田莊選煤廠精煤水分的研究和實(shí)踐

摘 要：在田莊選煤廠的生產(chǎn)中，入倉精煤水分突然明顯增高，通過檢查和分析計(jì)算，找到了其原因，進(jìn)而找出了相應(yīng)的、合適的對策。經(jīng)過實(shí)踐，降低了水分，較好地解決了入倉精煤水分的問題，并且達(dá)到了較好的、較穩(wěn)定的效果。有利于安全生產(chǎn)和效益。

關(guān)鍵詞：精煤水分；檢查；分析計(jì)算；實(shí)踐；塊精煤；末粗精煤；浮選精煤；煤質(zhì)；合格率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.070

1 概況介紹

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司田莊選煤廠（簡稱“田選” ）于1970年建成投產(chǎn)，是我國自主設(shè)計(jì)、建設(shè)的第一座大型全重介煉焦煤選煤廠，原設(shè)計(jì)能力為3.5 Mt/a[1]。經(jīng)過幾次大的技術(shù)改造，使設(shè)計(jì)能力提升到10 Mt/a[2]。工藝有所改進(jìn)，生產(chǎn)效率效果有所提高。

田莊選煤廠采用塊煤（300～16mm）重介質(zhì)斜輪分選、末煤（16～2.5mm）重介質(zhì)旋流器分選、粗煤泥（2.5～0.5mm）干擾床分選、煤泥水（0.5～0mm）浮選的聯(lián)合工藝。根據(jù)原煤粒度級別越窄分選效果越好的原理[3]，四級分選流程更有優(yōu)勢。分選后，塊精煤采用振動(dòng)篩（共2臺(tái)）脫水，末精煤和粗煤泥精煤合在一起（稱末粗精煤）采用臥式振動(dòng)離心機(jī)（共4臺(tái)）脫水，浮選精煤脫水設(shè)備有三種：圓盤式加壓過濾機(jī)（共4臺(tái)）、圓盤式真空過濾機(jī)（共5臺(tái)）、快開式隔膜壓濾機(jī)（共3臺(tái)），脫水后的塊精煤、末粗精煤、浮選精煤合在一起組成精煤產(chǎn)品入倉而成為入倉精煤。其精煤脫水工藝流程簡圖如圖1所示。

煤炭經(jīng)過洗選后，精煤中必然會(huì)帶有較多的水分， 需要脫水，如果不很好的脫除， 會(huì)不符合用戶對產(chǎn)品的要求，對選煤廠和相關(guān)工業(yè)部門均會(huì)造成很大影響。精煤水分高， 選煤廠裝車可能不便，選煤廠裝車線路既不衛(wèi)生又不安全，增加運(yùn)輸量，增加成本，影響效益，在北方冬天還會(huì)造成卸車?yán)щy，影響車輛周轉(zhuǎn)。精煤水分是精煤產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，所以要控制好精煤水分。我廠對入倉精煤水分的要求是Mt≤13%。

2 問題的出現(xiàn)

塊精煤經(jīng)脫水后有塊精煤水分，末粗精煤經(jīng)脫水后有末粗精煤水分，浮選精煤經(jīng)脫水后有浮選精煤水分，三精煤產(chǎn)品水分可以綜合成入倉精煤水分的計(jì)算值。因?yàn)檎舭l(fā)等，入倉精煤實(shí)際水分要比計(jì)算值略低。長期以來，我廠的入倉精煤水分都比較平穩(wěn)，符合要求，入倉精煤水分合格率較高，但進(jìn)入十月上旬以來，入倉精煤水分突然明顯增高，大多超過要求水分，有的則高達(dá)14%以上，入倉精煤水分合格率也大幅下降。

水分出了明顯的問題，要查找原因。首先查看相關(guān)各處有無外來水的進(jìn)入，經(jīng)過檢查，沒有發(fā)現(xiàn)有外來水的進(jìn)入；然后對各脫水設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)各脫水設(shè)備的入料、運(yùn)轉(zhuǎn)、出料、精煤干濕等均屬正常，各設(shè)備運(yùn)行正常；再檢查各設(shè)備的脫水效果，經(jīng)過多次化驗(yàn)和復(fù)查性化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各設(shè)備、各類精煤產(chǎn)品的水分也較正常，與以前的一樣或相近。找來相關(guān)資料，對此年度10月上旬等幾個(gè)時(shí)段的精煤水分等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1：

