鄭均笛

(中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

選煤廠創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)的總結(jié)與思考

鄭均笛

(中煤西安設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

通過總結(jié)選煤廠優(yōu)秀設(shè)計(jì)的評選，結(jié)合我國煤質(zhì)普遍特性及市場動(dòng)向，對選煤方法的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析評價(jià)，并對選煤廠如何創(chuàng)新、如何開展選煤廠創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)提出了幾點(diǎn)建議，旨在提醒選煤廠設(shè)計(jì)者重視原煤煤質(zhì)與產(chǎn)品用途分析，合理選擇選煤工藝，更好地發(fā)揮選煤廠的投資效益。

選煤廠；選煤工藝；煉焦煤；動(dòng)力煤；脫粉入選；創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)

由中國煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)組織的第十七屆(2015年度)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)評優(yōu)已經(jīng)結(jié)束。該次評優(yōu)選煤專業(yè)(含煤炭物流、煤泥干燥)參評項(xiàng)目共29項(xiàng)，經(jīng)專家初評、專家組集體討論，最終評出一等獎(jiǎng)8項(xiàng)(占27.6%)、二等獎(jiǎng)16項(xiàng)(占55.2%)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)(占17.2%)，其中：獲得一等獎(jiǎng)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(dòng)力煤選煤廠。參評的29個(gè)項(xiàng)目中，選煤廠(含洗煤車間)共26項(xiàng)，總規(guī)模1.1億t，決算總投資78.67億元；煤炭物流兩項(xiàng)，總規(guī)模2 500萬t，決算總投資8.49億元；煤泥干燥一項(xiàng)，決算總投資0.53億元。筆者通過對本次評優(yōu)進(jìn)行總結(jié)，對創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)提出一些看法，旨在與同行共勉，為煤炭洗選加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展多出優(yōu)秀設(shè)計(jì)成品，從而提升我國選煤廠設(shè)計(jì)水平。

1 選煤廠設(shè)計(jì)動(dòng)向分析

1.1 選煤產(chǎn)業(yè)仍處于良性發(fā)展的階段

選煤廠設(shè)計(jì)評優(yōu)的主要條件是：項(xiàng)目審批立項(xiàng)手續(xù)合規(guī)；項(xiàng)目在可研階段曾獲得過省部級及其以上的優(yōu)秀咨詢獎(jiǎng)項(xiàng)；具有一年以上的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)歷；業(yè)主單位要有實(shí)際運(yùn)行效果的證明材料等。本次評優(yōu)，選煤廠總規(guī)模達(dá)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(yè)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(shè)規(guī)模日趨大型化

本次參評的26座選煤項(xiàng)目中，建設(shè)規(guī)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(tǒng)主要體現(xiàn)為設(shè)備大型化、系統(tǒng)簡捷化、指標(biāo)先進(jìn)化、投資合理化的特點(diǎn)，同時(shí)從另一方面折射出我國大型洗煤設(shè)備運(yùn)行的可靠度進(jìn)一步提升，選煤設(shè)備“中國制造”的前景更加廣闊。

1.3 煉焦煤選煤廠工藝設(shè)計(jì)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(xiàn)以下特點(diǎn)：

(1) 脫泥無壓重介三產(chǎn)品旋流器的選煤方法占主導(dǎo)地位。無壓重介三產(chǎn)品旋流器脫泥入選，對粗煤泥單獨(dú)分選，對于保證粗煤泥精煤灰分、降低介耗、防止重介系統(tǒng)“背灰”影響精煤產(chǎn)率均有好處，系統(tǒng)對煤質(zhì)(特別是煤泥含量)變化的適應(yīng)性更好，受到許多選煤工作者的青睞，因此新設(shè)計(jì)的大型煉焦煤選煤廠采用脫泥無壓三產(chǎn)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(shè)計(jì)中，對無壓三產(chǎn)品重介旋流器選煤工藝是采用脫泥還是不脫泥，要結(jié)合煤泥含量、矸石泥化、旋流器直徑大小等因素，經(jīng)充分論證、全面比選，制定出適合煤質(zhì)的選煤工藝，盡量避免一些選煤廠剛剛投產(chǎn)就進(jìn)行不適應(yīng)環(huán)節(jié)改造情況的發(fā)生，以免增加項(xiàng)目建設(shè)投資，甚至出現(xiàn)影響正常生產(chǎn)的不利因素[1]。

