吳玉良

(山西焦化集團(tuán)有限公司，山西 洪洞 041606)

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對(duì)煉焦煤性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法的改進(jìn)及完善

吳玉良

(山西焦化集團(tuán)有限公司，山西 洪洞 041606)

針對(duì)山西焦化公司原煉焦煤性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法存在的只重視單種煤的結(jié)焦性，而忽略了其在配煤煉焦時(shí)的地位和作用等問(wèn)題，補(bǔ)充了體現(xiàn)煉焦煤結(jié)焦過(guò)程行為、變質(zhì)程度及適用性(即根據(jù)焦炭質(zhì)量要求，該煤種最大可配用比例)等指標(biāo)。改進(jìn)后，對(duì)煉焦煤的評(píng)價(jià)更加準(zhǔn)確、合理及貼近生產(chǎn)實(shí)際，較好地指導(dǎo)了原料煤采購(gòu)及煉焦配煤，對(duì)降低焦炭生產(chǎn)成本起到了重要的作用。

煉焦煤；性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法；固軟區(qū)間；鏡質(zhì)組反射率；適用性指標(biāo)

性?xún)r(jià)比即性能與價(jià)格之比，是反映物品的可買(mǎi)程度的一種量化的計(jì)量方式。煉焦煤是山西焦化公司的主要生產(chǎn)原料，日消耗量1萬(wàn)多噸。目前，公司采購(gòu)的煉焦原料煤種類(lèi)較多，分別由十幾個(gè)礦點(diǎn)及洗煤廠(chǎng)供應(yīng)，并根據(jù)生產(chǎn)需要不斷開(kāi)發(fā)新的煉焦煤資源。為此，對(duì)公司的煉焦原料煤進(jìn)行性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)，對(duì)于指導(dǎo)原料煤采購(gòu)、開(kāi)發(fā)新煤源及配煤，降低煉焦配煤成本意義重大。

近年來(lái)，通過(guò)學(xué)習(xí)借鑒煉焦行業(yè)兄弟單位評(píng)價(jià)方法，把常規(guī)工業(yè)分析指標(biāo)、工藝指標(biāo)及煤巖指標(biāo)結(jié)合起來(lái)對(duì)煉焦煤質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，初步建立了評(píng)價(jià)模型，對(duì)于煉焦煤的質(zhì)量評(píng)價(jià)起到了積極的推進(jìn)作用。

在應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該評(píng)價(jià)方法存在一些缺陷，主要表現(xiàn)在對(duì)于煉焦煤只重視單種煤的結(jié)焦性，而忽略了其在配煤煉焦時(shí)的地位和作用等，因而導(dǎo)致原料煤性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)不夠全面和準(zhǔn)確，不能很好地指導(dǎo)煉焦煤的采購(gòu)及配用。

針對(duì)存在的問(wèn)題，對(duì)原評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了改進(jìn)和完善，補(bǔ)充了體現(xiàn)煉焦煤結(jié)焦過(guò)程行為及變質(zhì)程度等指標(biāo)，并將各煤種的適用性(即根據(jù)焦炭質(zhì)量要求，該煤種最大可配用比例)等加入評(píng)價(jià)體系。改進(jìn)后，通過(guò)8個(gè)月的應(yīng)用，取得較好的效果，對(duì)煉焦原料煤的評(píng)價(jià)相對(duì)更加準(zhǔn)確、合理，很好地指導(dǎo)了原料煤采購(gòu)及煉焦配煤，對(duì)降低焦炭生產(chǎn)成本起到了重要的作用。

1 原性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法

1.1 分類(lèi)別對(duì)各種原料煤進(jìn)行性?xún)r(jià)比計(jì)算

目前，山焦煉焦原料煤有6種類(lèi)別，分別為焦煤、肥煤、1/3焦煤、瘦煤、氣煤和弱黏煤。

各類(lèi)別評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表1.

表1 5種煉焦原料煤評(píng)價(jià)指標(biāo)表

1.2 基準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)的選擇

對(duì)不同類(lèi)別的煤種各制定一組質(zhì)量指標(biāo)作為基準(zhǔn)，見(jiàn)表2.

2 原性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法存在的缺陷

1) 原評(píng)價(jià)指標(biāo)體系注重的是單種煤的結(jié)焦性，對(duì)于各種煤在配煤煉焦時(shí)起到的作用未能體現(xiàn)，導(dǎo)致評(píng)價(jià)不夠全面和準(zhǔn)確。例如在對(duì)焦煤的評(píng)價(jià)中，由于變質(zhì)程度偏高的焦煤?jiǎn)为?dú)煉焦時(shí)，其焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度通常較高，因而出現(xiàn)偏瘦焦煤(編碼15)的質(zhì)量得分高于揮發(fā)分20%～28%焦煤(編碼25)現(xiàn)象，具體到該公司所用焦煤，則為中*焦煤和平*焦煤(均為焦煤15)的質(zhì)量得分高于離*焦煤和介*焦煤(均為焦煤25)的有悖常理的現(xiàn)象。

表2 不同類(lèi)別煤種的質(zhì)量指標(biāo)表

2) 煤巖指標(biāo)只重視混煤程度未能體現(xiàn)煤的變質(zhì)程度。例如對(duì)瘦煤的評(píng)價(jià)，由于缺少反映變質(zhì)程度的指標(biāo)，使得一些變質(zhì)程度較高的瘦煤(貧瘦煤)，雖然基本上不能單獨(dú)成焦，但因其低灰、低硫且單一無(wú)混煤，質(zhì)量得分較高，出現(xiàn)其性?xún)r(jià)比好于變質(zhì)程度相對(duì)較低、結(jié)焦性較好的瘦煤現(xiàn)象。

