.19 kWh/t;

吨煤投资:61.48元;

静态投资:122968.13万元。

 

2、陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿井及选煤厂可行性研究报告

该项目建设规模6.00Mt/a。该项目体现一个“全”字,即选煤方法齐全,主要特点为:

(1)煤质资料分析准确,代表性强

设计充分分析了入洗原煤的煤质情况,选用周边亭南矿井的煤质资料作为设计依据,结合小庄矿的采煤方法、赋存条件、煤质分布的特点,对煤质资料进行了校正,以更贴合矿井生产情况,指导下一步的设计。据此进行选煤工艺设计,能够适应煤质波动,保证选煤厂的正常运行。

(2)市场分析透彻,产品定位准确,产品结构合理

设计在大量的调查研究基础上,对煤炭市场的现状、未来需求进行了透彻分析,结合选煤厂周边煤炭的特性和用途,提出选煤厂产品定位以动力用煤及化工用煤为主,依据市场情况还可以生产喷吹用煤,推荐产品方案为:

洗大块,粒度80~30mm,灰分≤11.00%,水分≤12.5%,作化工用煤;

洗中块,粒度30~13mm,灰分≤12.00%,水分≤14.00%,作化工用煤;

末精煤,粒度13~0mm,灰分<9.00%,水分≤15.50%,作喷吹用煤或动力煤;

混煤,粒度13~0mm,发热量≥5000kcal/kg,作动力用煤。

该产品方案合理利用了煤炭资源,选煤副产品得到了充分利用,适应市场需求,降低了市场风险。

(3)工艺先进,流程合理

依据本矿煤质特征及产品质量要求,制定了合理的选煤工艺:块煤(80~13mm)重介浅槽预排矸,13~1.50mm末煤采用脱泥有压两产品重介分选,1.5~0.25 m m粗煤泥螺旋分选机分选,0.25~0mm细煤泥采用沉降离心机+快开隔膜压滤机两段浓缩两段回收。

该流程设置了块末煤分别入洗、分别回收,提高了分选精度,有利于多回收精煤产品,提高了企业经济效益。该流程可以适应煤质的变化,采用不同的生产方式,生产不同的产品:当原煤质量好,只生产电煤时,原煤只破碎不分选;当生产化工用煤时,开启块原煤分选系统,末煤不分选;当原煤质量变差不能满足市场需要时,块、末煤系统同时开启。

(4)设备选型先进、合理

分级筛、破碎机、脱泥筛、脱介筛、重介浅槽分选机、重介旋流器、磁选机、离心机等关键环节设备采用进口或进口组装设备。主要工艺设备引进世界技术成熟、性能可靠、节能、运行稳定的先进设备,选型合理,为提高产品的市场竞争力提供了装备支持和技术支撑。

(5)产品装车仓下计量,方便运输

考虑选煤厂块煤产品以汽车运输为主,且不能超载的特点,各产品装车仓下设置汽车衡计量转车,避免汽车少载再次装车或超载卸车的不便,节省了装车时间,方便操作。

(6)投资合理

选煤厂建设项目总投资:65857.48万元。

 

3、陕西彬长矿业集团有限公司文家坡矿井选煤厂可行性研究报告

文家坡矿井选煤厂拟建设规模4.00Mt/a。产品主要供陕西渭河煤化工集团有限责任公司30万吨/年煤制乙二醇项目和神华国能彬长矿区2×350MW低热值煤发电项目工程。该项目已经得到国家核准,项目体现一个“综”字,即按照煤炭综合利用进行工艺设计。主要特点为:

(1)产品方案既有针对性又不失灵活性

根据以上用户的主要用煤指标,确定的产品煤结构如下:

洗混中块:50~13mm,Ad≤13%,Qnet,ar≥5500kcal/kg,供煤制乙二醇项目,剩余可供中国铁路物资西安有限公司;

洗末煤:13~0mm,Ad≤13%,Qnet,ar≥5300kcal/kg,可供中国铁路物资西安有限公司;