(2)煉焦煤選煤廠選前機(jī)械預(yù)排塊煤中的可見矸石已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，參評項(xiàng)目煉焦煤選煤廠多數(shù)采用機(jī)械預(yù)排塊煤中的可見矸石。煉焦煤洗選時(shí)入選上限一般為50 mm，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)械大型化、煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)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(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。對于泥化嚴(yán)重的矸石，破碎后矸石比表面積增加很大，會(huì)帶來加速泥化的后果，對分選懸浮液穩(wěn)定性，降低煤泥水系統(tǒng)運(yùn)行成本，減少高灰細(xì)泥對精煤的污染，降低介耗等均不利，而增加選前機(jī)械預(yù)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(jī)械預(yù)排矸工藝常用的有動(dòng)篩、空氣跳汰、重介淺槽。廠型小可采用動(dòng)篩或空氣跳汰，廠型大宜采用重介淺槽。采用重介淺槽預(yù)排矸，要簡化工藝，不能套用動(dòng)力煤重介淺槽洗選工藝，要充分體現(xiàn)環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)簡單的特點(diǎn)。有些廠50 mm以上重介淺槽預(yù)排矸入選前還采用脫泥篩工藝，顯然是投資高、系統(tǒng)復(fù)雜的排矸工藝，不宜大力提倡或模仿設(shè)計(jì)，對此應(yīng)引起設(shè)計(jì)工作者的注意[2]。

1.4 選煤廠主廠房結(jié)構(gòu)形式有待進(jìn)一步優(yōu)化

本次評選中，主廠房采用鋼結(jié)構(gòu)的比較多。鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要特點(diǎn)是建設(shè)工期明顯縮短，現(xiàn)代化觀感明顯增強(qiáng)，但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有保溫效果好、振動(dòng)小、維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)勢，在工期要求不緊張的情況下，主廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)又受到寒冷地區(qū)的青睞。2000年以來，隨著國外模塊化廠房的引進(jìn)，選煤廠主廠房采用鋼模塊、鋼框架結(jié)構(gòu)的比較多，在建設(shè)和投產(chǎn)初期，這類廠房美觀的優(yōu)點(diǎn)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(zhì)的影響及鋼構(gòu)加工噴砂除銹的不到位，鋼結(jié)構(gòu)廠房腐蝕生銹嚴(yán)重，維修量增加，有些廠運(yùn)行幾年就需花費(fèi)數(shù)百萬元對廠房重新刷漆維護(hù)，不僅增加費(fèi)用，而且影響正常生產(chǎn)。因此今后新設(shè)計(jì)的選煤廠，在主廠房結(jié)構(gòu)形式選擇上要結(jié)合地區(qū)溫度、煤的硫分含量、水質(zhì)、建設(shè)工期、服務(wù)年限和投資進(jìn)行全面分析，比較后再確定。鋼筋混凝土廠房設(shè)計(jì)要消化學(xué)習(xí)鋼模塊化廠房的特點(diǎn)，不斷向模塊化、混合化(鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合型)靠近，以進(jìn)一步創(chuàng)新和優(yōu)化選煤廠主廠房設(shè)計(jì)。

1.5 動(dòng)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(shè)備的出現(xiàn)，若動(dòng)力煤末煤需要入選，采用脫粉入選比較經(jīng)濟(jì)合理[3]。我國一些選煤廠原設(shè)計(jì)末煤全部采用水洗，不僅導(dǎo)致煤泥量大、產(chǎn)品水分高，并且加工的產(chǎn)品煤由于煤泥和末煤水分的增加，發(fā)熱量提高極為有限，綜合經(jīng)濟(jì)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(jià)格斷崖式下跌，煤炭企業(yè)普遍面臨經(jīng)營困難的不利局面，降本增效已成為煤炭行業(yè)企業(yè)管理者的主音，因此煤炭洗選加工也要優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織，降低加工成本。我國煤炭50%左右用于火力發(fā)電，發(fā)電用煤洗選后市場競爭力并不明顯。動(dòng)力煤全部入選煤泥量大，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益相對較差，已不宜大力推廣。建議在動(dòng)力煤末煤洗選工藝選擇中，要結(jié)合目標(biāo)市場，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步理性化

