论文部分内容阅读
【摘 要】工程设计是影响选煤厂建设及生产的重要环节，直接决定选煤厂的生产和技术经济指标。文章分析了选煤厂设计过程中应注意的几个关键问题： 煤质资料、产品结构、选煤工艺制定、设备选型、工艺布置、质量标准化，以期为从事选煤厂工程设计的技术、管理人员提供借鉴。
【关键词】煤质资料；选煤工艺；标准化
选煤是洁净煤技术的源头，是实现可持续发展的重要环节，也是煤炭企业产品质量稳定的有效途径，为落实国家节能减排政策，实施 “中国洁净煤战略”，即煤炭燃烧和利用前实施加工及转化，使煤炭成为真正的洁净能源，国家已将煤炭洗选加工科技项目纳入高新技术的扶持政策范围内。进入二十一世纪后，我国选煤厂的建设如同雨后春笋般快速发展，期间涌现出一批新技术、新设备，如何优化配置、进行合理设计是煤炭有效洗选加工的关键。文章就选煤厂建设及生产过程中应注意的几个关键问题进行分析，以期为从事选煤厂设计的技术管理人员提供借鉴。
1.煤质资料分析
1.1产品定位及产品结构
产品定位是指根据煤的牌号、物理和化学性质、煤岩特征、工艺性能指标确定产品的用途，再结合当地市场需求进行目标市场定位。产品准确定位后需根据当地市场价格等情况依据最大经济效益原则进一步优化。产品结构与选煤工艺、设备选型、厂房布置等因素有关。
1.2 煤质分析
煤质不变是相对的，而变化是绝对的。不同煤田即使是同一个煤田，不同井田、不同煤层、同一煤层的不同区域煤质也存在差异。开采煤层的结构特征、赋存特点、井下采煤方法及运输等生产环节都会对煤质产生影响，选煤工艺设计过程中需对这些影响因素进行分析。
煤层的顶、底板和夹矸层的煤岩组成及井下各生产环节都会对原煤的矸石量等煤质因素产生重大影响，只有充分了解这些影响因素才能进一步调整试验资料，分析煤质资料，从而掌握原煤中块末煤含量比例及矸石的泥化程度。
2.选煤工艺的制定
2.1动力煤选煤工艺的制定
目前，国内外主要采用重介质旋流器和跳汰两种分选工艺对≤25 （13）mm 粒级原煤进行分选，这两种分选工艺各有优缺点。跳汰分选工艺较简单，基建投资较低，技术传统，容易操作，熟悉该技术的人员较多； 但是该工艺分选的产品下限高，次生煤泥含量大，浮选量多，分选精度差，自动化程度低。重介质旋流器分选工艺产品下限低，入浮煤泥量少，分选精度高，对煤质的适应性强，自动化程度较高。随着综采技术的大力推广，末原煤粒度普遍偏细，若采用跳汰分选工艺很难避免相当部分的细粒产品因吸缀作用未经分选而透筛进入中煤和矸石，从而影响精煤产率； 而重介质旋流器分选工艺不存在这一问题，因此应采用重介旋流器分选工艺分选末原煤。
2.2炼焦煤选煤工艺的制定
2.2.1选前脱泥与不脱泥的选择
选前脱泥和不脱泥分选方式各有优缺点，一般来讲，选前脱泥分选方式分选精度及选煤效率高。
2.2.2两产品与三产品重介质旋流器的选择
两产品重介质旋流器分选工艺是目前国际上比较流行的重介工艺，具有单台旋流器处理能力大，一、二段重介旋流器分选密度可完全自动控制和调节，精煤、中煤质量稳定的优点，适合于厂型较大的选煤厂； 但采用该工艺时需对中煤、矸石进行二次分选，重复洗选量大，次生煤泥多。
三产品重介质旋流器分选工艺是我国独创的、具有国际先进水平的重介工艺，在我国已有上百座选煤厂使用。该工艺可以一套重介悬浮液一次直接分选出精煤、中煤、矸石三种产品，没有重复洗选，使重介工艺系统大大简化，次生煤泥较少； 但该工艺二段分选密度受一段分选密度的影响，不能任意调节。