既然如此，那為什么入倉精煤水分突然明顯增高？

3 分析研究

這個(gè)問題需要更多的檢查和分析研究。通過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)一些情況，如浮選精煤脫水設(shè)備開車量有所增多，加壓過濾機(jī)以前是常開三臺(tái)備用一臺(tái)，現(xiàn)在是四臺(tái)常開；精煤壓濾機(jī)還是三臺(tái)常開，但緊張了些；真空過濾機(jī)以前是常開三臺(tái)，兩臺(tái)效果較差的備用，現(xiàn)在是兩臺(tái)效果較差的也常開了。浮選精煤池子也較易出現(xiàn)滿、冒現(xiàn)象。煤泥水濃度常有所增高，還較易出現(xiàn)泥化情況，浮選精煤灰分也易波動(dòng)較大。塊精煤脫水振動(dòng)篩上的塊精煤比以前有所減少，粒度也有所減小。再檢查原煤，從原煤皮帶上發(fā)現(xiàn)，相對以前，有著較大粒度的煤塊有所減少，而且大塊的塊煤明顯減少，而細(xì)粒度的粉煤相對明顯增多。難道是細(xì)粒度或浮選煤的增多而導(dǎo)致入倉精煤水分的增高？有可能。

找來相關(guān)資料，對此年度10月上旬等幾個(gè)時(shí)段的原煤各粒級占比和各粒級精煤產(chǎn)率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（平均值），結(jié)果如表2：

從表2中可以看出，9月的各粒級占比及各粒級精煤產(chǎn)率與以前相比，有些變化，但變化不大，而10月上旬變化較大。10月上旬，塊煤所占比例降低明顯，塊精煤產(chǎn)率（占本級）與以前相近；末粗煤所占比例稍有降低，末粗精煤產(chǎn)率（占本級）也稍有降低；煤泥所占比例增加較多，浮選精煤產(chǎn)率（占本級）稍有降低。的確是塊煤減少，煤泥增多，原煤煤質(zhì)粒度變化較大。煤泥如此增多，浮選精煤也會(huì)相對增多較多，浮選精煤水分相對塊精煤和末粗精煤明顯較高許多，而水分最低的塊精煤是相對減少的，水分較低的末粗精煤也稍有減少，所以，入倉精煤水分應(yīng)當(dāng)有所增加。

可以通過三種精煤產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)綜合計(jì)算出入倉精煤水分的計(jì)算值。先看1～7月時(shí)段，入倉精煤水分的計(jì)算值（平均值）為：

（15.0﹪×30.0﹪×5.5﹪+55.0﹪×55.0﹪×9.1﹪+30.0﹪×65.0﹪×20.7﹪）÷（15.0﹪×30.0﹪+55.0﹪×55.0﹪+30.0﹪×65.0﹪）=12.97﹪，

與入倉精煤平均水分實(shí)際值12.80﹪比較符合（因?yàn)檎舭l(fā)等，入倉精煤實(shí)際水分要比計(jì)算值略低。）；8月、9月時(shí)段，也是比較符合；再看10月上旬時(shí)段，入倉精煤水分的計(jì)算值（平均值）為：

（10.0﹪×30.0﹪×5.5﹪+54.0﹪×54.0﹪×9.1﹪+36.0﹪×63.0﹪×20.9﹪）÷（10.0﹪×30.0﹪+54.0﹪×54.0﹪+36.0﹪×63.0﹪）=13.78﹪，

與入倉精煤平均水分實(shí)際值13.59﹪也比較符合。

從以上可以看出，入倉精煤水分突然明顯增高的主要原因應(yīng)當(dāng)是煤質(zhì)變化，塊煤減少較多，而浮選煤增加較多，煤質(zhì)變得較碎了。通過了解，確實(shí)原煤各礦煤層煤質(zhì)有所變化、綜采程度有較大的提高，所以，原煤煤質(zhì)變化較大。

4 對策與實(shí)踐

知道了主要原因，宜于找到相應(yīng)的、合適的對策。如果可以控制原煤煤質(zhì)，使其塊煤、末粗煤有較大的增加，而煤泥有明顯的減少，則會(huì)容易使入倉精煤水分達(dá)到要求之下。由于我廠原煤幾乎完全來自集團(tuán)內(nèi)部各礦，近期我廠入廠原煤煤質(zhì)不易有較大變化，但還可以爭取有所優(yōu)化。這樣，需要從多個(gè)方面控制、降低入倉精煤水分。

首先，原煤煤質(zhì)方面，雖然不易有較大變化，但還可以爭取有所優(yōu)化。盡量減少很碎的、特別是易泥化的原煤的進(jìn)入，加大較粗的原煤的進(jìn)入；在配煤時(shí)，要考慮到煤質(zhì)的粗細(xì)，很碎的原煤不要單獨(dú)或大量入洗，以避免浮選精煤量相對過大而明顯過多增加入倉精煤水分，可以配合較粗的原煤入洗。通過溝通和努力，煤質(zhì)粒度有所改進(jìn)，有著積極的效果。