項(xiàng)目建設(shè)估算超概算、概算超決算，一直是企業(yè)管理者“頭疼”的事情。本次選煤廠評優(yōu)體現(xiàn)出的主要特點(diǎn)之一是：投資控制效果良好。多數(shù)項(xiàng)目決算低于概算，個(gè)別項(xiàng)目雖有超概算現(xiàn)象，但均在合理控制范圍之內(nèi)。不少項(xiàng)目表現(xiàn)出總承包投資省、工期短、見效快的優(yōu)勢。

1.7 追求“高大上”的觀念要進(jìn)一步淡化

本次評優(yōu)除個(gè)別項(xiàng)目個(gè)別設(shè)備進(jìn)口外，基本選用國產(chǎn)一流設(shè)備，體現(xiàn)了洗煤設(shè)備“中國制造”的宏觀發(fā)展戰(zhàn)略。洗選設(shè)備進(jìn)口存在價(jià)格高，售后服務(wù)差于國內(nèi)，備件價(jià)格昂貴等弊端。在神東、準(zhǔn)格爾、內(nèi)蒙納林河礦區(qū)，也出現(xiàn)過進(jìn)口設(shè)備的重大質(zhì)量事故，對生產(chǎn)也造成了一定影響。陜西彬縣下溝選煤廠，進(jìn)口篩子的軸承損壞后，購買進(jìn)口備件價(jià)格高、供貨慢，該廠選用洛陽軸承廠產(chǎn)品替代后，不僅價(jià)格降低、壽命也優(yōu)于進(jìn)口。該廠原設(shè)計(jì)采用進(jìn)口渣漿泵，由于備件昂貴，目前已全部更換為國產(chǎn)設(shè)備，有效地降低了生產(chǎn)成本。重介淺槽設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，同型號進(jìn)口設(shè)備價(jià)格高于國產(chǎn)兩倍以上，通過對哈爾烏素選煤廠調(diào)研，該廠7.9 m淺槽有進(jìn)口和國產(chǎn)兩種，現(xiàn)場反應(yīng)使用效果一樣。因此在煤炭市場低迷的環(huán)境下，應(yīng)淡化對選煤廠進(jìn)口設(shè)備的迷戀，關(guān)鍵部件進(jìn)口、國產(chǎn)設(shè)備，已能夠?yàn)槲覈笮?、特大型選煤廠配套。

1.8 煤炭項(xiàng)目建設(shè)優(yōu)勝劣汰勢在必行

盡管煤炭行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩、煤價(jià)下滑、企業(yè)虧損的嚴(yán)峻形勢，但資源條件好、煤質(zhì)優(yōu)良、高產(chǎn)高效的項(xiàng)目仍然具有盈利效果好的優(yōu)勢。國家新近出臺(tái)一系列政策，從供給側(cè)化解煤炭產(chǎn)能過剩、逐步遏制企業(yè)效益嚴(yán)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(xiàng)目審批建設(shè)是十分必要的。有些新建煤礦，原煤有機(jī)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(yōu)勢，必然帶來投產(chǎn)后煤炭售價(jià)低、市場競爭力差、銷售困難的結(jié)局，投產(chǎn)之日就是虧損之時(shí)，設(shè)計(jì)再好，效益仍然很差，項(xiàng)目還本付息困難重重。在當(dāng)前煤炭產(chǎn)能過剩的形勢下，這種項(xiàng)目不應(yīng)繼續(xù)投資建設(shè)。

2 幾點(diǎn)建議

(1)選煤廠技術(shù)創(chuàng)新總結(jié)有待提高。通過近年來選煤技術(shù)的發(fā)展，選煤工藝趨于定型化，關(guān)鍵是要進(jìn)行環(huán)節(jié)創(chuàng)新。從近年來選煤廠設(shè)計(jì)方面分析發(fā)現(xiàn)，選用現(xiàn)有成熟工藝的多，結(jié)合煤質(zhì)與目標(biāo)市場的創(chuàng)新少；大系統(tǒng)布置合理化程度需要進(jìn)一步提高，環(huán)節(jié)創(chuàng)新程度還需進(jìn)一步加強(qiáng)。有些項(xiàng)目在一些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中有創(chuàng)新點(diǎn)，但總結(jié)不出來。大多數(shù)上報(bào)材料在設(shè)計(jì)特點(diǎn)總結(jié)中的普遍用語是：選煤方法合理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)靈活、自動(dòng)化程度高等，這些都是當(dāng)今選煤廠設(shè)計(jì)應(yīng)該和能夠做到的。現(xiàn)代選煤廠設(shè)計(jì)需要用細(xì)節(jié)創(chuàng)新、環(huán)節(jié)創(chuàng)新、手段創(chuàng)新、低成本創(chuàng)新來提升選煤廠的整體水平。在當(dāng)前選煤大工藝系統(tǒng)趨于定型化的背景下，要采用“滴水成河”的思路，實(shí)現(xiàn)“萬眾創(chuàng)新”，只有這樣逐步積累、相互學(xué)習(xí)和借鑒，才會(huì)使我國選煤整體水平進(jìn)一步提高。

