精細配煤在臨鋼焦化廠的實現

左春生

（太鋼集團臨汾鋼鐵有限公司焦化廠，山西 臨汾 041000）

太鋼集團臨汾鋼鐵有限公司焦化廠現生產的焦爐為JN43—80—Ⅱ雙聯下噴復熱型焦爐，由鞍山焦耐院設計、第十三冶金建公司承建，1995年8月投產，年設計生產能力為6×105t，2010年實際生產能力為5.2×105t.設計投產時，備煤皮帶控制系統采用日本的歐姆龍PLC，配煤系統各儲煤罐下料口用調節套筒和調節勵磁電機轉速控制圓盤給料機速度控制配煤，煉焦配煤依靠1 h人工跑盤進行驗證調節。

1 配煤系統改造

2008年5月，臨鋼焦化廠對配煤系統進行了改造。利用原有皮帶和圓盤給料機基礎，拆除原來的電機、調速系統，拆除備煤集控室原有的操作臺、工藝流程圖模擬屏、皮帶控制系統歐姆龍PLC部分，改造后實現自動配煤為變頻器和PLC控制，加裝小皮帶（電子）秤，根據各小皮帶下煤量變頻調節給料機轉速，實現自動配煤，與原來的皮帶上料系統共用一套西門子S7—300PLC和上位機。改造后的自動配煤和上料系統與臨鋼焦化廠局域網進行聯網，實現在局域網內的每一臺電腦能夠隨時觀察配煤情況。

集控室正常操作進入“臨鋼焦化配煤控制系統”程序主畫面，根據生產需要設定皮帶機的上煤量。按照配煤比例，計算各配煤盤的配入量，將各配煤盤的配入量對應寫入到程序主畫面中“寫定值”欄中。根據配煤種類選擇1#～6#圓盤給料機和皮帶秤設備的開啟。運行中，觀察各種數據和曲線是否正常，如有異常及時處理；配比曲線不合格超過10 min，停車清零后，重新啟動；配煤盤堵料時及時通知配煤工捅料，無料超過5 min，停車清零后，重新啟動。

2 煤巖配煤原理

2.1 煤是不均一的物質，每一種煤都是天然的配煤

自從煤巖學問世以后，煤就被公認為是一種復雜的有機物質混合物。這些有機物質的性質不同，在配煤中的作用也不同。因此，可以說每種煤都是天然配煤。由于天然配煤不按照人的主觀愿望配合，所以絕大部分煤都不合乎單獨煉焦的要求。根據煤中各種成分性質在加熱過程中的變化，按其加熱特性分為2類成分：加熱過程中能熔融并產生活性鍵的成分，視作有黏結性的活性成分；加熱時不能熔融也不能產生活性鍵的成分，視作沒有黏結性的惰性成分。

活性成分=鏡質組+穩定組+1/3半鏡質組

惰性成分=絲質組+2/3半鏡質組

鏡質組、絲質組、穩定組為3種有機顯微煤巖類型。

2.2 活性成分的反射率分布直方圖是決定煉焦煤性質的首要指標

一種煤的活性成分的質量不是均一的，這可用反射率分布圖來表示。活性成分的質量差別可以很大，不但不同的變質程度煤的差別大，而且即使是同一種煤，所含的活性成分的質量也有差別。如果以反射率表示一種煤中所含不同性質的活性成分的組成，則每一種煤的活性成分反射率圖都呈正態分布，如圖1所示。

圖1 華晉集團焦煤反射率分布直方圖

2.3 決定煤性質的另一個重要指標是惰性成分含量

惰性成分與活性成分一樣，在配煤中是十分重要的，缺少或過剩都會導致焦炭質量下降。要得到所要求的焦炭質量的配煤方案，實際上是不同活性成分與適量惰性成分的組合。

2.4 巖相配煤理論指出的最佳入爐煤巖相組成

①分布圖呈寬單峰無凹口平坦分布狀；②巖相分布圖中1.10～1.50區間比例應≥25%；③應在1.10～1.20之間；④常規工藝指標合適；⑤根據焦炭強度調整配煤方案，適當調整巖相分布圖中1.10～1.50間所占比例。

2.5 單種煤及入爐煤的巖相圖

如圖2所示。

圖2 單種煤及入爐煤巖相圖

2.6 主用煤種煉焦指標統計表

見表1.

表1 主用煤種煉焦指標統計表

3 生產實踐

3.1 2009年配煤及焦炭質量

2008年8月，臨鋼焦化廠自動配煤系統改造完成后，煉焦配煤由當地焦精煤、1/3焦精煤兩種煤種配煤煉焦。在不改變焦炭質量又降低成本的原則下，增加了高硫焦煤，變為當地焦精煤、當地1/3焦精煤、焦煤集團高硫焦煤3種煤種配煤。2009年，面對嚴峻的市場形勢，從深入對標挖潛、嚴格成本倒逼等方面，千方百計開源節流，降本增效。根據煤巖配煤理論及小皮帶自動配煤進行精細配煤，增加了長焰煤21 178 t配煤煉焦，同比產生效益991余萬元，焦炭強度穩定性也有了明顯改觀。

3.2 2010年精細配煤及焦炭質量情況

3.2.1 配煤變化

2010年在保證焦炭質量滿足煉鐵需求的前提下，運用煤巖指導配煤理論，充分挖掘焦化廠主要煤種潛力,優化原料結構，合理摻配低價煤種，降低焦炭成本。從3月份開始摻配貧煤，有效降低了原料成本，從7月份開始逐步加大陽泉曲焦煤的摻配比例，等量替代價格較高的當地焦煤、華晉焦煤。通過優化配煤結構，降低焦炭原料成本：1 t焦炭的成本就降低20余元，全年增加效益1 000余萬元。2010年全年用煤情況見表2.

表2 2010年全年用煤情況

3.2.2 焦炭質量對比

在生產實際中，通過過程能力分析，對焦炭生產全過程進行質量辨識，針對影響焦炭質量的主要因素采取有效措施，完善進廠煤質量評價、加強進廠煤質量驗收、煤場堆取、科學配煤、精確計量、細度控制、焦爐加熱等質量過程的管理，提高了全過程精細化操作和受控能力，進一步穩定焦炭質量，滿足高爐需求。

4 結束語

實踐證明，利用煤巖和工業分析等設備，先對進廠煤進行分析，尋求各煤種之間的適配性，確定優化配比，加強管理，提高了全過程精細化操作和受控能力，對改善焦炭質量、有效降低焦炭成本、提升企業的競爭力有巨大的作用。

[1]申明新.中國煉焦煤的資源與利用[M].北京：化學工業出版社，2009.

[2]董旭東，紀同森，姬長俠.煤巖分析技術在濟鋼焦化廠的應用[J].燃料與化工，2010（1）：22.