再者，三精煤產(chǎn)品水分方面，都要想辦法盡量降低，浮選精煤水分是重點(diǎn)。加壓過濾機(jī)方面，是浮選精煤脫水比較主力的設(shè)備，其水分相對另外兩種比較低。加壓過濾機(jī)精煤的水分有降低的空間，處理量也有提升的空間。可以通過加強(qiáng)設(shè)備檢修、濾布更換，提高風(fēng)壓等降低精煤水分，同時(shí)也使設(shè)備的處理量有所增加；進(jìn)一步加強(qiáng)加壓過濾機(jī)的開車使用，也會(huì)增加其處理量。這樣，有利于降低浮選精煤的綜合水分。精煤壓濾機(jī)方面，水分也有降低的空間，可以通過加強(qiáng)設(shè)備檢修，增加上料壓力、提高壓榨風(fēng)壓等降低精煤水分。真空過濾機(jī)，可以通過加強(qiáng)設(shè)備檢修、濾布更換，提高真空度，適當(dāng)提高料位并通過溢流穩(wěn)定料位等降低精煤水分。另外，真空過濾機(jī)要盡量先開效果好、水分較低的車，后開、盡量少開效果差、水分較高的車。提高每臺(tái)設(shè)備的脫水效果，開車有順序，這樣，有利于降低浮選精煤的綜合水分，而且可以降低較多。

末粗精煤脫水用的4臺(tái)大型臥式振動(dòng)離心機(jī)，可以通過加強(qiáng)設(shè)備檢修、適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速等提高設(shè)備效果、降低精煤水分。其原來常是開三備一，現(xiàn)在，當(dāng)煤量較大時(shí)就要4臺(tái)常開，以加強(qiáng)設(shè)備脫水的效果。塊精煤也可以通過優(yōu)化振動(dòng)篩噴水等來降低塊精煤水分。

5 效果與建議

通過努力和實(shí)踐，到10月下旬，入倉精煤水分的控制達(dá)到了較好的、較穩(wěn)定的效果。對10月下旬的精煤水分等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3：

對10月下旬的各粒級占比和各粒級精煤產(chǎn)率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（平均值），結(jié)果如表4。

通過上表可以看出，相對10月上旬，10月下旬的煤質(zhì)粒度上有所好轉(zhuǎn)，煤泥所占比例雖然還是較高，但有所降低，末粗煤所占比例有所升高，塊煤所占比例不變；加壓過濾機(jī)精煤水分、真空過濾機(jī)精煤水分和浮選精煤水分有較大幅度的降低，塊精煤水分、末粗精煤水分和精煤壓濾機(jī)精煤水分也有些降低；入倉精煤水分有較大幅度的降低，符合要求，并且水分低于要求較多；入倉精煤水分合格率大幅提高，而且高于以前的正常水平。

通過三種精煤產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)綜合計(jì)算入倉精煤水分的計(jì)算值，入倉精煤水分的計(jì)算值（平均值）為：

（10.0﹪×30.0﹪×5.0﹪+56.0﹪×54.5﹪×8.6﹪+34.0﹪×64.0﹪×19.9﹪）÷（10.0﹪×30.0﹪+56.0﹪×54.5﹪+34.0﹪×64.0﹪）=12.85﹪，

與入倉精煤平均水分實(shí)際值12.69﹪比較符合。入倉精煤水分符合要求，并且達(dá)到了較好的、較穩(wěn)定的效果。

如此，較好地解決了入倉精煤水分的問題。但是，煤質(zhì)是會(huì)變化的，以后很有可能更加細(xì)碎化，泥化煤也有可能增加，將會(huì)給入倉精煤水分控制帶來更大的壓力。所以，建議把水分最高的、老舊的真空過濾機(jī)更換成水分相對較低的加壓過濾機(jī)或精煤壓濾機(jī)，以適應(yīng)將來新的形勢和更好地控制入倉精煤水分。

6 結(jié)語

入倉精煤水分突然明顯增高，通過檢查和分析計(jì)算，找到了其原因，進(jìn)而找出了相應(yīng)的、合適的對策。經(jīng)過實(shí)踐，降低了水分，較好地解決了入倉精煤水分的問題，水分符合要求，并且達(dá)到了較好的、較穩(wěn)定的效果。有利于安全生產(chǎn)，有利于降低成本、提高效益。有時(shí)候，當(dāng)觀察分析難以發(fā)現(xiàn)問題、確定原因時(shí)，可以使用分析計(jì)算法，以便找到問題的本質(zhì)原因和事物的規(guī)律，進(jìn)而解決問題。

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作者簡介：劉廣山（1982-），男，安徽臨泉人，技術(shù)員，從事選煤技術(shù)研究工作。