2.2.3有压给料与无压给料的选择
根据给料方式的不同，重介质旋流器给料可分为有压和无压两种。有压给料是指入选原煤在混料桶中与重介悬浮液混合后用泵打入旋流器； 无压给料是指入选原煤与重介悬浮液分别从两个给料口给入旋流器，原煤靠自重从上部中心无压给入，循环工作悬浮液用泵以较高的压力切线 （ 或其他形式）给入。
选用哪种给料方式合适需根据具体煤质特点和厂区条件等因素进行选择，如神华集团包头矿业有限责任公司水泉选煤厂一车间采用有压三产品重介质旋器分选矿井煤，而二车间采用无压三产品重介质旋流器分选露天矿煤，目前两种分选工艺效果都比较好。
3.设备选择
设备选型是选煤厂设计的重要步骤，选型是否准确不但体现设计人员和设计本身的水平，而且关系到选煤厂投产后的生产情况和经济效益。
选煤生产属于“流水线”作业，设备选型必须整体全盘考虑，实现全厂设备的整体配套和可靠，防止“木桶效应”影响系统的可靠性。目前国产设备与进口或进口组装设备在使用寿命、运行效果、设备维护方面存在较大差异，进口设备明显优于国产设备。建议主要设备 （ 如振动筛、离心机、磁选机、浅槽分选机、螺旋分选机等）尽量选择进口或进口组装设备，这样可大大减少设备故障率，提高选煤厂经济效益。
选煤厂生产过程中原煤的数质量具有不均衡性，随时都可能产生波动。为保证选煤厂的正常生产，在设备选型时每个设备的选型依据应该是相对应作业环节的处理量乘以不均衡系数，没有特定条件的话，不均衡系数的选取均应按 GB50359—2005《煤炭洗选工程设计规范》规定执行。尤其是煤泥水系统的设备选型，不仅需要考虑煤的数质量流程，还要结合煤泥性质综合考虑设备型号，尽量将设备处理能力放大，以保证煤泥水系统不会影响选煤厂正常生产。
4.质量标准化工作
选煤厂质量标准化工作是生产管理、技术管理的基础，是实现安全生产的前提，也是建设现代化选煤厂的重要途径。选煤厂建设的各个环节必须符合国家法律、法规、规章、规程等相关规定，管理必须满足相关标准要求，以保证选煤厂后期的安全生产及保证职工生命安全。大多数选煤厂在建设初期对相关建设规定考虑较多，但忽略了安全质量方面的工作，以至于建成后的选煤厂达不到标准要求，给后期日常生产留下诸多隐患，甚至造成一定的人员伤亡或财产损失，许多私营选煤厂这方面问题更突出。目前，许多选煤厂建成后又投入大量资金进行整改，如电缆线路的整改、接地的整改、防爆的整改、防护的整改、各种设备保护的整改等，费时费力。这些问题必须引起建设单位的高度重视，做到事前控制，莫等 “亡羊”再 “补牢”。
5.结语
目前我国常规选煤工艺已较成熟，也部分引进了国外的优秀选煤工艺，但没有任何工艺及布置是通用的。一个合理优秀的设计思想应该注重产品定位，深入分析煤质资料，了解设备性能，充分考虑各环节与各系统的有机结合，使选煤工艺做到既能适应煤质与市场的变化，又有经济合理的投资，只有这样才能为企业创造最大的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1]郭牛喜，陶能进，李明辉.我国特大型现代化选煤厂设计的实践与展望[J].煤炭工程，2012（1）.
[2]郭琴红.选煤厂设计中几中常见选煤工艺的浅析[J].洁净煤技术，2009（3）.
