黃玉川礦井洗煤廠工藝設計淺析

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黃玉川礦井洗煤廠工藝設計淺析

譚興富，孔鵬

(中國煤炭科工集團 北京華宇工程有限公司，河南平頂山467002)

摘要介紹了黃玉川煤礦4`#與煤層的煤質特征，分析了原煤的可選性，結合市場需求情況，確定了以火力發電用煤為主的產品結構；從技術、經濟角度綜合考慮，制定了塊煤淺槽+末煤無壓三產品重介旋流器+煤泥壓濾回收的洗選工藝，這種工藝具有洗選系統先進、生產方式靈活性強、設備可靠、產品結構豐富的特點。黃玉川礦井洗煤廠自投產以來，生產狀況良好，商品煤產率高,各項經濟技術指標達到設計要求。

關鍵詞動力煤；煤質；特征；市場需求；選煤工藝

收稿日期：2015-01-13

作者簡介：譚興富(1984—)，男，四川射洪人，2007年畢業于黑龍江科技學院，工程師，主要從事選煤廠設計工作

中圖分類號：TD928

文獻標識碼：B

文章編號：1672-0652(2015)03-0007-04

AbstractIntroduces the coal quality properties of 4`# and 6`# upper coal seam in Huangyuchuan coal mine and analyzes raw coal washability. Defines the product structure which is sold to the coal-burning generating plant in order to adapt to the market. The preparation process is set out from technique and economy，the final preparation process includes lump coal shallow slot, dense medium cyclone for fine coal non-pressure three-product and chamber pressure filter for coal slime. The process has the characteristics of advanced systems, flexible production methods, reliable equipment and a variety of product structures. Since the Huangyuchuan coal preparation plant has been put into operation, production has been smoothed, and the yield of commercial coal is high, all economic and technologic indexes for production and construction are in accord with design requirements.

黃玉川礦井選煤廠隸屬于神華億利能源有限責任公司，為黃玉川礦井配套洗煤廠,設計生產能力10.00 Mt/a，選煤廠位于神華準能公司哈爾烏蘇露天煤礦儲煤場與鐵路裝車環線之間，2011年開工建設，2012年建成投產[1]。

1原煤煤質特征與市場需求

1.1粒度特性

按照國標GB/T477-2008對原煤進行篩分試驗，并依據統計得到的礦井毛煤灰分對篩分資料校正，校正后作為設計的篩分資料。校正后的原煤篩分試驗結果表見表1.

4#原煤+13 mm產率為46.22%，粗粒級含量較多，說明機械強度較高；各粒級灰分隨粒度減小而降低，有波動現象?；曳肿罡叩牧＜墳?100 mm級，灰分為57.59%；灰分最低的粒級為1.5～0.5 mm級，灰分為30.55%，+3 mm粒級灰分均較高，說明在+3 mm各粒級中混入矸石較多。原生煤泥含量為7.57%，說明該礦區煤較硬，不易粉碎；原生煤泥灰分為33.09%，較原煤灰分明顯偏低，說明矸石可能泥化不明顯，但需泥化試驗數據驗證。

表1原煤篩分試驗結果表

1.2密度特性

按照國標GB/T 478-1987《煤炭浮沉試驗方法》和GB/T 16417-2011《煤炭可選性評定方法》對原煤進行浮沉試驗，依據篩分試驗數據校正浮沉實驗結果，校正后的試驗結果作為最終繪制可選性曲線的材料，最終得到圖1，2，3，4.

圖1　4 #煤+25 mm粒級可選性曲線圖

圖2　4 #煤25～0.5 mm粒級可選性曲線圖

圖 煤+25 mm粒級可選性曲線圖

圖 煤25～0.5 mm粒級可選性曲線圖

從圖1，2可以看出，λ曲線比較陡峭，說明煤炭中有機質可燃體與矸石礦物微細而致密地結合，低密度級含量少，中、高密度級含量高，通過分選排矸能降灰，提高產品發熱量；但生產低灰精煤時可選性為極難選，精煤產率較低，經濟效益差。25～0.5 mm粒級可選性曲線中λ曲線較+25 mm粒級可選性曲線中平緩，25～0.5 mm粒級有機質可燃體與矸石礦物解離較好，可選性增強[2]。

從圖3，4可以看出，λ曲線上段較陡峭，低密度級含量高，灰分低且質地均勻，下段位置較低且平緩，說明矸石含量少且純。25～0.5 mm粒級可選性曲線這種趨勢更明顯，從圖4來看，分選密度為1.3～1.4 kg/L時，+25 mm粒級塊精煤產率低，25～0.5 mm粒級末精煤產率相對較高且能生產低灰精煤[2]。

1.3市場需求與產品結構

黃玉川礦井煤的牌號為長焰煤，屬中灰分(21.48%)、高揮發分(37%)、低硫分(0.76%)、低磷、一級含砷、特低氯煤，中高熱值煤，二氧化碳反應性較差，抗碎強度高，是良好的民用及動力用煤。黃玉川煤礦選煤廠產品主要用于火力發電，用戶為東部沿海電廠、海外用戶以及周圍電廠。因此，針對市場需求，設計制定以下主要商品結構：

