基于硫分差异的配煤生产实践研究

张 茜

（霍州煤电李雅庄矿洗煤厂，山西 霍州 031400）

霍州煤电集团李雅庄矿洗煤厂为矿井型洗煤厂，入洗能力为270 万t/a，其原煤来源主要是李雅庄矿，主要洗选该煤矿3#煤和9#煤。李雅庄矿八采区煤炭产品为低灰、低硫、低磷、发热量高、胶质层厚度大的炼焦煤。八采区主采3#煤和9#煤。3#煤主要为1/3 焦煤，1/3 焦煤具有较强的粘结性、中高等挥发分、较好的炼焦性，可洗选为11 级冶炼精煤，灰分＜12.5，硫分＜1.0%，产品具有高附加值；9#煤为气肥煤，气肥煤具有高挥发分、高粘结等特点，可洗选为6 级冶炼精煤，灰分＜12.5，硫分＜3.0%，产品具有中附加值。

1 问题的提出

为有效提高洗煤厂产品的经济价值，起到降本增效的效果，在洗煤厂应用配煤优化技术是非常有理论和实践意义的[1-5]。当前配煤技术已在火力发电厂、焦化厂、洗煤厂等进行了广泛的应用，保障了企业在产品质量和经济效益上的双赢。洗煤厂是火力发电厂、焦化厂等煤产品开发的上游环节，从选煤产品的硫分入手，结合灰分、粘结等技术指标来进行选煤配煤优化技术的应用更具有价值，更能起到调质、增效的作用。

李雅庄矿洗煤厂为了能挖掘煤质洗选的创效空间，坚持洗选的创效理念，成立了李雅煤质洗选创效课题组，打好洗选“组合拳”，开拓洗选创效“新空间”。煤质洗选创效课题组深入分析了各产品性能指标与客户对产品性能指标的需求差异，发现部分产品在硫分指标上存在有一定的创效空间。1 年内3#煤的1/3 焦煤平均硫分＜0.7%，客户供煤协议上产品性能指标硫分要求仅为＜1.0%，而9#煤平均硫分＜3.0%。基于3#煤和9#煤在硫分上的差异，可以在客户产品的3#低硫原煤中配入一定比例的9#高硫原煤，实现客户对产品性能指标硫分的要求即可。经计算，在洗选后客户产品中每掺入1 吨9#高硫原煤可实现经济效益约220 元，通过配煤洗选实现经济效益最大化。

2 配煤比例论证分析

2019 年8～12 月份5 个月之间，该矿3#原煤平均硫分分别为0.59%、0.65%、0.62%、0.68%、0.64%。从以上5 个月数据可得：3#原煤平均硫分为0.64%，平均硫分＜0.7%，与客户供煤协议上确定的产品硫分指标的1.0%相差有0.34%。针对这一情况，利用这仅仅0.34%的硫分差值区间，在3#低硫原煤配入一定比例的9#高硫原煤进行洗选，具有相应的经济效益。

2.1 配煤洗选比例计算

表1 9#原煤及洗选后产品构成表

3#精煤硫分平均值为0.66%，3#高灰（12.5%）精煤回收率45.41%，3#低灰（10.5%）精煤回收率39.26%；9#精煤硫分平均值3.10%。此时3#精煤回收率估算为59.85%+19.50%=79.35%。

2.1.1 生产3#高灰精煤产品时入洗量计算

设定3#低硫原煤与9#高硫原煤的配比比例为X:1，配煤生产客户精煤产品硫分设定为0.98%，则有下列等式成立：

（45.51%×X×0.66%+79.35%×1×3.10%）=0.98%×（45.51%×X+79.35%×1）

解得X=11.55，所以当3#低硫原煤与9#高硫原煤的配比为11.55:1 时可生产出3#高灰精煤产品。

李雅庄矿洗煤厂一期入洗能力为650 t/h，二期入洗能力为800 t/h，合计入洗能力为1450 t/h。此时：单开一期生产时，3#低硫原煤为598 t/h，9#高硫原煤入洗量为52 t/h；单开二期生产时，3#低硫原煤入洗量为736 t/h，9#高硫原煤入洗量为64 t/h；一、二期同时生产，3#低硫原煤入洗量为1334 t/h，9#高硫原煤入洗量为116 t/h。

