陈四楼选煤厂实现洗选效益最大化的实践

汤秋林，王 周

(河南能源永煤集团股份有限公司 陈四楼选煤厂，河南 永城476600)

陈四楼选煤厂隶属于永煤集团股份有限公司，是一座矿井型无烟煤选煤厂，于1997年11月建成投产，原设计能力为2.40 Mt/a，近年来，随着生产工艺的改造，该厂处理能力提升至4.50 Mt/a。陈四楼选煤厂直接入选陈四楼煤矿的原煤，洗选工艺采用原煤跳汰+煤泥浮选的联合工艺,即原煤经过筛分、破碎准备工艺后，进入跳汰工艺，再经筛分脱水后，生产出中块、小块、粒煤、末原煤和末精煤等高附加值产品，跳汰筛下水进入煤泥浮选，尾矿进行压滤。

在当前煤炭产能供大于求，整体经济发展缓慢的情况下，不断提高企业产品效益，降低生产成本是保障企业生存的必行之路，也是企业能否盈利甚至生存的根本[1-2]。因此，选煤厂应提高对矿井原煤的入选能力，提升洗选效益,结合2016年煤炭市场行情，以陈四楼选煤厂的产品结构为例进行简要分析测算，探讨调整产品结构对实现选煤厂洗选效益最大化的意义。

1 生产现状

陈四楼选煤厂通过跳汰扩能改造和增加浮选系统等技术改造后，实现了原煤全级入选和分级入选，可生产出块煤、末精煤、末原煤等高附加值产品[3-4]，统计结果见表1。

表1 2016年陈四楼选煤厂产品结构统计结果

近年来，当原煤煤质、末原煤价格及末精煤价格三者变动到一定程度时，会出现多洗末精煤效益低于生产末原煤效益的倒挂情况，同时，2017年陈四楼选煤厂仍然有14.36%末原煤供应内部电厂使用，产品结构还未达到全级入选效益最大化。

2 末原煤入选效益分析

由于末原煤入选后，生产的末精煤、中煤和煤泥的灰分比较稳定[5]，因此，以陈四楼选煤厂洗选二车间入选末原煤后的各产品质量作为参考。

2.1 洗选二车间产品结构分析

根据2016年洗选二车间产品结构分析结果，按照当前各种商品煤的销售价格，以23.00～24.25 MJ/kg发热量的末原煤含税价格700元/t，末精煤价格1 140元/t，中煤销售给内部电厂的价格33元/t，煤泥价格150元/t计算，得出末原煤入选的综合售价，结果见表2。从表2可知，当灰分26.43%、发热量22.47 MJ/kg的末原煤全部入选时，生产出的末精煤、中煤和煤泥的综合价格为806元/t，加上洗选二车间入选成本16元/t，较直接销售末原煤700元/t计算，仍可增加效益806-16-700=90元/t。

表2 2016年洗选二车间产品结构统计结果

2.2 30.72%灰分的末原煤全入选产品结构分析

根据表2进行测算，当灰分为30.72%、发热量为20.91 MJ/kg的末原煤全部入选时，生产出的末精煤、中煤和煤泥的综合售价为716元/t，加上洗选二车间入选成本16元/t，综合售价与直接销售末原煤的价格持平。

由于末原煤发热量仅为20.91 MJ/kg，按照23.00～24.25 MJ/kg发热量计价，20.91 MJ/kg的末原煤售价应该在700÷23.63×20.91=620元/t，仍可增加效益716-16-620=80元/t。具体测算结果见表3。

2.3 38.60%灰分的末原煤全入洗产品结构分析

按照表2和表3测算方法计算，38.60%灰分的末原煤全入洗产品结构测算结果见表4。

表3 30.72%灰分的末原煤产品结构测算表

表4 38.60%灰分的末原煤产品结构测算表

由表4可知，当末原煤灰分达到38.60%时，末原煤实现全级入选的商品煤综合售价与直接销售末原煤的价格持平，此时洗选效益没有增加，末原煤直接销售即可。

根据近年来陈四楼选煤厂末原煤与矿井原煤灰分数据分析可知，原煤灰分一般高于末原煤灰分4个百分点。因此，当原煤灰分超过42.60%时，采用全级入选与直接全部生产末原煤的效益是一致的，此时，尽可能生产发热量为18.04 MJ/kg的末原煤才能达到效益最大化。

2.4 外运末原煤与全入洗效益对比

根据以上测算方法，当选煤厂生产23.00～24.25 MJ/kg的末原煤时，综合售价仅为700元/t，但由于末原煤发运到客户时，往往存在0.84 MJ/kg左右的采制化误差，因此，选煤厂在生产末原煤时，实际生产的末原煤发热量必须达到23.84 MJ/kg以上，才能保证产品质量，减少煤质纠纷。当发热量为23.84 MJ/kg的末原煤全部入选，生产末精煤、中煤和煤泥时，其产品结构见表5。

