模块选煤厂的发展

武乐鹏

（山西煤炭职业技术学院 化工系，山西 太原 030031）

我国是以煤炭为主要能源的国家，大力发展洁净煤技术，以煤炭洗选为源头，以煤炭高效清洁利用为核心，以加大煤炭转化、优化终端能源结构和控制污染为目标，将成为煤炭加工利用的主要内容。

1 模块选煤厂的发展趋势

近年来，我国加快促进选煤行业的发展，现有不同规模和形式的选煤厂2 000多座，入洗能力达6.2亿t/a以上。1956年我国开始自行设计建造第一座选煤厂，目前为止，我国选煤厂从选煤方法、工艺流程、洗选技术都在持续地发展、进步、完善。

当前，选煤厂厂房结构形式有钢筋混凝土结构和模块结构两种。钢筋混凝土结构是传统形式，以前的选煤厂多用这种模式。模块结构选煤厂是较新颖形式，最近几年建设的选煤厂已用这种模式。

模块选煤厂是由一个或者多个洗选单元组成，每个单元为一独立系统。根据客户要求和现场需要，在满足工艺设计要求的情况下，可以增减洗选单元，对模块进行优化组合，从而提高系统的处理能力，降低吨煤投资费用，缩短建设工期[1]。模块选煤厂技术是由美国朗艾道公司于1997年首先引进中国，1999年我国第一座模块选煤厂——晋城矿务局成庄矿选煤厂建成投厂，随后我国建成了三汇坝、马脊梁选煤厂等；模块选煤厂在我国开始推广使用[1]。

1.1 模块结构与钢筋混凝土结构的分析

钢筋混凝土结构是传统厂房形式，主要用钢筋和混凝土现浇框架结构，便于就地取材，抗震效果比较好，造价偏低、节省投资，结构稳定不需维护。缺点是施工时间长，需要现场施工养护；结构梁柱跨距较大，厂房占地面积大，设备之间联系不方便；厂房扩建时的施工改造较难[2]。

1）模块选煤厂外部用钢结构包装，厂房占地面积小，土建施工少，工期短。现场直接安装，只需要一台吊车吊起各个框架，按照工艺流程图的位置和顺序安装，采用螺栓等固定，安装简单，相比钢筋混凝土结构的建设周期缩短一年左右；厂房占地面积小，结构紧凑，布置合理，空间利用率高，设备维护检修方便，设备台数少，工艺系统简单灵活。对比：钢筋混凝土结构选煤厂的土建施工量大，大多数工程需在露天进行，受季节和环境影响较大，建设时间长，厂房占地面积大。

2）模块选煤厂主要分选设备引进国外先进技术，系统简单，自动化程度高，设备的检修和维护时间较少。生产管理实现自动化，单台设备大型化，系统处理能力大，操作管理人员少，生产运行成本低，可以适应不同的煤质，分选效率高，产品质量稳定。对比：钢筋混凝土结构选煤厂的设备比较落后，机械化、自动化程度低。例如，入料性质改变、机械设备的先进程度、操作人员的技术水平等都会影响产品质量。

3）模块选煤厂机械化、自动化程度高，操作管理人员少，管理灵活方便，机构简单，可以大大提高劳动效率。对比：钢筋混凝土结构选煤厂设备分层布置，需要专门的操作司机负责，楼层之间间隔不利于设备的看护和维修，管理人员多，生产效率低。

4）分选工艺方面。模块选煤厂的分选下限为1.5 mm，1.5～0.1 mm煤泥可以通过螺旋分选机和水力旋流器进行分选；分选下限可降到0.1 mm，基本可以实现全部入洗。分选成本低，设备维护检修量少，精煤回收率高、且灰分较低，从而保证精煤质量指标。对比：钢筋混凝土结构选煤厂采用跳汰分选时，分选下限为0.5 mm，0.5～0 mm煤泥经过浓缩过滤脱水后掺入精煤，分选成本较高，日常维护检修量大。当原煤较难选、煤泥灰分偏高或矸石容易泥化时，精煤灰分、水分等质量指标都难以保证。

5）模块选煤厂的主要设备从国外进口，产品脱介脱水筛、原煤脱泥筛多采用香蕉筛，脱水脱介脱泥效果好，技术指标先进可靠。对比：钢筋混凝土结构选煤厂的原煤脱泥、产品脱介、分级等多用直线振动筛或弧形振动筛，脱泥脱介效果较差，成本较高。

6）模块选煤厂采用自动化控制系统，电气设备多用国外知名品牌产品，提高了控制系统的操作精确度和可靠性。对比：钢筋混凝土结构选煤厂的电气系统采用接触器-继电器模式，保护性能较差，电气事故较多，启车采用PLC系统集中控制，检修维护时更换组件较麻烦。

