“双碳”目标背景下我国选煤行业发展现状与展望

卫玉花

(国能经济技术研究院有限责任公司，北京 102211)

2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向世界宣布了中国的碳达峰与碳中和目标，提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。” 为了实现“碳达峰”和“碳中和”目标，需要各行业攻坚克难，齐心协力去努力。

能源行业是实现“双碳”目标的关键，煤炭是三种主要化石能源中碳排放量最大的化石能源，我国是最大的煤炭生产和消费国。2020年煤炭相关产业CO2排放量约76亿t，占我国总排放量的77%左右。煤炭绿色低碳化发展是实现“双碳”目标的关键，选煤是利用煤与矸石的不同性质，将煤中的矸石或其他杂质去除的过程，是煤炭深加工的一个不可缺少的工序。煤炭通过洗选，可以提高产品质量、减少无效运输、减少SO2等有害气体的排放量。在煤炭清洁高效发展的道路上，选煤行业一直在默默奉献着，“双碳”目标背景下，选煤行业也应努力拼搏，从自身继续寻求减碳途径，为“双碳”目标的实现做出自己的贡献。

1 选煤行业发展现状

自1978年以来，选煤行业经历了三个阶段，逐步由小到大，由弱变强。1978—1990年为选煤发展的起步阶段，选煤技术相当落后；1990—2000年为快速发展阶段，选煤厂生产能力大增，技术有所创新；2001—2007年为大发展阶段，是洁净煤技术的基础和前提。2007年至今，选煤在煤炭行业中稳步推进，成为煤矿建设必不可少的环节。我国选煤行业发展现状主要体现在以下几点。

1.1 入选率大幅提高，入选能力大幅提升

40年来，原煤入选比例由1978年的18.3%上升到2007年的43.6%，到2020年我国煤炭入选比例达到74.1%。“十四五”规划中提出，2025 年我国原煤入选率将提高至 85%。原煤入选能力由1990年的2.5 亿t提升到2020年的32 亿t以上。

1.2 选煤厂规模加大，选煤技术装备大型化

我国选煤厂的厂型趋于大型化，单座选煤厂的原煤处理能力在不断扩大，近几年，特大型选煤厂快速涌现。1999年我国单座选煤厂的平均处理能力仅为0.317 Mt/a，到2005年，全国单座选煤厂的平均处理能力升至0.872 Mt/a，当时的山西安太堡动力煤选煤厂处理能力18.0 Mt/a，为世界4座最大的选煤厂之一。目前，国家能源集团哈尔乌素选煤厂的处理能力已达36.0 Mt/a。

选煤厂规模大型化依赖于选煤装备的大型化，我国在选煤机械设备研发中做出不懈努力，选煤机械设备正朝着大型化、自动化的方向出发，旨在促进清洁煤资源的有效利用，给能源的可持续发展做出铺垫。例如：7.9 m槽宽的重介浅漕分选机小时处理能力可达800 t，单套系统可满足规模为5.0～6.0 Mt/a大型动力煤选煤厂的块煤分选；重介旋流器的直径已达1.5 m，其中，有压给料重介旋流器小时处理量可达750～800 t，单套系统可以满足规模为3.0～4.0 Mt/a大型动力煤选煤厂的末煤分选。

1.3 选煤方法趋于成熟，选煤工艺逐步完善

我国地域广阔，煤质变化较大，跳汰、重介、浮选以及干选均在我国得到了普遍应用。随着重介洗选设备的成熟发展，洗选精度高的重介选逐步取代跳汰选，跳汰选占比成下降趋势。30年前，我国选煤方法以跳汰选为主，1999年，跳汰选占59%，重介选仅占23%；到2002年底，跳汰选占38.7%，重介选占36.3%；2009年，跳汰选占26%，重介选占54%。