劣质煤:13~0mm,Ad≤30%,Qnet,ar≤4000kcal/kg,供低热值电厂用煤;

矸石:文家坡煤矸石具有一定的发热量,可用于低热值煤发电项目掺烧燃料;发热量不满足发电的用于塌陷区复垦以及建筑材料使用。

另外,产品方案也可根据产品用户的变化进行其他的搭配调整,特别是末煤在煤质符合产品用户的要求时可实现不入洗的产品方案,以满足不同用户的用煤要求。

(2)选煤方法选择合理、高效,适应性、灵活性强

本可研推荐200~13mm块煤洗选方法为重介浅槽分选,13~0.5mm末煤洗选方法为无压三产品旋流器分选,0.5mm以下不分选工艺,并留有末煤不洗的灵活性。

末煤采用无压三产品重介旋流器的优势:一是可以将优质精煤供应煤化工做原料;二是减少矸石泥化,减少次生煤泥量。

(3)工艺布置节能环保,地面无转载点环节

选煤厂位于矿井工业场地的北部及东部区域,呈“L”型布置,主要包括原煤仓、主厂房、产品仓、地销仓、矸石仓和浓缩车间等生产设施。主要特点为:系统简单,煤流顺畅,无折返运输,横平竖直,整体美观、整齐,环保节能;主厂房分区明确,各车间设计紧凑,易于管理。

主厂房是选煤厂的核心部分,功能分布明确,明亮整洁,其顶部设一电动双梁起重机,可以方便地检修和起吊设备。

(4)选煤厂产品煤运输方式选择合理、节能

考虑到乙二醇项目和低热值煤发电项目距离选煤厂均较近,为两千米左右,故在选煤厂煤流走向布置上均向其靠近,且在产品仓下设计转载点,并设计产品煤运输方式均为带式输送机供煤,此方式较经济、节能、合理、方便。

(5)选煤厂整体设计符合政策要求,节能、环保。

根据《煤炭工业节能减排工作意见》,新建全部入洗的大中型选煤厂入洗原煤单位能耗不高于8kWh/t,部分入洗的不高于5kWh/t。文家坡选煤厂作为大型矿井选煤厂,全部入洗时吨煤电耗:5.77kWh/t(年产4.0Mt/a),远低于8kWh/t,节能效果显著。

为了节约用水,文家坡选煤厂选煤补充水及绿化利用处理后的生活污水,每年可节约水资源约36.99×104m3,效果显著。

(6)选煤厂设计生产效率高、技术经济合理

选煤厂全员生产效率100.18t/工·日。

矿井及选煤厂静态总投资为370091.73万元。

其中:选煤厂静态总投资43143.93万元,吨煤投资107.86元/t;土建工程费20847.86万元、设备购置费10571.53万元、安装工程费4371.52万元、工程建设其他费用4157.17万元、工程预备费3195.85万元。

四、几点体会

1、2016年度咨询评优主要为2014-2015年度的咨询项目,个别2012年以来建成且取得较好效果的项目也可参评。所评项目有些启动比较早,对动力煤脱粉入洗、驰张筛的选用等未能顾及;有些选煤方法的选择,受业主影响较大,可能引起一些同行认为不合理的一面,这些在咨询评优阶段是可以理解的。

2、上述介绍的彬长矿区末煤洗选项目,投产后适应煤质和市场能力较强,实践证明是可行的。

3、设计、咨询评优,是对设计人员劳动成果的合理评价,也是对设计、咨询成果的检验,对每年的设计、咨询评优应引起重视。

 

                                                                                                论文二

 
 
 

对陕西煤炭加工洗选加工创新发展探讨

 
 

 

                                                                                   (发表于2016年)

1、陕西煤炭洗选加工发展现状及存在问题

1.1 陕西选煤现状

陕西煤炭储量居全国第四,产量为全国第三。煤炭洗选加工起步晚、发展快。截至目前,全省投产运行规模以上的选煤厂102座,设计总生产能力3.5亿t/a。除神东公司外,建设了多个大型且具有代表性的选煤厂,包括:

