黄玉川矿井洗煤厂工艺设计浅析

2016-01-18谭兴富,孔鹏

山西焦煤科技 2015年3期

关键词：煤质市场需求特征

·技术经验·

(E-mail)txfhuayu@163.com

黄玉川矿井洗煤厂工艺设计浅析

谭兴富，孔鹏

(中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司，河南平顶山467002)

摘要介绍了黄玉川煤矿4`#与煤层的煤质特征，分析了原煤的可选性，结合市场需求情况，确定了以火力发电用煤为主的产品结构；从技术、经济角度综合考虑，制定了块煤浅槽+末煤无压三产品重介旋流器+煤泥压滤回收的洗选工艺，这种工艺具有洗选系统先进、生产方式灵活性强、设备可靠、产品结构丰富的特点。黄玉川矿井洗煤厂自投产以来，生产状况良好，商品煤产率高,各项经济技术指标达到设计要求。

关键词动力煤；煤质；特征；市场需求；选煤工艺

收稿日期：2015-01-13

作者简介：谭兴富(1984—)，男，四川射洪人，2007年毕业于黑龙江科技学院，工程师，主要从事选煤厂设计工作

中图分类号：TD928

文献标识码：B

文章编号：1672-0652(2015)03-0007-04

AbstractIntroduces the coal quality properties of 4`# and 6`# upper coal seam in Huangyuchuan coal mine and analyzes raw coal washability. Defines the product structure which is sold to the coal-burning generating plant in order to adapt to the market. The preparation process is set out from technique and economy，the final preparation process includes lump coal shallow slot, dense medium cyclone for fine coal non-pressure three-product and chamber pressure filter for coal slime. The process has the characteristics of advanced systems, flexible production methods, reliable equipment and a variety of product structures. Since the Huangyuchuan coal preparation plant has been put into operation, production has been smoothed, and the yield of commercial coal is high, all economic and technologic indexes for production and construction are in accord with design requirements.

黄玉川矿井选煤厂隶属于神华亿利能源有限责任公司，为黄玉川矿井配套洗煤厂,设计生产能力10.00 Mt/a，选煤厂位于神华准能公司哈尔乌苏露天煤矿储煤场与铁路装车环线之间，2011年开工建设，2012年建成投产[1]。

1原煤煤质特征与市场需求

1.1粒度特性

按照国标GB/T477-2008对原煤进行筛分试验，并依据统计得到的矿井毛煤灰分对筛分资料校正，校正后作为设计的筛分资料。校正后的原煤筛分试验结果表见表1.

4#原煤+13 mm产率为46.22%，粗粒级含量较多，说明机械强度较高；各粒级灰分随粒度减小而降低，有波动现象。灰分最高的粒级为+100 mm级，灰分为57.59%；灰分最低的粒级为1.5～0.5 mm级，灰分为30.55%，+3 mm粒级灰分均较高，说明在+3 mm各粒级中混入矸石较多。原生煤泥含量为7.57%，说明该矿区煤较硬，不易粉碎；原生煤泥灰分为33.09%，较原煤灰分明显偏低，说明矸石可能泥化不明显，但需泥化试验数据验证。

表1原煤筛分试验结果表

1.2密度特性

按照国标GB/T 478-1987《煤炭浮沉试验方法》和GB/T 16417-2011《煤炭可选性评定方法》对原煤进行浮沉试验，依据筛分试验数据校正浮沉实验结果，校正后的试验结果作为最终绘制可选性曲线的材料，最终得到图1，2，3，4.

图1　4 #煤+25 mm粒级可选性曲线图

图2　4 #煤25～0.5 mm粒级可选性曲线图

图煤+25 mm粒级可选性曲线图

图煤25～0.5 mm粒级可选性曲线图

从图1，2可以看出，λ曲线比较陡峭，说明煤炭中有机质可燃体与矸石矿物微细而致密地结合，低密度级含量少，中、高密度级含量高，通过分选排矸能降灰，提高产品发热量；但生产低灰精煤时可选性为极难选，精煤产率较低，经济效益差。25～0.5 mm粒级可选性曲线中λ曲线较+25 mm粒级可选性曲线中平缓，25～0.5 mm粒级有机质可燃体与矸石矿物解离较好，可选性增强[2]。

从图3，4可以看出，λ曲线上段较陡峭，低密度级含量高，灰分低且质地均匀，下段位置较低且平缓，说明矸石含量少且纯。25～0.5 mm粒级可选性曲线这种趋势更明显，从图4来看，分选密度为1.3～1.4 kg/L时，+25 mm粒级块精煤产率低，25～0.5 mm粒级末精煤产率相对较高且能生产低灰精煤[2]。

1.3市场需求与产品结构

黄玉川矿井煤的牌号为长焰煤，属中灰分(21.48%)、高挥发分(37%)、低硫分(0.76%)、低磷、一级含砷、特低氯煤，中高热值煤，二氧化碳反应性较差，抗碎强度高，是良好的民用及动力用煤。黄玉川煤矿选煤厂产品主要用于火力发电，用户为东部沿海电厂、海外用户以及周围电厂。因此，针对市场需求，设计制定以下主要商品结构：