随着洗选设备的不断更新，选煤工艺在逐步完善。选煤工艺从以往的0.5 mm分级洗选逐步发展到目前块煤、末煤、粗煤泥、细煤泥分别洗选的联合工艺。根据不同粒级的煤质特点，采用不同的洗选设备，可以大大提高产品回收率。近几年，又涌现出一批干法选煤设备，不仅可以代替人工手选，改善工人劳动环境，而且还可用于块煤预排矸，甚至可与重介浅漕分选机共同排矸。例如：国家能源集团哈尔乌素选煤厂，2017年，通过提质增效工程引进弛张筛，将分选下限由13 mm降至6 mm，由于洗选量的增加，重介浅漕分选机能力不足。为了解决重介浅槽洗选能力不足的问题，2017年11月以《干选研究》课题立项，引入块煤三产品智能干选技术，洗选工艺由“200～6 mm浅漕分选，6～0 mm旁路”变为“200～70(50) mm TDS分选，70(50)～6 mm 浅槽分选，6～0 mm 旁路”，产出精煤、中煤和矸石3种产品。课题研究取得了较好的成果，降低了浅漕系统能力负荷，提高了产品回收率，降低了产品水分。

1.4 选煤厂自动化水平明显提高，向智能化方向努力发展

近年来，随着电气、电子、信息技术的飞速发展，选煤厂自动化技术、在线检测等技术也有了不断的更新和发展。目前，选煤厂在集控自动化、分选比重自动调节、介质自动添加、液位自动监控与调节、大型电机自动测温、轴承自动加油、煤泥水浓度自动检测与调节、设备故障自动检测与报警、煤质在线检测及远程管理、自动配煤、自动冲洗等方面已经得到了快速发展。

智能化是指事物在计算机网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，所具有的能满足人各种需求的属性。随着各行业智能化的发展，我国选煤厂也投入了大量的人力和物力，积极推进选煤厂智能化建设。选煤生产由机械化、自动化、信息化逐步向智能化方向转变。例如：国家能源集团神东上湾选煤厂作为集团智能化选煤厂建设试点，在智能化建设方面取得了较好的成就。已经实现设备运行状态、变配电设备、计量等数据的自动采集、存储和分析功能；建设了4G专网，取消集控转为移控，实现了生产设备移动控制、系统状态实时监控和历史数据实时查询等功能；煤泥水浓缩系统设置了自动采集煤泥水特性数据、监测浓缩机沉降过程数据，由策划机给定，实现了煤泥水处理环节的智能精准控制；自主研发智能装车系统等，通过“点”实现智能化，在逐步发展到“子系统”实现智能化。

2 选煤行业存在的问题

我国煤炭洗选工作虽然取得了一定的进步，但仍存在一些不足，主要表现在以下三个方面。

2.1 原煤入选比例仍然较低

虽然，2020年我国的入选比例达到了74.1%，但是，仍然与国外工业发达国家有一定差距。根据有关统计资料显示，近年来，英国的原煤入选率已达100%，美国以及澳大利亚原煤入选率达到90%以上，主要产煤国家平均达到了80%以上。

2.2 设备性能及可靠性有待提高

近几年，尽管我国选煤厂设备有了较高的发展水平，实现了由引进消化吸收到自主再创新的转变，自主研制的浮选机、旋流器、破碎机、干选机、离心机、压滤机等产品已经实现了大型化和自动化，但是，某些设备的性能及可靠性仍难以达到国际先进水平，主要设备的核心部件仍然依赖进口。

2.3 选煤厂智能化建设的技术瓶颈仍未解决

过程参数的准确检测是实现选煤厂智能化的基础，某些重要参数，如：原煤和产品的粒度、密度、硫分、发热量等煤质特性，分选精度及实际分选密度等洗选过程中动态变化的关键参数仍难以实现在线实时、准确检测。

3 结 语

尽管我国选煤行业无论从原煤入选率还是从技术上都有了较大的进步，但是，在“双碳”目标背景下，仍面临着很大的挑战，需要再接再厉继续努力发展。

(1)选煤是一项繁琐且复杂的系统性工作，选煤工艺的优劣直接影响选煤效果，在选煤厂建设或技改前，应重视设计工作，从煤质特点和产品方案出发，通过多方案比较，选择合适的选煤工艺，制定合理的工艺流程。

(2)攻坚克难，突破关键技术，推进选煤厂智能化建设，提高生产效率，减少人工成本和安全隐患，提升我国煤炭洗选行业技术水平和国际竞争力。

(3)积极寻求高效节能的洗选方法和措施，节能降耗，实现绿色、高效发展。