選煤廠創優設計的總結與思考

鄭均笛

(中煤西安設計工程有限責任公司，陜西 西安 710054)

選煤廠創優設計的總結與思考

鄭均笛

(中煤西安設計工程有限責任公司，陜西 西安 710054)

通過總結選煤廠優秀設計的評選，結合我國煤質普遍特性及市場動向，對選煤方法的發展趨勢進行了分析評價，并對選煤廠如何創新、如何開展選煤廠創優設計提出了幾點建議，旨在提醒選煤廠設計者重視原煤煤質與產品用途分析，合理選擇選煤工藝，更好地發揮選煤廠的投資效益。

選煤廠；選煤工藝；煉焦煤；動力煤；脫粉入選；創優設計

由中國煤炭建設協會組織的第十七屆(2015年度)優秀工程設計評優已經結束。該次評優選煤專業(含煤炭物流、煤泥干燥)參評項目共29項，經專家初評、專家組集體討論，最終評出一等獎8項(占27.6%)、二等獎16項(占55.2%)、三等獎5項(占17.2%)，其中：獲得一等獎的主要是3.00 Mt/a及以上的煉焦煤選煤廠和5.00 Mt/a及(指塊、末全洗)及以上的動力煤選煤廠。參評的29個項目中，選煤廠(含洗煤車間)共26項，總規模1.1億t，決算總投資78.67億元；煤炭物流兩項，總規模2 500萬t，決算總投資8.49億元；煤泥干燥一項，決算總投資0.53億元。筆者通過對本次評優進行總結，對創優設計提出一些看法，旨在與同行共勉，為煤炭洗選加工產業發展多出優秀設計成品，從而提升我國選煤廠設計水平。

1 選煤廠設計動向分析

1.1 選煤產業仍處于良性發展的階段

選煤廠設計評優的主要條件是：項目審批立項手續合規；項目在可研階段曾獲得過省部級及其以上的優秀咨詢獎項；具有一年以上的實際運行經歷；業主單位要有實際運行效果的證明材料等。本次評優，選煤廠總規模達到1.1億t,含煤炭物流、煤泥干燥總投資87.7億元，充分說明煤炭行業對煤炭洗選加工、煤炭清潔高效利用更加重視。

1.2 選煤廠建設規模日趨大型化

本次參評的26座選煤項目中，建設規模10.00 Mt/a以上的選煤廠有4座，3.00～7.00 Mt/a的選煤廠有10座。選煤系統主要體現為設備大型化、系統簡捷化、指標先進化、投資合理化的特點，同時從另一方面折射出我國大型洗煤設備運行的可靠度進一步提升，選煤設備“中國制造”的前景更加廣闊。

1.3 煉焦煤選煤廠工藝設計更加合理

在評選的26座選煤廠中，煉焦煤選煤廠14座，選煤工藝以重介旋流器+TBS+浮選為主，基本體現以下特點：

(1) 脫泥無壓重介三產品旋流器的選煤方法占主導地位。無壓重介三產品旋流器脫泥入選，對粗煤泥單獨分選，對于保證粗煤泥精煤灰分、降低介耗、防止重介系統“背灰”影響精煤產率均有好處，系統對煤質(特別是煤泥含量)變化的適應性更好，受到許多選煤工作者的青睞，因此新設計的大型煉焦煤選煤廠采用脫泥無壓三產品重介旋流器選煤工藝的趨于增加。在今后煉焦煤選煤廠設計中，對無壓三產品重介旋流器選煤工藝是采用脫泥還是不脫泥，要結合煤泥含量、矸石泥化、旋流器直徑大小等因素，經充分論證、全面比選，制定出適合煤質的選煤工藝，盡量避免一些選煤廠剛剛投產就進行不適應環節改造情況的發生，以免增加項目建設投資，甚至出現影響正常生產的不利因素[1]。

(2)煉焦煤選煤廠選前機械預排塊煤中的可見矸石已經成為發展趨勢，參評項目煉焦煤選煤廠多數采用機械預排塊煤中的可見矸石。煉焦煤洗選時入選上限一般為50 mm，因此系統設計中需要將>50 mm粒級的煤和矸破碎到50 mm以下。隨著我國采煤機械大型化、煤礦實現高產高效和井下無人工作面的推廣，出井煤含矸量增加較多，>50 mm粒級人工揀矸已不適應時代發展的需要。對于泥化嚴重的矸石，破碎后矸石比表面積增加很大，會帶來加速泥化的后果，對分選懸浮液穩定性，降低煤泥水系統運行成本，減少高灰細泥對精煤的污染，降低介耗等均不利，而增加選前機械預排塊煤中的可見矸石工藝，可以較好地克服這一弊端。選前機械預排矸工藝常用的有動篩、空氣跳汰、重介淺槽。廠型小可采用動篩或空氣跳汰，廠型大宜采用重介淺槽。采用重介淺槽預排矸，要簡化工藝，不能套用動力煤重介淺槽洗選工藝，要充分體現環節少、系統簡單的特點。有些廠50 mm以上重介淺槽預排矸入選前還采用脫泥篩工藝，顯然是投資高、系統復雜的排矸工藝，不宜大力提倡或模仿設計，對此應引起設計工作者的注意[2]。