[3]王宏，刘文欣，李合群等.模块式布置的混凝土结构选煤厂在我国的设计与应用[J].煤炭加工与综合利用，2006（3）.
【关键词】煤质资料；选煤工艺；标准化
选煤是洁净煤技术的源头，是实现可持续发展的重要环节，也是煤炭企业产品质量稳定的有效途径，为落实国家节能减排政策，实施 “中国洁净煤战略”，即煤炭燃烧和利用前实施加工及转化，使煤炭成为真正的洁净能源，国家已将煤炭洗选加工科技项目纳入高新技术的扶持政策范围内。进入二十一世纪后，我国选煤厂的建设如同雨后春笋般快速发展，期间涌现出一批新技术、新设备，如何优化配置、进行合理设计是煤炭有效洗选加工的关键。文章就选煤厂建设及生产过程中应注意的几个关键问题进行分析，以期为从事选煤厂设计的技术管理人员提供借鉴。
1.煤质资料分析
1.1产品定位及产品结构
产品定位是指根据煤的牌号、物理和化学性质、煤岩特征、工艺性能指标确定产品的用途，再结合当地市场需求进行目标市场定位。产品准确定位后需根据当地市场价格等情况依据最大经济效益原则进一步优化。产品结构与选煤工艺、设备选型、厂房布置等因素有关。
1.2 煤质分析
煤质不变是相对的，而变化是绝对的。不同煤田即使是同一个煤田，不同井田、不同煤层、同一煤层的不同区域煤质也存在差异。开采煤层的结构特征、赋存特点、井下采煤方法及运输等生产环节都会对煤质产生影响，选煤工艺设计过程中需对这些影响因素进行分析。
煤层的顶、底板和夹矸层的煤岩组成及井下各生产环节都会对原煤的矸石量等煤质因素产生重大影响，只有充分了解这些影响因素才能进一步调整试验资料，分析煤质资料，从而掌握原煤中块末煤含量比例及矸石的泥化程度。
2.选煤工艺的制定
2.1动力煤选煤工艺的制定
目前，国内外主要采用重介质旋流器和跳汰两种分选工艺对≤25 （13）mm 粒级原煤进行分选，这两种分选工艺各有优缺点。跳汰分选工艺较简单，基建投资较低，技术传统，容易操作，熟悉该技术的人员较多； 但是该工艺分选的产品下限高，次生煤泥含量大，浮选量多，分选精度差，自动化程度低。重介质旋流器分选工艺产品下限低，入浮煤泥量少，分选精度高，对煤质的适应性强，自动化程度较高。随着综采技术的大力推广，末原煤粒度普遍偏细，若采用跳汰分选工艺很难避免相当部分的细粒产品因吸缀作用未经分选而透筛进入中煤和矸石，从而影响精煤产率； 而重介质旋流器分选工艺不存在这一问题，因此应采用重介旋流器分选工艺分选末原煤。
2.2炼焦煤选煤工艺的制定
2.2.1选前脱泥与不脱泥的选择
选前脱泥和不脱泥分选方式各有优缺点，一般来讲，选前脱泥分选方式分选精度及选煤效率高。
2.2.2两产品与三产品重介质旋流器的选择
两产品重介质旋流器分选工艺是目前国际上比较流行的重介工艺，具有单台旋流器处理能力大，一、二段重介旋流器分选密度可完全自动控制和调节，精煤、中煤质量稳定的优点，适合于厂型较大的选煤厂； 但采用该工艺时需对中煤、矸石进行二次分选，重复洗选量大，次生煤泥多。
三产品重介质旋流器分选工艺是我国独创的、具有国际先进水平的重介工艺，在我国已有上百座选煤厂使用。该工艺可以一套重介悬浮液一次直接分选出精煤、中煤、矸石三种产品，没有重复洗选，使重介工艺系统大大简化，次生煤泥较少； 但该工艺二段分选密度受一段分选密度的影响，不能任意调节。
2.2.3有压给料与无压给料的选择