(1)炼焦煤选煤厂。黄陵一号6.00Mt/a、中煤子长禾草沟4.00Mt/a、韩城下峪口3.00Mt/a,均采用三产品重介旋流器分选。

(2)动力煤全部入洗的选煤厂。彬长大佛寺8.00Mt/a、汇森凉水井7.00Mt/a、彬长小庄6.00Mt/a、彬长文加坡5.00Mt/a,选煤方法采用块煤重介浅槽、末煤两产品或三产重介旋流器分选。

(3)块煤入洗的选煤厂。红柳林和柠条塔各18.0Mt/a、张家卯10.0Mt/a,选煤方法为块煤重介浅槽分选。

 

1.2 存在的问题

(1)产品潜力有待挖掘。陕北、彬黄矿区主产优质环保型长焰煤和不粘煤,具有高发热量、高化学活性、低硫、低灰等特点,是良好的动力和化工用煤,可以形成品牌影响力。但近年来市场销售50~0mm混煤居多,大量价格高于混煤的块煤产品未发挥作用,有些煤炭经销商将混煤甚至原煤加工成不同粒级的煤销售。

(2)品牌效应不明显。陕西尽管有以矿命名的产品,如“红柳林”、“建庄”、“玉华”牌等,但影响力偏小,应树立陕西煤炭大品牌效应,扩大市场影响力,真正做到“陕西煤质全国第一”的效果。

(3)原煤入洗率低于全国水平、选煤厂开机率普遍较低。目前,许多煤矿依然是重矿井生产,轻洗选加工。陕西煤炭洗选加工无论从生产管理上,还是从洗选效益上都落后于洗煤先进省份,远没有发挥选煤厂在整个煤炭生产环节中、调整优化产品结构、提质增效的作用。2015年陕煤集团开机率仅为51.71%,开机率明显不足,设备没有发挥应有的效能。

(4)市场应变能力差、未实现效益最大化。陕西煤炭洗选加工行业未充分发挥资源优势,缺少洗选计划,选煤厂对煤质、市场缺乏必要的分析研究,对如何面对市场,加工适销对路产品,实现效益最大化,未进行全面的有效分析。

(5)专业技术人员分散、难以实现集约化管理。大集团的选煤厂大部分工艺设备都处于较好的状态,由于分散管理,对选煤厂技术问题研究不到位,有些技术人员有好的想法,但实现起来由于受管理体制影响,最终可能落空,缺乏有效的考核奖励机制和争优创先工作精神。若选煤厂统一部署、集约化运营管理,可以有效的克服这一弊端。

2、陕西煤炭洗选加工创新发展的建议

2.1 加强动力煤脱粉入洗工艺的推广应用

目前,有些动力煤选煤厂的选煤工艺为:块煤重介浅槽分选,末煤重介旋流器分选,该工艺存在以下问题:

(1)由于在煤质分析、市场调研中存在一定的盲目性,末煤入洗系统建成后长期闲置不用,造成设备锈蚀、资金浪费,此种现象在我国不少动力煤矿区有例可查。

(2)开机率不足,系统运行不正常。有些选煤厂由于在设计时具有末煤可以全洗、部分入洗和不洗的灵活性,煤炭企业在满足市场需求的情况下,末煤系统时开时停,有些厂末煤系统开机率不到50%,当末煤系统停开时间较长后再开起,由于管道等环节有沉积堵塞现象,若清理不及时,会造成开机时系统运转不正常现象,需增加维修费用。

(3)灰、水相抵,产品质量提高不明显。有些矿区,由于煤的表面离水状况差,末煤尽管经过离心机脱水,但产品煤水分仍然不低,由于1%的水分影响60~80kcal的热值,虽然灰分降低,但灰、水相抵,产品煤的发热量增加不明显,如陕北地区某选煤厂原煤全部入洗后,产品煤综合发热量仅提高280kcal/kg,扣除加工成本等因素,经济效益并不明显。

