选煤厂创优设计的总结与思考

郑均笛

(中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710054)

选煤厂创优设计的总结与思考

郑均笛

(中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710054)

通过总结选煤厂优秀设计的评选，结合我国煤质普遍特性及市场动向，对选煤方法的发展趋势进行了分析评价，并对选煤厂如何创新、如何开展选煤厂创优设计提出了几点建议，旨在提醒选煤厂设计者重视原煤煤质与产品用途分析，合理选择选煤工艺，更好地发挥选煤厂的投资效益。

选煤厂；选煤工艺；炼焦煤；动力煤；脱粉入选；创优设计

由中国煤炭建设协会组织的第十七届(2015年度)优秀工程设计评优已经结束。该次评优选煤专业(含煤炭物流、煤泥干燥)参评项目共29项，经专家初评、专家组集体讨论，最终评出一等奖8项(占27.6%)、二等奖16项(占55.2%)、三等奖5项(占17.2%)，其中：获得一等奖的主要是3.00 Mt/a及以上的炼焦煤选煤厂和5.00 Mt/a及(指块、末全洗)及以上的动力煤选煤厂。参评的29个项目中，选煤厂(含洗煤车间)共26项，总规模1.1亿t，决算总投资78.67亿元；煤炭物流两项，总规模2 500万t，决算总投资8.49亿元；煤泥干燥一项，决算总投资0.53亿元。笔者通过对本次评优进行总结，对创优设计提出一些看法，旨在与同行共勉，为煤炭洗选加工产业发展多出优秀设计成品，从而提升我国选煤厂设计水平。

1 选煤厂设计动向分析

1.1 选煤产业仍处于良性发展的阶段

选煤厂设计评优的主要条件是：项目审批立项手续合规；项目在可研阶段曾获得过省部级及其以上的优秀咨询奖项；具有一年以上的实际运行经历；业主单位要有实际运行效果的证明材料等。本次评优，选煤厂总规模达到1.1亿t,含煤炭物流、煤泥干燥总投资87.7亿元，充分说明煤炭行业对煤炭洗选加工、煤炭清洁高效利用更加重视。

1.2 选煤厂建设规模日趋大型化

本次参评的26座选煤项目中，建设规模10.00 Mt/a以上的选煤厂有4座，3.00～7.00 Mt/a的选煤厂有10座。选煤系统主要体现为设备大型化、系统简捷化、指标先进化、投资合理化的特点，同时从另一方面折射出我国大型洗煤设备运行的可靠度进一步提升，选煤设备“中国制造”的前景更加广阔。

1.3 炼焦煤选煤厂工艺设计更加合理

在评选的26座选煤厂中，炼焦煤选煤厂14座，选煤工艺以重介旋流器+TBS+浮选为主，基本体现以下特点：

(1) 脱泥无压重介三产品旋流器的选煤方法占主导地位。无压重介三产品旋流器脱泥入选，对粗煤泥单独分选，对于保证粗煤泥精煤灰分、降低介耗、防止重介系统“背灰”影响精煤产率均有好处，系统对煤质(特别是煤泥含量)变化的适应性更好，受到许多选煤工作者的青睐，因此新设计的大型炼焦煤选煤厂采用脱泥无压三产品重介旋流器选煤工艺的趋于增加。在今后炼焦煤选煤厂设计中，对无压三产品重介旋流器选煤工艺是采用脱泥还是不脱泥，要结合煤泥含量、矸石泥化、旋流器直径大小等因素，经充分论证、全面比选，制定出适合煤质的选煤工艺，尽量避免一些选煤厂刚刚投产就进行不适应环节改造情况的发生，以免增加项目建设投资，甚至出现影响正常生产的不利因素[1]。

(2)炼焦煤选煤厂选前机械预排块煤中的可见矸石已经成为发展趋势，参评项目炼焦煤选煤厂多数采用机械预排块煤中的可见矸石。炼焦煤洗选时入选上限一般为50 mm，因此系统设计中需要将>50 mm粒级的煤和矸破碎到50 mm以下。随着我国采煤机械大型化、煤矿实现高产高效和井下无人工作面的推广，出井煤含矸量增加较多，>50 mm粒级人工拣矸已不适应时代发展的需要。对于泥化严重的矸石，破碎后矸石比表面积增加很大，会带来加速泥化的后果，对分选悬浮液稳定性，降低煤泥水系统运行成本，减少高灰细泥对精煤的污染，降低介耗等均不利，而增加选前机械预排块煤中的可见矸石工艺，可以较好地克服这一弊端。选前机械预排矸工艺常用的有动筛、空气跳汰、重介浅槽。厂型小可采用动筛或空气跳汰，厂型大宜采用重介浅槽。采用重介浅槽预排矸，要简化工艺，不能套用动力煤重介浅槽洗选工艺，要充分体现环节少、系统简单的特点。有些厂50 mm以上重介浅槽预排矸入选前还采用脱泥筛工艺，显然是投资高、系统复杂的排矸工艺，不宜大力提倡或模仿设计，对此应引起设计工作者的注意[2]。