2.1.2 生产3#低灰精煤产品时入洗量计算

设定3#低硫原煤与9#高硫原煤的配比比例为X:1，配煤生产客户精煤产品硫分设定为0.98%，则有下列等式成立：

（39.26%×X×0.66%+79.35%×1×3.10%）

=0.98%×（39.26%×X+79.35%×1）

解得X=13.39，所以当3#低硫原煤与9#高硫原煤的配比为13.39:1 时可生产出3#低灰精煤产品。

李雅庄矿洗煤厂一期入洗能力为650 t/h，二期入洗能力为800 t/h，合计入洗能力为1450 t/h。此时：单开一期生产时，3#低硫原煤为605 t/h，9#高硫原煤入洗量为45 t/h；单开二期生产时，3#低硫原煤入洗量为744 t/h，9#高硫原煤入洗量为56 t/h；一、二期同时生产时，3#低硫原煤入洗量为1349 t/h，9#高硫原煤入洗量为101 t/h。

2.2 配煤洗选效益预测

生产3#高灰精煤产品时，1 t 9#高硫原煤配洗后可产生低硫精煤约0.793 5 t。如果对9#高硫原煤单独洗选，1 t 9#高硫原煤只能生产0.598 5 t 高硫精煤+0.195 t 中煤。计算可知，每1 t 9#高硫原煤可创造经济价值约163 元。按每天入洗3#低硫原煤5000 t 计算，需掺配9#高硫原煤433 t，可创造的经济价值每天为7.06 万元，每月利润212 万元，每年利润2544 万元。

生产3#低灰精煤产品时，1 t 9#高硫原煤配洗后可产生低硫精煤约0.598 5 t。如果对9#高硫原煤单独洗选，1 t 9#高硫原煤只能生产0.598 5 t 高硫精煤。计算可知，每1 t 9#高硫原煤可创造经济价值约104 元。按每天入洗3#低硫原煤5000 t 计算，需掺配9#高硫原煤373 t，可创造的经济价值每天为3.88 万元，每月利润117 万元，每年利润1398 万元。

3 洗煤厂现场改造方案

李雅庄矿洗煤厂3#原煤仓和9#原煤仓呈串行排列结构，两者之前共用一条带式输送机进行原煤运输。对9#原煤仓给煤机现场机构进行加装改造，实现给煤机变频控制，并辅助增加平板闸门与立板间门相结合，在每个闸门上标定刻度，通过电液驱动和限位保护实现控制。在配煤现场加装一个配电箱，装设完整的电机控制配套设备和针对全套系统控制、检测、信号返回的终端设备及铺设现场控制的线路和操作设备。

在9#配煤控制配电柜现场至原煤配电室之间敷设一根控制电缆，将9#配煤控制系统接入到选煤厂的集中控制系统中来，并对9#配煤控制系统的联锁、保护做好设置，保障系统安全稳定运行。

4 实际应用效果分析

利用配煤优化技术对洗煤厂生产的3#高灰精煤产品和3#低灰精煤产品进行调质、增效，在生产3#精煤产品时配洗一定比例的9#高硫原煤，可为企业创造较好的经济效益。同时对9#原煤仓配煤系统进行了机械化、自动化和远程集控化的优化改造，建立了一个完善的自动化配煤系统，有效提高了配煤作业的自动化程度，减少了工作岗位，节约了人力成本，社会经济效益显著。

从2020 年1 月份起，基于硫分差异的配煤洗选技术在李雅庄矿洗煤厂进行了全面的应用。从2020 年1 月至今，共配洗9#高硫原煤共约10 万t，共产生经济效益约1500 元万。