(4)煤泥产量大,难以合理利用。据统计,动力煤块末煤全部入洗,煤泥产率约10%~15%,发热量3000kcal/kg左右,在富煤地区,部分选煤厂将煤泥和洗矸一起排弃,造成资源浪费。有些厂将其掺入产品煤中铁路外运,既降低了产品煤的质量,又可能造成冻车皮、超水扣吨等问题,和6(3)mm以下的粉煤混合作为最终产品,此工艺环节称之为“脱粉入洗”。

晋煤集团成庄选煤厂通过增加6mm脱粉环节,增加效益1250万元/a,节省药剂消耗22余万元/a,取得了良好的社会和经济效益。大柳塔选煤厂通过6mm脱粉,比13mm、25mm筛分,末煤全部入选工艺,产品销售盈利分别增加了10697、14574万元/a,各项成本节约4123万元/a,同时减少了设备的损耗,降低了冬季冻车皮事故的发生。

陕西动力煤全部入洗的选煤厂多达十多座,生产中加工成本高、煤泥量大、严重制约选煤厂生产,今后新建类似工艺的选煤厂,建议按脱粉入洗进行设计建设,已有的选煤厂要加快技术改造。

 

2.2 降低重介浅槽洗选下限至6mm

我国动力煤洗选,采用重介浅槽选煤占70%以上,传统的重介浅槽选煤洗选下限一般为13或25mm。对一些煤质差、矸石泥化严重的矿井,在不设计末煤入洗的前提下,将重介浅槽洗选下限降到6mm,在投资基本不变的情况下,可增加入洗量15%左右,选煤厂增加这部分入洗煤,用于配筛下末煤,即可保证总的产品煤质量,洗选工艺相对简单。如陕北某矿,采用重介浅槽洗块煤,为了保证末煤发热量大于等于5800kcal/kg,计划投资2900万元增加重介旋流器洗末煤,后经方案论证,主要系统稍加改动,将重介浅槽洗选下限降到6mm,投资增加不大,年增加销售收入约2000万元。该工艺已经在神华蒙西李家畔矿选煤厂得到成功应用。

 

2.3 合理推广复合式干法选煤技术

复合式干法选煤其原理是借助机械振动使分选物料在床面上做螺旋翻转运动,料层上部低密度矿粒逐次被剥离,形成精煤产品;利用入选原煤中所含细粒煤作为自生介质,与床面上升气流组成气-固两相混合悬浮体进行分选;利用高密度矸石颗粒相互挤压碰撞产生的浮力效应强化煤矸分离;利用析离和风力的综合作用进行分选;物料通过床面上设置的平行格条及沟槽分选。由于有风力作用,分选过程有降水作用,可减少水分对发热量的影响。

有些煤矿随着优质煤层开采的结束,煤质逐渐变差,原有块煤洗选系统,难以保证末煤质量,若增加末煤洗选,煤泥量增加,产品水分增加,有些选煤厂增加煤泥火力干燥,配套小型燃煤锅炉,环保难以通过,加工1t煤泥,生产成本增加30~40元,煤泥干燥后发热量偏低,掺入末煤影响商品煤综合发热量,难以增加经济效益,对此情况建议末煤采用干法选煤工艺,将选出的优质煤外销,低质煤用于坑口发电。

 

2.4 红外线智能选矸技术的发展应用

原料煤通过溜槽滑落形成薄层瀑流,行进中经过X射线分析仪,颗粒物受X射线顺序扫描,X射线根据每个颗粒所含成分的原子序数来穿过原料层,便将煤块与矸石形成不同的成像,根据成像灰度完成颗粒成分分析,卧式气动喷射阵列将按预定程序喷射出压缩空气流,将矸石颗粒物分离至矸石流中,而煤炭颗粒物将按正常轨迹汇入洁净煤产品流中。

选煤设计有哪些热点、创新点?

