龙华选煤厂降低洗末煤水分的方案探索

2016-01-19史培宁李毅红赵育杰包永红陈警卫

选煤技术 2016年3期

史培宁，李毅红，赵育杰，包永红，陈警卫

(中煤西安设计工程有限责任公司，陕西西安 710054)

陕西榆林龙华选煤厂是一座设计能力为6.00 Mt/a的动力煤选煤厂，按照工作制度330 d/a、16 h/d计算，生产系统设计能力为1 306 t/h；洗洗工艺为100～13 mm粒级由浅槽重介质分选机分选、13～1.5 mm粒级由重介质旋流器分选、1.5～0 mm粒级由螺旋分选机分选的联合工艺。入选原煤属于低灰、特低硫、特低/低磷、低氯、中高/高热值、中高/高挥发分、较低灰熔点、强结渣性的长焰煤和不粘煤，产品主要为100～20 mm粒级洗块煤和20～0 mm粒级洗末煤，其中洗块煤产品主要作为煤化工原料。

该选煤厂的洗末煤主要作为动力用煤，这对水分和发热量等指标要求较高。自建成投产以来，洗末煤水分一直居高不下，从2015年12月11—13日的统计数据可知，其水分为16.60%～18.12%，处于较高水平。据测算，商品煤的全水分每增加1个百分点，其发热量下降 250～335 J/g，故全水分越高，商品煤的发热量越低，其质量越难满足用户要求。这不但导致商品煤销售价格下降，而且严重影响客户群体的稳定性；加之该选煤厂位于高寒地区，冬季洗末煤易冻结，造成装卸困难。因此，必须探索有效的降水方案，提高洗末煤的质量。

1 存在问题与原因分析

1.1 存在问题

龙华选煤厂的洗末煤主要由三部分组成：浅槽精煤脱介筛前、分级后的20～13 mm粒级浅槽末精煤(以下简称“浅槽末精煤”)，平均水分为17.16%；末精煤离心脱水机脱水后的13～1.5 mm粒级重介末精煤(以下简称“重介末精煤”)，平均水分为16.76%；粗精煤离心脱水机脱水后的1.5～0.35 mm粒级螺旋粗精煤(以下简称“螺旋粗精煤”)，平均水分为21.91%。不同组分检测结果详见表1。

表1 洗末煤各部分的水分检测结果

1.2 原因分析

1.2.1 浅槽末精煤

原设计中原煤分级脱泥选用1台3673双层香蕉筛，上下层筛板的筛孔均为圆形，孔径分别为13、1.5 mm。生产实践表明，一台该型号的分级脱泥筛不能满足生产要求。为此，将上层筛板的孔径调整为20 mm，按照该孔径进行核定，并结合生产系统设计能力，如果要保证干法筛分效率达到80%或湿法筛分效率达到90%，应选用1.2台3673双层香蕉筛或1台4373双层香蕉筛。

由于原煤分级脱泥筛选型偏小，导致筛分效率较低，如果要达到设计能力，筛机的筛分效率达不到80%，导致大量<20 mm粒级末煤进入块煤系统。2015年的生产报表、块煤销量、皮带秤计量等数据表明：>20 mm粒级块煤率平均值在30%左右，其余70%为末煤和煤泥。即使按照80%的筛分效率计算，混入块煤系统的末煤量(扣除1.5 mm粒级煤泥)也在130 t/h左右。

这部分末煤经浅槽重介质分选机分选后，在3673单层香蕉筛上完成脱介、脱水、分级作业。该筛机的筛板材料为聚氨酯，筛板共有六段，其中五段(筛孔尺寸为1.5 mm)用于脱介，一段(筛孔尺寸为20 mm)用于分级。由于兼具脱介和分级的任务，致使脱水段筛板的有效段数仅有五段，脱水面积仅为21.60 m2，脱水能力严重不足。此外，采用香蕉筛作为脱水的把关设备，产品水分普遍偏高，即使以1.5 mm进行脱水，末煤产品外水也在16%以上；如果生产系统按照设计能力1 306 t/h运行，产品水分会更高。

1.2.2 重介末精煤

由表1可以看出，卧式振动卸料离心脱水机的入料量越小，重介末精煤水分越低；反之，其水分越高。综合考虑入料量和产品水分，该离心脱水机的最佳处理能力在100～120 t/h之间，此时产品水分在8%左右。按照目前的统计结果，该离心脱水机的入料量为180 t/h时，产品水分最高为18.12%；当末煤系统按照设计能力生产时，其入料总量约为450 t/h，即每台离心脱水机的处理量为225 t/h，产品水分无法控制在合理的范围内。

1.2.3 螺旋粗精煤

目前，该选煤厂的1.5～0.35 mm粒级粗精煤采用两台φ1 200 mm的立式刮刀卸料离心脱水机脱水，该离心脱水机的处理能力在35～50 t/h之间。从检测结果(表1)来看，螺旋粗精煤水分在20.41%～22.58%之间，基本满足要求。但是目前全厂实际生产能力最大仅为1 000 t/h，如果按照设计能力生产，<1.5 mm粒级粗煤泥量至少增加1/3；根据初步估算，每台离心脱水机的处理量大于50 t/h，这将使产品水分更高。

2 降水方案探索

2.1 浅槽末精煤降水方案

为了降低浅槽末精煤的水分，结合现场实际情况，分析有关设备的脱水性能，建议块煤分选系统精煤分级段的<20 mm粒级末煤，采用离心脱水机作为脱水的把关设备。依据实际生产经验，卧式振动卸料离心脱水机的最佳处理能力在100～120 t/h之间，按照设备入料量130 t/h考虑，需要增设1台φ1 500 mm的该型离心脱水机。

2.2 重介末精煤降水方案

该选煤厂的末煤系统按照设计能力生产时，进入卧式振动卸料离心脱水机的末精煤总量约为450 t/h，为了保证整个生产系统的处理能力和末精煤产品水分，在末精煤离心脱水机处理能力按照120 t/h左右核定时，需要增加2台卧式振动卸料离心脱水机。

2.3 螺旋粗精煤降水方案

当该选煤厂的粗煤泥分选系统按照设计能力生产时，进入离心脱水机的粗精煤总量约为100 t/h，而当前的设备处理能力无法满足生产要求，在煤泥离心脱水机处理能力按照35 t/h左右核定时，需要增加1台立式刮刀卸料离心脱水机。

3 降水效果预测

根据实际生产经验和设备性能，浅槽末精煤经增加的1台卧式振动卸料离心脱水机脱水后，预计产品水分为14.50%；重介末精煤经增加的2台卧式振动卸料离心脱水机脱水后，预计产品水分为15.00%；螺旋粗精煤经增加的1台立式刮刀卸料离心脱水机脱水后，预计产品水分为20.00%。

在对洗末煤采取降水措施前，系统生产能力最大仅为1 000 t/h，即使在延长工作时间的条件下，洗末煤产量仅能达到3.44 Mt/a，其水分为17.57%，预测发热量为23.66 MJ/kg。在对其采取降水措施后，预计该选煤厂的生产系统可以满负荷运行，洗末煤产量可以达到3.59 Mt/a，预计综合水分为15.64%，发热量为24.14 MJ/kg，洗末煤的数质量均会有所提高。根据目前的市场价格预测(表2)，每年可增加销售收入约0.72亿元，经济效益明显提高。