表5 23.84 MJ/kg发热量的末原煤产品结构测算表

由表5可知，当灰分23.00%、发热量23.84 MJ/kg的末原煤实现全部入选时，可以实现商品煤综合售价877元/t，扣除洗选加工成本16元/t，可以增加效益877-16-700=161元/t。

综上可知，(1)根据2016年末精煤、末原煤以及各副产品的销售价格测算，陈四楼煤矿生产的原煤直接入选，该厂仍可增效90元/t。

(2)当发热量23.00～24.25 MJ/kg的外运末原煤实现全部入选时，可以实现增效161元/t。

(3)当末原煤发热量在18.04 MJ/kg时，末原煤全级入选没有增加效益，可直接销售。

3 效益分析

3.1 块煤产品结构调整

陈四楼选煤厂块煤产品主要有中块、小块、粒煤，在块煤价格高于末精煤价格时，提高块煤产品以及相对售价较高的块煤品种是增加经济效益的关键[6-7]。

(1)根据市场情况，合理调整块煤分级筛的筛孔尺寸，生产出适销对路的块煤产品[8]，以“市场疲量质优，市场旺量质合格”的产品质量管理思路，维护块煤的质量声誉。

(2)当粒煤价格与末精煤价格持平时，可以减少粒煤的产出，全部掺配入末精煤中，实现效益最大化[9]。

将末精煤的价格设为a元/t，粒煤价格设为b元/t，根据当前粒煤与末精煤水分折算，则当b≥a(1-3.2%)×(1+8.6%)，即b≥1.05a，方可实现粒煤较末精煤更有效益。

因此，粒煤价格必须比末精煤的价格高出5个百分点，经济效益才突出，即按照目前末精煤1 140元/t的价格测算，粒煤的销售价格需达到1 197元/t。

(3)当块煤价格高于末精煤价格5个百分点时，需采取相应的防破碎设施或调整粒煤筛孔尺寸下限，不断提高块煤产率和块煤效益。

(4)当块煤价格低于末精煤价格5个百分点时，需将块煤破碎，全部掺配入末精煤中，实现经济效益的最大化。

如陈四楼选煤厂末精煤挂牌价为730元/t，小块产品平均产率5%，其价格为610元/t。将小块全部破碎进入末精煤产品，按照矿井每月产量30万t计算，则破碎效益为30×5%×(730-610)=180万元/月。

由于小块产品水分为4.0%，末精煤水分为8.0%，则可增加水分效益为30×5%×730×(8.0%-4.0%)=43.8万元/月。因此，将小块破碎成末精煤可增加经济效益2 686万元/a。

3.2 末原煤与末精煤产品结构调整

通过末原煤入选效益分析，在煤炭市场价格一定的情况下，末原煤全入选的增效比例与其灰分有正比例关系[10]，但当煤炭市场价格波动时，需要根据实时价格，测算末原煤入选后各产品的综合售价，进而确定末原煤入选质量下限，其中末原煤与末精煤的价格波动对末原煤全入选的增效起到关键作用。

在当前煤炭市场情况下，末原煤全入选生产产品的综合售价效益在90元/t以上，此时应全入选最大化，停止发运末原煤，进而可实现煤炭洗选效益的最大化。根据表2数据，当前内部电厂用煤发热量在22.16 MJ/kg左右，若这部分末原煤实现全入洗，可以实现增效90元/t。

综上所述，(1)块煤虽然整体价格高于末精煤，但随着两者价格的波动，在不考虑市场需求的情况下，块煤价格与末精煤价格应根据两者价格效益差别，在一定的条件下，适当的破碎块煤产品反而有利于产品结构效益的提升，此外，破碎块煤产品还能主动调整市场的供求关系，减少市场对块煤产品销售的制约度。

(2)末原煤全级入选可生产出末精煤、中煤、煤泥等产品，根据其各产品的售价以及理论产率的加权平均综合计算出最终售价，可折算出全级入选与分级入选的效益差。在末精煤市场需求增加及原煤质量适宜的情况下，实现末原煤全级入选可以明显提高选煤厂的综合效益。

4 结语

通过以上几种情况的测算分析，在煤炭市场价格一定的情况下，末原煤全级入选的增效比例与其灰分有正比例关系。当煤炭市场价格波动时，需要根据实时价格测算末原煤入选后各产品的综合售价，进而确定末原煤入选质量下限；末原煤全级入选的效益分析应该综合其灰分及各产品价格进行测算，并不是所有煤炭全级入选就一定增效；在一定的条件下，破碎块煤产品有时可提升产品结构效益，减少市场对块煤产品销售的制约度。