1.4 选煤厂主厂房结构形式有待进一步优化

本次评选中，主厂房采用钢结构的比较多。钢结构厂房的主要特点是建设工期明显缩短，现代化观感明显增强，但钢筋混凝土结构具有保温效果好、振动小、维护费用低的优势，在工期要求不紧张的情况下，主厂房钢筋混凝土结构又受到寒冷地区的青睐。2000年以来，随着国外模块化厂房的引进，选煤厂主厂房采用钢模块、钢框架结构的比较多，在建设和投产初期，这类厂房美观的优点突出，但作为水洗(含重介)洗煤车间，常年处于潮湿状况，加之煤中硫的腐蚀、水质的影响及钢构加工喷砂除锈的不到位，钢结构厂房腐蚀生锈严重，维修量增加，有些厂运行几年就需花费数百万元对厂房重新刷漆维护，不仅增加费用，而且影响正常生产。因此今后新设计的选煤厂，在主厂房结构形式选择上要结合地区温度、煤的硫分含量、水质、建设工期、服务年限和投资进行全面分析，比较后再确定。钢筋混凝土厂房设计要消化学习钢模块化厂房的特点，不断向模块化、混合化(钢筋混凝土和钢结构结合型)靠近，以进一步创新和优化选煤厂主厂房设计。

1.5 动力煤选煤厂脱粉入选工艺值得大力提倡

随着驰张筛等新型深度筛分设备的出现，若动力煤末煤需要入选，采用脱粉入选比较经济合理[3]。我国一些选煤厂原设计末煤全部采用水洗，不仅导致煤泥量大、产品水分高，并且加工的产品煤由于煤泥和末煤水分的增加，发热量提高极为有限，综合经济效益并不明显。宁东、晋城一些选煤厂改为脱粉入选后，煤泥量减少40%，取得了较好的效果。

随着煤炭价格断崖式下跌，煤炭企业普遍面临经营困难的不利局面，降本增效已成为煤炭行业企业管理者的主音，因此煤炭洗选加工也要优化设计和生产组织，降低加工成本。我国煤炭50%左右用于火力发电，发电用煤洗选后市场竞争力并不明显。动力煤全部入选煤泥量大，生产成本高，经济效益相对较差，已不宜大力推广。建议在动力煤末煤洗选工艺选择中，要结合目标市场，进行认真的技术经济比较，确定合理的加工工艺，以防止不必要的“过度”无效益洗选[4]。

1.6 投资控制进一步理性化

项目建设估算超概算、概算超决算，一直是企业管理者“头疼”的事情。本次选煤厂评优体现出的主要特点之一是：投资控制效果良好。多数项目决算低于概算，个别项目虽有超概算现象，但均在合理控制范围之内。不少项目表现出总承包投资省、工期短、见效快的优势。

1.7 追求“高大上”的观念要进一步淡化

本次评优除个别项目个别设备进口外，基本选用国产一流设备，体现了洗煤设备“中国制造”的宏观发展战略。洗选设备进口存在价格高，售后服务差于国内，备件价格昂贵等弊端。在神东、准格尔、内蒙纳林河矿区，也出现过进口设备的重大质量事故，对生产也造成了一定影响。陕西彬县下沟选煤厂，进口筛子的轴承损坏后，购买进口备件价格高、供货慢，该厂选用洛阳轴承厂产品替代后，不仅价格降低、寿命也优于进口。该厂原设计采用进口渣浆泵，由于备件昂贵，目前已全部更换为国产设备，有效地降低了生产成本。重介浅槽设备结构简单，同型号进口设备价格高于国产两倍以上，通过对哈尔乌素选煤厂调研，该厂7.9 m浅槽有进口和国产两种，现场反应使用效果一样。因此在煤炭市场低迷的环境下，应淡化对选煤厂进口设备的迷恋，关键部件进口、国产设备，已能够为我国大型、特大型选煤厂配套。

1.8 煤炭项目建设优胜劣汰势在必行

尽管煤炭行业面临产能过剩、煤价下滑、企业亏损的严峻形势，但资源条件好、煤质优良、高产高效的项目仍然具有盈利效果好的优势。国家新近出台一系列政策，从供给侧化解煤炭产能过剩、逐步遏制企业效益严重下滑的局面。笔者建议放缓或停止煤层赋存条件差、硫分高的煤矿项目审批建设是十分必要的。有些新建煤矿，原煤有机硫含量高，煤炭洗选加工后硫分仍然超过1%，热值也无明显优势，必然带来投产后煤炭售价低、市场竞争力差、销售困难的结局，投产之日就是亏损之时，设计再好，效益仍然很差，项目还本付息困难重重。在当前煤炭产能过剩的形势下，这种项目不应继续投资建设。