1) 优质动力煤：粒度50～0 mm，Qnet.ar>20.083～22.175 MJ/kg，供东部沿海电厂或出口。

2) 一般动力煤：粒度50～0 mm，Qnet.ar≥18.828～20.083 MJ/kg，供区内电厂。

3) 矸石：外排至矸石堆放场，与哈尔乌素选煤厂矸石一起储存以便日后综合利用。

4) 煤泥：既可以掺入产品，也可以落地晾干后地销，供区内电厂。

选煤厂还需具备先进配煤技术，以应对市场变化和客户要求，实现产品发热量(Qnet.ar)在18.828～22.175 MJ/kg的“无级调灰”功能。

2选煤工艺的制定

结合煤质特征以及市场需求，确定采用工艺为：200～25(50) mm级块煤入重介浅槽分选，-25(50) mm级末煤部分脱粉(或全部入洗)无压三产品重介旋流器分选工艺，0.5～0 mm煤泥采用沉降过滤式离心机、压滤机联合回收。考虑到原煤波动的问题，为了提高块末煤系统的适应性，要求洗选系统能够具备全部入洗的能力。末煤考虑全部入洗或6(8)mm部分脱粉入洗，脱粉量按照入旋流器量的25%考虑，末煤系统可以不开车或部分末煤系统开车，每套系统相对独立，生产方式灵活。黄玉川矿井选煤厂生产工艺简图见图5.

图5　黄玉川矿井选煤厂生产工艺简图

3工艺设计特点

3.1末煤系统采用选前干法脱粉工艺

黄玉川矿井选煤厂末煤分选系统在入重介旋流器前经过3台分级筛6(8) mm干法脱粉，能避免粉煤进入洗选系统后系统中产生次生煤泥，减少分选系统中的总煤泥量，提高了分选精度和分选效率；细煤泥的减少降低了产品脱水的难度，避免动力煤产品掺配后的质量波动；脱粉后入选粒级范围变窄，减少分选中的错配现象，提高分选设备的分选精度；脱粉后系统入洗量较少，可适当减少基建、设备的投资，减轻煤泥水系统的负荷，降低生产成本[3-6]。

3.2块煤系统采用选前脱泥工艺

块煤在入浅槽分选机分选前采用3 mm直线振动筛脱泥，减少可进入块煤介质系统的煤泥量，一方面提高了分选精度和分选效率；另一方面重介系统煤泥量减少，分流量减少，降低了介耗[7]。

3.3块、末煤系统介质回收系统独立

块、末煤煤质不同，分选密度也不同，块煤系统中磁选尾矿中粗煤泥与块煤脱泥筛下物经过分级脱水后掺入末原煤，可直接经过脱粉筛筛分作为产品，也可进入末煤系统分选；末煤系统中磁选尾矿经过分级脱水后掺入末中煤产品。

3.4两段浓缩两段回收工艺

浓缩旋流器溢流、煤泥脱水筛筛下水及高频筛筛下水等均进入一段浓缩机处理，底流去沉降过滤式离心机处理，离心脱水液与一段浓缩机溢流自流入二段浓缩机处理；二段浓缩机底流转至压滤机，溢流返回主厂房循环使用。为改善煤泥水在浓缩机中的沉降性能，设有有机和无机两种药剂全自动加药系统，并具有煤泥水浓度自动检测功能。4座浓缩池布置可根据实际洗水浓度情况，实现单独、串联或并联同时使用。采用两段浓缩两段回收工艺能保证煤泥场内回收、洗水闭路循环和清水洗煤[8]。

3.5设备选型合理、自动化程度高

设备选型时要求设备具有技术先进、高效低耗、可靠性强、大型化的特点，主要关键机械、电气设备选择国内外大型高效设备，其余采用国内知名厂家的先进可靠设备；减少备品备件的种类，以利设备的维修；设备选型时，在保证设备性能的前提下，尽量做到同类设备采用一种规格或尽量减少不同规格品种的数量；为保证选煤厂自动化水平，实现在线自动检测和监控，减轻工人劳动强度，设计中合理设置皮带秤、灰分仪、采样机。

3.6生产方式灵活、产品结构丰富

4选煤厂生产数据

黄玉川矿井选煤厂2013年7月15日完成了带煤调试工作，2014年11月4日顺利通过项目预验收。截止2014年10月31日，累计入洗原煤204万t，商品煤产量达到144万t，回收率为71%，产品发热量达到19.049 MJ/kg，各项技术指标如电耗、介耗等均达到设计要求。各项生产指标统计表见表2，各项技术指标统计表见表3.

5结论

黄玉川矿井选煤厂在设计过程中，通过分析入选原煤煤质特征，充分考虑产品定位以及客户需求，从原煤准备、分选工艺和商品煤配煤等角度保证生产方

表2黄玉川矿井选煤厂生产指标统计表