 2015年11月18—20日,韩城矿物局调运约5t储煤场的块煤进行了智能干选试验,30~100mm的干选试验结果表明,矸石的分选效率约为80%。陕北是国家规划的大型煤电基地,对煤矿与电厂规模配套的项目,可考虑采用红外线选矸工艺。

 

2.5 产品结构优化

2.5.1 产品结构分析

陕煤集团提出“产量全国第二,质量全国第一”的思路是符合陕西煤炭实际的。但“质量全国第一”还是要体现产品结构合理、适销对路供应、经济效益最佳等方面。

我国电力用煤约占煤炭总消费量的55%,仍有大量的动力煤用于冶金造气、建材、链条锅炉、民用等不同用户,其中块煤价格高出混煤80元左右,因此,从井下采煤开始,每个环节重视保块,是提高经济效益的实用途径。

大型火电厂为喷粉燃烧,电厂燃料进场后均设有粗碎、细碎系统。该环节的建设成本在3000万元左右,粗碎加工成本吨煤2~3元,若对路供应13(或6)mm以下的末煤,仅设细碎系统,备煤系统的环节可以简化、基建费用即可节约。因此末煤供应电厂,块煤单独销售,可以起到煤矿和电厂“双赢”的效果。

陕西煤化工项目主要水煤浆加压气化工艺,应全部供应末煤。化工用煤分为原料及燃料煤,合理的供应原则是:原料吃细粮,燃料吃粗粮。

2.5.2 产品结构设计中应注意的几个问题

(1)应重视产品标准的设计。建议结合本集团(矿)煤质特点,制定产品结构标准。目前各煤炭企业都有各自的产品标准,如中煤平朔从产品标准平1—平12;神东公司有神1—神5,陕西省在这方面相对较为薄弱。

(2)有些块煤重介浅槽的选煤厂将地销块煤分为200~80mm、80~30mm、30~13mm三种。由于200~80mm无较合适的用户,销售受季节、用户等因素的制约,易出现滞销或售价不合理的现象,会影响选煤厂的正常生产,因此块煤产品的分级应进行必要的技术经济论证。

(3)陕西有些大型、特大型煤矿,在项目设计中,铁路装车块煤分级偏多,不仅浪费投资,而且实用性差。块煤铁路装车因为发往用户环节较多,到终点用户块煤破碎严重。针对这一问题,神东集团实验了一项新技术,在块煤中掺入20%末煤,利用末煤的缓冲作用减少块煤破碎,终端用户筛分。因此特大型煤矿选煤厂200(150)~13mm块精煤不分级铁路外运比较合适。其原因有两种:一是块煤分多品种销售,难以实现铁路直供用户,如“三、八”块主要供应分散的钢铁企业、建材行业造气和生产半焦,年用量少、用户分散,适合汽车运输,不宜采用火车整列运输;另一种原因是,块煤通过装仓、装车、卸车、装卸船,块煤率损失较大,因此沿江、沿海地区均建有用户型筛分厂,该方式更适合市场需求,单一块煤产品铁路外运选煤厂生产管理也方便。

 

2.6 管理模式创新

陕西选煤厂多达百座,目前基本处于分散管理模式,由此造成的管理制度不尽完善、备品备件采购供应分散、维修力量不足、科技创新落后、加工成本偏高等问题,导致陕西的选煤厂难以实现标准化建设,难以达到全国优质高效选煤厂标准。集约化管理,可以有效的克服上述弊端,各大集团应实现选煤厂统一管理模式,构筑创新体系、完善降本增效措施,提高陕西选煤的整体水平。如陕煤化集团公司现有18座选煤厂,可以成立洗选中心,分陕北、关中两个片区,合理有效的提高选煤厂的管理水平,其他企业的选煤厂可以委托陕煤洗选中心代管,使全省洗煤水平普遍提高达到国内先进。

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