1.4 選煤廠主廠房結構形式有待進一步優化

本次評選中，主廠房采用鋼結構的比較多。鋼結構廠房的主要特點是建設工期明顯縮短，現代化觀感明顯增強，但鋼筋混凝土結構具有保溫效果好、振動小、維護費用低的優勢，在工期要求不緊張的情況下，主廠房鋼筋混凝土結構又受到寒冷地區的青睞。2000年以來，隨著國外模塊化廠房的引進，選煤廠主廠房采用鋼模塊、鋼框架結構的比較多，在建設和投產初期，這類廠房美觀的優點突出，但作為水洗(含重介)洗煤車間，常年處于潮濕狀況，加之煤中硫的腐蝕、水質的影響及鋼構加工噴砂除銹的不到位，鋼結構廠房腐蝕生銹嚴重，維修量增加，有些廠運行幾年就需花費數百萬元對廠房重新刷漆維護，不僅增加費用，而且影響正常生產。因此今后新設計的選煤廠，在主廠房結構形式選擇上要結合地區溫度、煤的硫分含量、水質、建設工期、服務年限和投資進行全面分析，比較后再確定。鋼筋混凝土廠房設計要消化學習鋼模塊化廠房的特點，不斷向模塊化、混合化(鋼筋混凝土和鋼結構結合型)靠近，以進一步創新和優化選煤廠主廠房設計。

1.5 動力煤選煤廠脫粉入選工藝值得大力提倡

隨著馳張篩等新型深度篩分設備的出現，若動力煤末煤需要入選，采用脫粉入選比較經濟合理[3]。我國一些選煤廠原設計末煤全部采用水洗，不僅導致煤泥量大、產品水分高，并且加工的產品煤由于煤泥和末煤水分的增加，發熱量提高極為有限，綜合經濟效益并不明顯。寧東、晉城一些選煤廠改為脫粉入選后，煤泥量減少40%，取得了較好的效果。

隨著煤炭價格斷崖式下跌，煤炭企業普遍面臨經營困難的不利局面，降本增效已成為煤炭行業企業管理者的主音，因此煤炭洗選加工也要優化設計和生產組織，降低加工成本。我國煤炭50%左右用于火力發電，發電用煤洗選后市場競爭力并不明顯。動力煤全部入選煤泥量大，生產成本高，經濟效益相對較差，已不宜大力推廣。建議在動力煤末煤洗選工藝選擇中，要結合目標市場，進行認真的技術經濟比較，確定合理的加工工藝，以防止不必要的“過度”無效益洗選[4]。

1.6 投資控制進一步理性化

項目建設估算超概算、概算超決算，一直是企業管理者“頭疼”的事情。本次選煤廠評優體現出的主要特點之一是：投資控制效果良好。多數項目決算低于概算，個別項目雖有超概算現象，但均在合理控制范圍之內。不少項目表現出總承包投資省、工期短、見效快的優勢。

1.7 追求“高大上”的觀念要進一步淡化

本次評優除個別項目個別設備進口外，基本選用國產一流設備，體現了洗煤設備“中國制造”的宏觀發展戰略。洗選設備進口存在價格高，售后服務差于國內，備件價格昂貴等弊端。在神東、準格爾、內蒙納林河礦區，也出現過進口設備的重大質量事故，對生產也造成了一定影響。陜西彬縣下溝選煤廠，進口篩子的軸承損壞后，購買進口備件價格高、供貨慢，該廠選用洛陽軸承廠產品替代后，不僅價格降低、壽命也優于進口。該廠原設計采用進口渣漿泵，由于備件昂貴，目前已全部更換為國產設備，有效地降低了生產成本。重介淺槽設備結構簡單，同型號進口設備價格高于國產兩倍以上，通過對哈爾烏素選煤廠調研，該廠7.9 m淺槽有進口和國產兩種，現場反應使用效果一樣。因此在煤炭市場低迷的環境下，應淡化對選煤廠進口設備的迷戀，關鍵部件進口、國產設備，已能夠為我國大型、特大型選煤廠配套。

1.8 煤炭項目建設優勝劣汰勢在必行

盡管煤炭行業面臨產能過剩、煤價下滑、企業虧損的嚴峻形勢，但資源條件好、煤質優良、高產高效的項目仍然具有盈利效果好的優勢。國家新近出臺一系列政策，從供給側化解煤炭產能過剩、逐步遏制企業效益嚴重下滑的局面。筆者建議放緩或停止煤層賦存條件差、硫分高的煤礦項目審批建設是十分必要的。有些新建煤礦，原煤有機硫含量高，煤炭洗選加工后硫分仍然超過1%，熱值也無明顯優勢，必然帶來投產后煤炭售價低、市場競爭力差、銷售困難的結局，投產之日就是虧損之時，設計再好，效益仍然很差，項目還本付息困難重重。在當前煤炭產能過剩的形勢下，這種項目不應繼續投資建設。