1) 優質動力煤：粒度50～0 mm，Qnet.ar>20.083～22.175 MJ/kg，供東部沿海電廠或出口。

2) 一般動力煤：粒度50～0 mm，Qnet.ar≥18.828～20.083 MJ/kg，供區內電廠。

3) 矸石：外排至矸石堆放場，與哈爾烏素選煤廠矸石一起儲存以便日后綜合利用。

4) 煤泥：既可以摻入產品，也可以落地晾干后地銷，供區內電廠。

選煤廠還需具備先進配煤技術，以應對市場變化和客戶要求，實現產品發熱量(Qnet.ar)在18.828～22.175 MJ/kg的“無級調灰”功能。

2選煤工藝的制定

結合煤質特征以及市場需求，確定采用工藝為：200～25(50) mm級塊煤入重介淺槽分選，-25(50) mm級末煤部分脫粉(或全部入洗)無壓三產品重介旋流器分選工藝，0.5～0 mm煤泥采用沉降過濾式離心機、壓濾機聯合回收?？紤]到原煤波動的問題，為了提高塊末煤系統的適應性，要求洗選系統能夠具備全部入洗的能力。末煤考慮全部入洗或6(8)mm部分脫粉入洗，脫粉量按照入旋流器量的25%考慮，末煤系統可以不開車或部分末煤系統開車，每套系統相對獨立，生產方式靈活。黃玉川礦井選煤廠生產工藝簡圖見圖5.

圖5　黃玉川礦井選煤廠生產工藝簡圖

3工藝設計特點

3.1末煤系統采用選前干法脫粉工藝

黃玉川礦井選煤廠末煤分選系統在入重介旋流器前經過3臺分級篩6(8) mm干法脫粉，能避免粉煤進入洗選系統后系統中產生次生煤泥，減少分選系統中的總煤泥量，提高了分選精度和分選效率；細煤泥的減少降低了產品脫水的難度，避免動力煤產品摻配后的質量波動；脫粉后入選粒級范圍變窄，減少分選中的錯配現象，提高分選設備的分選精度；脫粉后系統入洗量較少，可適當減少基建、設備的投資，減輕煤泥水系統的負荷，降低生產成本[3-6]。

3.2塊煤系統采用選前脫泥工藝

塊煤在入淺槽分選機分選前采用3 mm直線振動篩脫泥，減少可進入塊煤介質系統的煤泥量，一方面提高了分選精度和分選效率；另一方面重介系統煤泥量減少，分流量減少，降低了介耗[7]。

3.3塊、末煤系統介質回收系統獨立

塊、末煤煤質不同，分選密度也不同，塊煤系統中磁選尾礦中粗煤泥與塊煤脫泥篩下物經過分級脫水后摻入末原煤，可直接經過脫粉篩篩分作為產品，也可進入末煤系統分選；末煤系統中磁選尾礦經過分級脫水后摻入末中煤產品。

3.4兩段濃縮兩段回收工藝

濃縮旋流器溢流、煤泥脫水篩篩下水及高頻篩篩下水等均進入一段濃縮機處理，底流去沉降過濾式離心機處理，離心脫水液與一段濃縮機溢流自流入二段濃縮機處理；二段濃縮機底流轉至壓濾機，溢流返回主廠房循環使用。為改善煤泥水在濃縮機中的沉降性能，設有有機和無機兩種藥劑全自動加藥系統，并具有煤泥水濃度自動檢測功能。4座濃縮池布置可根據實際洗水濃度情況，實現單獨、串聯或并聯同時使用。采用兩段濃縮兩段回收工藝能保證煤泥場內回收、洗水閉路循環和清水洗煤[8]。

3.5設備選型合理、自動化程度高

設備選型時要求設備具有技術先進、高效低耗、可靠性強、大型化的特點，主要關鍵機械、電氣設備選擇國內外大型高效設備，其余采用國內知名廠家的先進可靠設備；減少備品備件的種類，以利設備的維修；設備選型時，在保證設備性能的前提下，盡量做到同類設備采用一種規格或盡量減少不同規格品種的數量；為保證選煤廠自動化水平，實現在線自動檢測和監控，減輕工人勞動強度，設計中合理設置皮帶秤、灰分儀、采樣機。

3.6生產方式靈活、產品結構豐富

4選煤廠生產數據

黃玉川礦井選煤廠2013年7月15日完成了帶煤調試工作，2014年11月4日順利通過項目預驗收。截止2014年10月31日，累計入洗原煤204萬t，商品煤產量達到144萬t，回收率為71%，產品發熱量達到19.049 MJ/kg，各項技術指標如電耗、介耗等均達到設計要求。各項生產指標統計表見表2，各項技術指標統計表見表3.

5結論

黃玉川礦井選煤廠在設計過程中，通過分析入選原煤煤質特征，充分考慮產品定位以及客戶需求，從原煤準備、分選工藝和商品煤配煤等角度保證生產方

表2黃玉川礦井選煤廠生產指標統計表

表3　黃玉川礦井選煤廠技術指標統計表

式和產品結構的靈活性，最終制定出成熟高效、產品結構靈活的選煤工藝。目前，黃玉川礦井選煤廠生產狀況良好，商品煤產率高、質量達標，各項生產技術指標達到或優于設計要求，順利通過項目預驗收。

參考文獻

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[3]談建德.開發低成本深度洗選動力煤新工藝[J].江蘇煤炭,2001(3)：1-3.

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[8]張春林，姚偉民，徐學武，等.兩段濃縮、兩段回收模式的煤泥水流程[J].煤炭加工與綜合利用,2006(3):4-7.

Analysis on Process Design for Huangyuchuan Coal Preparation Plant

TAN Xingfu, KONG Peng

Key wordsThermal coal; Coal quality; Characteristic; The market demand; Coal preparation process