(2)市場是決定項(xiàng)目建設(shè)的指路燈。隨著煤炭產(chǎn)能過剩、價(jià)格下滑壓力的加大，項(xiàng)目建設(shè)的目標(biāo)市場分析尤為重要，它對選煤工藝選擇、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定關(guān)系密切。市場分析涉及到自身煤質(zhì)特性、區(qū)域環(huán)境、地理位置、同行競爭等諸多因素。在選煤廠設(shè)計(jì)中，一些動(dòng)力煤選煤廠設(shè)計(jì)結(jié)合目標(biāo)市場程度不夠，有些選煤廠設(shè)計(jì)受到業(yè)主“以不變應(yīng)萬變”思路的影響，選煤工藝設(shè)計(jì)大而全，勢必造成項(xiàng)目投資高、財(cái)務(wù)成本高、經(jīng)濟(jì)效益差的結(jié)局。如果選煤廠按“過度加工、過度增加倉儲(chǔ)、過度加大設(shè)備型號”進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，那么投產(chǎn)后就會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)利用率低、停運(yùn)設(shè)備多的情況，不僅造成投資浪費(fèi)，也使選煤成本上升，對此應(yīng)引起設(shè)計(jì)和建設(shè)單位的足夠重視。

(3)為了促進(jìn)選煤廠生產(chǎn)管理上水平、增效益，中國煤炭加工利用協(xié)會(huì)制定了優(yōu)質(zhì)高效選煤廠評選標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合不同選煤工藝和建設(shè)規(guī)模，對選煤廠電耗指標(biāo)、全員效率等均有明確要求。優(yōu)秀選煤廠設(shè)計(jì)應(yīng)和優(yōu)質(zhì)高效選煤廠相關(guān)內(nèi)容對接，但有些參評項(xiàng)目，設(shè)計(jì)指標(biāo)低于優(yōu)質(zhì)高效選煤廠評選標(biāo)準(zhǔn)確定的指標(biāo)，因此今后設(shè)計(jì)要對標(biāo)優(yōu)質(zhì)高效選煤廠評選標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計(jì)角度為建設(shè)國內(nèi)一流、國際先進(jìn)選煤廠打基礎(chǔ)。

(4)選煤廠運(yùn)行證明材料是項(xiàng)目評優(yōu)的重要依據(jù)之一。但不少報(bào)優(yōu)材料的運(yùn)行證明普遍存在空話、大話多，實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)及關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)少的問題，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

3 結(jié)語

選煤廠創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)其優(yōu)質(zhì)、高效、綠色運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，認(rèn)真分析煤質(zhì)、合理對接市場，選擇合適的選煤工藝、性價(jià)比高的洗選設(shè)備、流暢的工藝系統(tǒng)布置且體現(xiàn)出投資少等特點(diǎn)，是優(yōu)秀選煤廠設(shè)計(jì)的基本條件。我國是世界選煤大國，選煤廠設(shè)計(jì)技術(shù)力量雄厚，認(rèn)真總結(jié)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，重視環(huán)節(jié)創(chuàng)優(yōu)、細(xì)節(jié)創(chuàng)新，再配合選煤廠管理上水平，未來必將會(huì)涌現(xiàn)出大批世界一流的現(xiàn)代化選煤廠。

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

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

[3] 譚興富，盧 軍，孔 鵬. 動(dòng)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(yè)設(shè)計(jì)大師，教授級高級工程師，從事選煤工藝設(shè)計(jì)工作。

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

鄭均笛. 選煤廠創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)的總結(jié)與思考[J]. 選煤技術(shù),2016(4):77-79，92.