2 幾點建議

(1)選煤廠技術創新總結有待提高。通過近年來選煤技術的發展，選煤工藝趨于定型化，關鍵是要進行環節創新。從近年來選煤廠設計方面分析發現，選用現有成熟工藝的多，結合煤質與目標市場的創新少；大系統布置合理化程度需要進一步提高，環節創新程度還需進一步加強。有些項目在一些設計環節中有創新點，但總結不出來。大多數上報材料在設計特點總結中的普遍用語是：選煤方法合理、產品結構靈活、自動化程度高等，這些都是當今選煤廠設計應該和能夠做到的?，F代選煤廠設計需要用細節創新、環節創新、手段創新、低成本創新來提升選煤廠的整體水平。在當前選煤大工藝系統趨于定型化的背景下，要采用“滴水成河”的思路，實現“萬眾創新”，只有這樣逐步積累、相互學習和借鑒，才會使我國選煤整體水平進一步提高。

(2)市場是決定項目建設的指路燈。隨著煤炭產能過剩、價格下滑壓力的加大，項目建設的目標市場分析尤為重要，它對選煤工藝選擇、產品結構確定關系密切。市場分析涉及到自身煤質特性、區域環境、地理位置、同行競爭等諸多因素。在選煤廠設計中，一些動力煤選煤廠設計結合目標市場程度不夠，有些選煤廠設計受到業主“以不變應萬變”思路的影響，選煤工藝設計大而全，勢必造成項目投資高、財務成本高、經濟效益差的結局。如果選煤廠按“過度加工、過度增加倉儲、過度加大設備型號”進行設計和建設，那么投產后就會出現系統利用率低、停運設備多的情況，不僅造成投資浪費，也使選煤成本上升，對此應引起設計和建設單位的足夠重視。

(3)為了促進選煤廠生產管理上水平、增效益，中國煤炭加工利用協會制定了優質高效選煤廠評選標準，該標準結合不同選煤工藝和建設規模，對選煤廠電耗指標、全員效率等均有明確要求。優秀選煤廠設計應和優質高效選煤廠相關內容對接，但有些參評項目，設計指標低于優質高效選煤廠評選標準確定的指標，因此今后設計要對標優質高效選煤廠評選標準，從設計角度為建設國內一流、國際先進選煤廠打基礎。

(4)選煤廠運行證明材料是項目評優的重要依據之一。但不少報優材料的運行證明普遍存在空話、大話多，實際運營數據及關鍵生產指標少的問題，還有待進一步改進。

3 結語

選煤廠創優設計是實現其優質、高效、綠色運行的基礎條件，認真分析煤質、合理對接市場，選擇合適的選煤工藝、性價比高的洗選設備、流暢的工藝系統布置且體現出投資少等特點，是優秀選煤廠設計的基本條件。我國是世界選煤大國，選煤廠設計技術力量雄厚，認真總結設計中的經驗及教訓，重視環節創優、細節創新，再配合選煤廠管理上水平，未來必將會涌現出大批世界一流的現代化選煤廠。

[1] 蘇懷東，趙 偉，朱守其，等.原煤預選脫泥與不脫泥重介工藝在高莊洗煤廠的應用對比[J].選煤技術，2015(6)：37-40.

[2] 楊瑞峰，衛中寬，張樹森，等.四粒級選煤工藝的研究與應用[J].煤炭加工與綜合利用，2015(9):55-57.

[3] 譚興富，盧 軍，孔 鵬. 動力煤選煤廠脫粉入洗研究[J]. 煤炭加工與綜合利用,2015(3):60-62，65.

[4] 朱子祺. 哈拉溝選煤廠脫粉入洗效益分析[J]. 煤炭加工與綜合利用, 2014(4):4-7.

A summary of and a few remarks on excellent innovative coal preparation plant design schemes

ZHENG Jun-di

(Xi'an Design and Engineering Co., Ltd., China Coal Engineering & Technology Group, Xi'an 710054, Shanxi, China)

Following a summary of the notes and commentaries on the excellent innovative coal preparation plant design schemes chosen through examination and general appraisal, and in the light of the general characteristics of the property of the raw coal as well as the market trend in China, the paper presents an analysis and evaluation on the developing trend of the coal preparation methods. For the purpose of remaining coal preparation plant designers to attach great importance to coal property and the use of coal products, several suggestion are made on the approaches for making innovative and excellent design of coal preparation plants, with an aim to helping realize rational selection of coal washing process and improved economic result for plants.

coal preparation plant; coal washing process; coking coal; power coal; cleaning of deslimed feed; excellent innovative design

1001-3571(2016)04-0077-03

TD948.1

A

2016-05-18

10.16447/j.cnki.cpt.2016.04.021

鄭均笛(1955—)，男，陜西省咸陽市人，煤炭行業設計大師，教授級高級工程師，從事選煤工藝設計工作。

E-mail：930865362@qq.com Tel：029-87850727、13609296137(請擇其一公布)

鄭均笛. 選煤廠創優設計的總結與思考[J]. 選煤技術,2016(4):77-79，92.