選煤廠工藝的升級改造及生產能力驗證

何宗豪

（西山煤電（集團）有限公司東曲選煤廠，山西 古交 030200）

引言

目前我國的選煤廠以中小型為主，存在生產能力不足、生產效率低下、設備自動化水平低等問題，導致選煤廠的產量無法滿足原煤的生產能力，也無法滿足選煤廠下游企業對精煤的需求。從整體上講，我國選煤廠分選能力不足，這不僅導致煤炭資源利用率低，同時原煤未分選就使用也容易造成環境污染[1]。因此，急需對當前選煤廠的工藝進行升級改造，提升其生產能力和生產效率。

1 選煤廠工藝現狀

目前，東曲選煤廠的生產工藝如下：原煤運送到卸載坑，通過帶式輸送機送至原煤倉后開始分選工藝。首先，原煤在直徑為25 mm和2.5 mm的分篩機中進行篩選，其中直徑大于25 mm的原煤進入重介質斜輪分選機進行分選；直徑小于18 mm的原煤進入重介質旋流器進行分選。上述經分選所得到的精煤分別通過加壓過濾、真空過濾并在脫水后進行回收；剩余的尾煤通過濃縮機進行回收[2]。經對實踐中存在的問題進行總結分析，對選煤廠中各個系統所存在的問題一一列舉。具體如下：

1.1 受煤系統現狀

當前受煤系統中的翻車機采用老式O型翻車機，導致車輛進入后極易造成撞擊，進而加劇車輛和翻車機的磨損，存在極大的安全隱患；受煤系統列車需要操作人員進行手動解列，導致操作人員的勞動強度極大；翻車機僅可對專用的車輛進行翻卸，極大地限制了外部車輛進入選煤廠的數量。

1.2 原煤倉現狀

目前，原煤倉對應的配煤工作主要依靠工作人員完成，極大地增加了工作人員的勞動強度且容易造成計量不準確；為原煤倉配置帶式輸送機的穩定性較差，無法滿足選煤廠擴產后的需求。

1.3 主選煤廠房現狀

目前，主選煤廠房中所配置的原煤分級篩、產品脫介篩等篩選類的設備使用年代過長，其可靠性較低且后期維護費用較高，極大地制約了選煤廠的分選能力。同時，現場配置的原煤、末原煤、末精煤及矸石帶式輸送機的運量已經達到極限，無法滿足選煤廠擴產后的需求。

1.4 粗煤泥分選現狀

目前，針對粗煤泥的分選存在工藝復雜的問題，現場僅對大于2.5 mm和小于0.5 mm的進行分選；而對0.5～2.5 mm部分原煤無法分選，導致其影響重介質旋流器的分選效果。同時，上述分選工藝還會影響脫介篩的效果，最終導致分選成本增加[3]。

本文僅對上述關鍵廠房所存在的問題進行列舉。

2 選煤廠工藝、設備的升級改造及生產能力驗證

為保證選煤廠工藝改造的效果和成本的控制，在實際改造過程中需對各個工藝環節的入料和排料的數量與質量進行再次核算，保證選煤廠工藝中涉及的煤、水及介質的使用數量和對應的質量相互匹配。經核算，本選煤廠生產中的水與介質消耗的數量如表1所示。

表1 選煤廠水及介質的消耗量統計

2.1 工藝流程結構的改造

對于一般的選煤廠，其對應的常規分選作業主要可以劃分如下：首先是原煤的準備階段，然后為對原煤進行的分選階段，最后在初步分選的基礎上對其進行脫水操作，同時對煤泥水進行處理。在上述流程結束后，還需對生產過程中的懸浮液進行凈化并回收處理。

結合當前選煤工藝流程現狀，針對性地對原工藝系統作如下改造：

1）鑒于選煤廠中顆粒大小為0.25～1 mm的粗煤泥的量較大，本項目針對粗煤泥分選增加了干擾床分選系統。

2）針對塊煤的分選，本項目將其下限值降低為16 mm，從而使得進入末煤重介質旋流器中塊煤的數量降低，繼而變相地提升末中煤的矸石分選效果，改善了末中煤的質量[4]。

3）當前針對選煤廠擴大產能后所配置的再選斜輪分選機的處理能力與擴大的產能不匹配，將再選斜輪分選機替換為重介質淺槽分選機。

經升級改造后，針對塊煤的工藝流程如圖1所示。

圖1 升級改造后塊煤的工藝流程圖

2.2 選煤設備的升級

選煤工藝的布置是本次工藝升級改造重點，也是保證最終改造效果的關鍵。擬通過本次升級改造，將選煤廠的生產能力從3.7 Mt/年提升至10 Mt/年。針對地面主要指的是對煤倉、矸石倉及煤泥倉的擴大，擴大后的參數如表2所示。

表2 各類煤倉擴大后的參數統計

針對受煤系統翻車機的不足，將現有的O型翻車機替換為C型翻車機。C型翻車機在對車輛進行翻卸時二者之間不存在撞擊，既解決了原翻車機事故高的問題，又可對多種車輛進行翻卸，擴大了使用范圍，且其翻車能力較O型翻車機增加了8輛/h，從而提升了受煤系統的翻車能力[5]。

針對原煤倉采用人工方式配煤的問題，為其引入原煤配煤自動化控制系統，具體實施方式如下：為現場的振動給煤機配置變頻器，每兩臺配置一臺變頻器。通過對變頻器的頻率進行調整，實現對振動給煤機振動頻率的控制，從而實現對配煤的自動化控制。此外，將原煤倉配置帶式輸送機更換為DT型，并為每臺帶式輸送機配置進口的減速機，提升帶式輸送機的穩定性和可靠性。

針對選煤廠主廠房設備老舊的問題，本項目對其中關鍵且對生產影響力較大的分級篩、脫介篩及脫水篩進行更換處理。選煤廠主廠房關鍵設備更換結果如表3所示。

表3 選煤廠主廠房關鍵設備更換結果

2.3 生產能力驗證

經對選煤廠的工藝升級改造后，使得選煤廠的工藝明顯得到改進，原設備老化且穩定差的問題也都相應得到解決。

2.3.1 定性分析

經對選煤廠工藝進行升級改造后，其對應的原煤入量明顯增加，實際生產中的故障率降低，維護成本降低，所得產品的質量也得到提升。

2.3.2 定量分析

經對選煤廠工藝升級改造后，對原煤的分選能力從原來的12 306 t/d增加為20 303 t/d。同時，選煤廠生產成本也降低將近40%。

3 結語

針對選煤廠生產能力低下、現場設備老化等問題，本文對其選煤廠的工藝流程和關鍵設備進行升級改造，并最終對工藝升級改造效果進行驗證，總結如下：

1）制約選煤廠生產能力不足的主要原因為設備老舊、穩定性差、處理能力低等。此外，選煤工藝流程的不合理也是導致生產能力不足的關鍵因素。

2）對選煤廠所存在的問題采取針對性的工藝流程改造和設備更換后，選煤廠的生產力顯著提升，對應的生產成本降低。