2 几点建议

(1)选煤厂技术创新总结有待提高。通过近年来选煤技术的发展，选煤工艺趋于定型化，关键是要进行环节创新。从近年来选煤厂设计方面分析发现，选用现有成熟工艺的多，结合煤质与目标市场的创新少；大系统布置合理化程度需要进一步提高，环节创新程度还需进一步加强。有些项目在一些设计环节中有创新点，但总结不出来。大多数上报材料在设计特点总结中的普遍用语是：选煤方法合理、产品结构灵活、自动化程度高等，这些都是当今选煤厂设计应该和能够做到的。现代选煤厂设计需要用细节创新、环节创新、手段创新、低成本创新来提升选煤厂的整体水平。在当前选煤大工艺系统趋于定型化的背景下，要采用“滴水成河”的思路，实现“万众创新”，只有这样逐步积累、相互学习和借鉴，才会使我国选煤整体水平进一步提高。

(2)市场是决定项目建设的指路灯。随着煤炭产能过剩、价格下滑压力的加大，项目建设的目标市场分析尤为重要，它对选煤工艺选择、产品结构确定关系密切。市场分析涉及到自身煤质特性、区域环境、地理位置、同行竞争等诸多因素。在选煤厂设计中，一些动力煤选煤厂设计结合目标市场程度不够，有些选煤厂设计受到业主“以不变应万变”思路的影响，选煤工艺设计大而全，势必造成项目投资高、财务成本高、经济效益差的结局。如果选煤厂按“过度加工、过度增加仓储、过度加大设备型号”进行设计和建设，那么投产后就会出现系统利用率低、停运设备多的情况，不仅造成投资浪费，也使选煤成本上升，对此应引起设计和建设单位的足够重视。

(3)为了促进选煤厂生产管理上水平、增效益，中国煤炭加工利用协会制定了优质高效选煤厂评选标准，该标准结合不同选煤工艺和建设规模，对选煤厂电耗指标、全员效率等均有明确要求。优秀选煤厂设计应和优质高效选煤厂相关内容对接，但有些参评项目，设计指标低于优质高效选煤厂评选标准确定的指标，因此今后设计要对标优质高效选煤厂评选标准，从设计角度为建设国内一流、国际先进选煤厂打基础。

(4)选煤厂运行证明材料是项目评优的重要依据之一。但不少报优材料的运行证明普遍存在空话、大话多，实际运营数据及关键生产指标少的问题，还有待进一步改进。

3 结语

选煤厂创优设计是实现其优质、高效、绿色运行的基础条件，认真分析煤质、合理对接市场，选择合适的选煤工艺、性价比高的洗选设备、流畅的工艺系统布置且体现出投资少等特点，是优秀选煤厂设计的基本条件。我国是世界选煤大国，选煤厂设计技术力量雄厚，认真总结设计中的经验及教训，重视环节创优、细节创新，再配合选煤厂管理上水平，未来必将会涌现出大批世界一流的现代化选煤厂。

[1] 苏怀东，赵 伟，朱守其，等.原煤预选脱泥与不脱泥重介工艺在高庄洗煤厂的应用对比[J].选煤技术，2015(6)：37-40.

[2] 杨瑞峰，卫中宽，张树森，等.四粒级选煤工艺的研究与应用[J].煤炭加工与综合利用，2015(9):55-57.

[3] 谭兴富，卢 军，孔 鹏. 动力煤选煤厂脱粉入洗研究[J]. 煤炭加工与综合利用,2015(3):60-62，65.

[4] 朱子祺. 哈拉沟选煤厂脱粉入洗效益分析[J]. 煤炭加工与综合利用, 2014(4):4-7.

A summary of and a few remarks on excellent innovative coal preparation plant design schemes

ZHENG Jun-di

(Xi'an Design and Engineering Co., Ltd., China Coal Engineering & Technology Group, Xi'an 710054, Shanxi, China)

Following a summary of the notes and commentaries on the excellent innovative coal preparation plant design schemes chosen through examination and general appraisal, and in the light of the general characteristics of the property of the raw coal as well as the market trend in China, the paper presents an analysis and evaluation on the developing trend of the coal preparation methods. For the purpose of remaining coal preparation plant designers to attach great importance to coal property and the use of coal products, several suggestion are made on the approaches for making innovative and excellent design of coal preparation plants, with an aim to helping realize rational selection of coal washing process and improved economic result for plants.

coal preparation plant; coal washing process; coking coal; power coal; cleaning of deslimed feed; excellent innovative design

1001-3571(2016)04-0077-03

TD948.1

A

2016-05-18

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.021

郑均笛(1955—)，男，陕西省咸阳市人，煤炭行业设计大师，教授级高级工程师，从事选煤工艺设计工作。

E-mail：930865362@qq.com Tel：029-87850727、13609296137(请择其一公布)

郑均笛. 选煤厂创优设计的总结与思考[J]. 选煤技术,2016(4):77-79，92.