根据给料方式的不同，重介质旋流器给料可分为有压和无压两种。有压给料是指入选原煤在混料桶中与重介悬浮液混合后用泵打入旋流器； 无压给料是指入选原煤与重介悬浮液分别从两个给料口给入旋流器，原煤靠自重从上部中心无压给入，循环工作悬浮液用泵以较高的压力切线 （ 或其他形式）给入。
选用哪种给料方式合适需根据具体煤质特点和厂区条件等因素进行选择，如神华集团包头矿业有限责任公司水泉选煤厂一车间采用有压三产品重介质旋器分选矿井煤，而二车间采用无压三产品重介质旋流器分选露天矿煤，目前两种分选工艺效果都比较好。
3.设备选择
设备选型是选煤厂设计的重要步骤，选型是否准确不但体现设计人员和设计本身的水平，而且关系到选煤厂投产后的生产情况和经济效益。
选煤生产属于“流水线”作业，设备选型必须整体全盘考虑，实现全厂设备的整体配套和可靠，防止“木桶效应”影响系统的可靠性。目前国产设备与进口或进口组装设备在使用寿命、运行效果、设备维护方面存在较大差异，进口设备明显优于国产设备。建议主要设备 （ 如振动筛、离心机、磁选机、浅槽分选机、螺旋分选机等）尽量选择进口或进口组装设备，这样可大大减少设备故障率，提高选煤厂经济效益。
选煤厂生产过程中原煤的数质量具有不均衡性，随时都可能产生波动。为保证选煤厂的正常生产，在设备选型时每个设备的选型依据应该是相对应作业环节的处理量乘以不均衡系数，没有特定条件的话，不均衡系数的选取均应按 GB50359—2005《煤炭洗选工程设计规范》规定执行。尤其是煤泥水系统的设备选型，不仅需要考虑煤的数质量流程，还要结合煤泥性质综合考虑设备型号，尽量将设备处理能力放大，以保证煤泥水系统不会影响选煤厂正常生产。
4.质量标准化工作
选煤厂质量标准化工作是生产管理、技术管理的基础，是实现安全生产的前提，也是建设现代化选煤厂的重要途径。选煤厂建设的各个环节必须符合国家法律、法规、规章、规程等相关规定，管理必须满足相关标准要求，以保证选煤厂后期的安全生产及保证职工生命安全。大多数选煤厂在建设初期对相关建设规定考虑较多，但忽略了安全质量方面的工作，以至于建成后的选煤厂达不到标准要求，给后期日常生产留下诸多隐患，甚至造成一定的人员伤亡或财产损失，许多私营选煤厂这方面问题更突出。目前，许多选煤厂建成后又投入大量资金进行整改，如电缆线路的整改、接地的整改、防爆的整改、防护的整改、各种设备保护的整改等，费时费力。这些问题必须引起建设单位的高度重视，做到事前控制，莫等 “亡羊”再 “补牢”。
5.结语
目前我国常规选煤工艺已较成熟，也部分引进了国外的优秀选煤工艺，但没有任何工艺及布置是通用的。一个合理优秀的设计思想应该注重产品定位，深入分析煤质资料，了解设备性能，充分考虑各环节与各系统的有机结合，使选煤工艺做到既能适应煤质与市场的变化，又有经济合理的投资，只有这样才能为企业创造最大的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1]郭牛喜，陶能进，李明辉.我国特大型现代化选煤厂设计的实践与展望[J].煤炭工程，2012（1）.
[2]郭琴红.选煤厂设计中几中常见选煤工艺的浅析[J].洁净煤技术，2009（3）.
[3]王宏，刘文欣，李合群等.模块式布置的混凝土结构选煤厂在我国的设计与应用[J].煤炭加工与综合利用，2006（3）.