7）模块选煤厂楼层之间采用网格板相互隔开，方便设备的拆卸、检修，便于清理卫生，可以改善作业环境。整套系统是组合而成的，方便迁移。对比：钢筋混凝土结构选煤厂对于大型设备的安装、起吊、检修较麻烦。因为厂房分层，需要各层单独清理卫生，作业环境较差。

8）模块选煤厂的各种大型设备布置在不同的平台上，降低了厂房的高度，减少占地面积，从而降低了煤泥、水、介质等流体的输送高度，缩短设备间的溜槽和管路，降低吨煤的投资费用和吨煤电耗等。主厂房地板采用网格板，电气设备防护级别为IP55以上，可用水直接冲洗厂房。厂房内的跑冒滴漏水和冲洗车间水可沿着有坡度的地面流至集中水池，用泵输送至介质桶等地，方便生产。对比：钢筋混凝土结构选煤厂占地面积大，设备分布在不同的楼层，管路和溜槽需要穿过楼层，布置较复杂，生产管理不便；厂房内容易发生跑冒滴漏，清扫较麻烦，工作环境较差。

1.2 结构分析小结

综上所述，模块选煤厂具有工艺流程简单、自动化程度高、操作维修方便、分选效率高、吨煤投资费用低等优点，是先进的选煤工艺，也是选煤行业发展的新方向；它在施工时间、工艺布置，生产成本、操作维护等方面都有传统选煤厂无可比拟的优越性，值得推广应用。

2 模块式选煤厂实例

晋城矿务局成庄矿的模块选煤厂，1998年5月开始施工，1999年5月投产使用，年设计能力210 Mt，分选设备采用进口的两产品重介旋流器分选，入洗0～13mm原煤。

该厂工艺流程：采用直径1.15 m两产品重介旋流器作为主洗设备，0～13 mm原煤经预先分级筛筛分，筛上物进入混料筒与合格介质混合，进入旋流器分选。旋流器分选出重产物和轻产物。重产物矸石经矸石脱介筛脱介后外排，轻产物精煤先经精煤脱介筛脱介再经离心机脱水后输送至精煤仓。脱泥筛筛下水用泵输送至水力旋流器进行分级，溢流至浓缩机，底流给入高频筛回收粗煤泥，筛下水返回煤泥水桶。介质回收系统采用一段磁选方式；补加介质时，用水力冲洗磁铁矿粉使之与水混合自流至集中水池，用泵输送至分级旋流器进行分级，底流粗颗粒进入球磨机进行研磨，溢流细粒进入稀介质桶。煤泥水采用浓缩压滤工艺。

模块选煤厂工艺流程简单，主厂房设备多用大型单台设备，所需设备台数少，设计合理、运行稳定可靠，产品质量稳定，并有以下优点[4]：

1）采用直径1.15 m大直径重介旋流器作为分选设备（一般采用多台小直径重介旋流器并联方式），可以克服多台旋流器给料不均匀的现象，且可减少设备间的管路和溜槽。

2）采用大型香蕉筛脱介（一般多用弧形筛和直线振动筛组合脱介）。实践经验表明，香蕉筛的脱水脱介能力和处理能力远远高于传统的弧形筛和直线筛组合，且耐磨损、使用年限长。

3）生产设备多用大型化、单台化，没有在线备用，从而减少设备台数、减少占地面积、降低固定投资。

从总体看，成庄矿的模块选煤厂流程设计较合理，分选设备性能优良，介质系统控制精确，系统运行稳定，维修操作方便，管路、溜槽、物料桶等耐磨损，产品质量符合要求，自动化程度高，操作管理人员少，设计理念先进新颖，整体性能属于国内领先水平。

3 结束语

模块选煤厂是较合理的模式，应在我国发展模块选煤厂，因为[3]选煤厂设计施工工场化，建厂速度快，施工周期短，可在较短时间内建厂投产，适应市场要求。系统灵活方便，可按实际情况，合理布置模块。厂房体积小，固定投资费用少。分选设备多用国外进口设备，产品质量稳定，操作管理人员少，生产效率高，可以提高经济效益。单台大型化设备的使用（如香蕉筛、大直径重介旋流器、磁选机），减少了选煤厂的设备台数，简化了工艺流程，节约了厂房占地面积，降低了基建费用和生产成本，从而提高经济效益。

[1]刘正.模块选煤厂的应用实践[J].煤炭加工与综合利用,2003(4):20-22.

[2]郝耀伟.重介模块选煤厂和跳汰传统选煤厂优劣分析[J].煤，2006，15（6）：50-51.

[3]牛海金，张新民.我国首座模块式选煤厂分析[J].煤炭加工与综合利用，2000（6）：1-5.

[4]洪霆，蒋德胜.成庄矿选煤厂模块主厂房设计特点[J].选煤技术，1999（4）：31-33.