3) 只重視單純的質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)各煤種是否適用于焦炭質(zhì)量需要的性能即適用性未能體現(xiàn)。例如一些煤種除硫分指標(biāo)外，其它指標(biāo)均較好，質(zhì)量得分較高，價(jià)格也較低，因而得出性?xún)r(jià)比較高的結(jié)論，但實(shí)際上該煤種因硫分過(guò)高，不適宜多配或無(wú)法配用。

以上因素導(dǎo)致部分煤種質(zhì)量評(píng)價(jià)不夠準(zhǔn)確、合理，評(píng)價(jià)組合指標(biāo)相近的煉焦煤所得焦炭質(zhì)量仍有較大差異，甚至出現(xiàn)有悖常理的現(xiàn)象。

3 對(duì)性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法的改進(jìn)

針對(duì)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)不同類(lèi)別的煉焦原料煤性?xún)r(jià)比方法分別改進(jìn)如下：

1) 對(duì)于中等變質(zhì)程度煤種，增加了固軟區(qū)間指標(biāo)。

固軟區(qū)間即煤開(kāi)始軟化的溫度(T1)與開(kāi)始固化的溫度(T3)之間的范圍(T3～T1)，即為膠質(zhì)體的溫度間隔，它表示煤在處于膠質(zhì)狀態(tài)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，其大小反映了膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性好壞。溫度間隔大，表示膠質(zhì)體滯留時(shí)間長(zhǎng)，其中的液相物質(zhì)熱穩(wěn)定性好，煤粒間有更充分的時(shí)間接觸和相互作用。反之，溫度間隔小，表示膠質(zhì)體滯留時(shí)間短，其中的液相物質(zhì)對(duì)熱不穩(wěn)定，很快分解析出。較寬的固軟區(qū)間，有利于提高在干餾過(guò)程的軟融區(qū)間，較好地融合煤粒及保證配合煤塑性狀態(tài)的連續(xù)性，對(duì)于配煤重大意義。

該公司近期使用的幾種焦煤的固軟區(qū)間測(cè)定值見(jiàn)表3.

表3 幾種焦煤的固軟區(qū)間測(cè)定值表

由表3可以看出，4種焦煤的固軟區(qū)間差別較大，介*焦煤和離*焦煤明顯高于中*焦煤18 ℃～25 ℃，中*焦煤和平*焦煤的軟化溫度較介*焦煤和離*焦煤高8 ℃～28 ℃. 因而可以體現(xiàn)出介*焦煤和離*焦煤加熱時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體熱穩(wěn)定性明顯好于中*焦煤和平*焦煤，因其固軟區(qū)間較高，給“變形煤?！钡慕佑|及黏結(jié)創(chuàng)造了良好的條件，在配合煤中具有較高的地位和作用。

將固軟區(qū)間加入焦煤和肥煤的性?xún)r(jià)比的評(píng)價(jià)后，能夠較客觀(guān)、全面地反映出各種煤在配合煤中起到的作用，與各種煤在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出的價(jià)值相吻合。修訂后該公司7月份進(jìn)廠(chǎng)焦煤性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)及排序，見(jiàn)表4.

表4 7月份進(jìn)廠(chǎng)焦煤性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)及排序表

2) 對(duì)于變質(zhì)程度較高的瘦煤、貧瘦煤的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)，增加了鏡質(zhì)組反射率。

該公司所用幾種瘦煤及貧瘦煤結(jié)焦性相差較大，其中一些變質(zhì)程度相對(duì)較低的瘦煤如王**瘦煤(鏡質(zhì)體隨機(jī)平均反射率為1.604)，其具有中等黏結(jié)性，煉焦過(guò)程中能產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大，裂紋少，抗碎強(qiáng)度較好的焦炭，為結(jié)焦性較好的瘦煤；另有一些變質(zhì)程度相對(duì)較高的瘦煤或貧瘦煤(鏡質(zhì)體隨機(jī)平均反射率>1.7)，其結(jié)焦性較差，單獨(dú)煉焦時(shí)，生成的粉焦多或基本上全部為粉焦。

因此，在瘦煤及貧瘦煤的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)中，增加反映變質(zhì)程度的指標(biāo)，可以避免一些變質(zhì)程度較高、結(jié)焦性差，但因其它指標(biāo)好，使得性?xún)r(jià)比高于變質(zhì)程度較低、結(jié)焦性較好的瘦煤的現(xiàn)象發(fā)生。

反映煤的變質(zhì)程度的指標(biāo)很多，常用的指標(biāo)有揮發(fā)分、碳含量、發(fā)熱量及鏡質(zhì)組反射率等。揮發(fā)分、碳含量及發(fā)熱量等指標(biāo)雖廣泛應(yīng)用，但它們同時(shí)受變質(zhì)程度和巖相組成兩個(gè)因素的影響，而鏡質(zhì)組反射率是較為理想的指標(biāo)，采用它可以較準(zhǔn)確地判斷煤的變質(zhì)度。故在瘦煤的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)指標(biāo)中增加了鏡質(zhì)組隨機(jī)反射率指標(biāo)，用以反映煤的變質(zhì)程度。

3) 增加了煤種可配用最大比例，以體現(xiàn)原料煤是否適用于焦炭生產(chǎn)需要。

在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，只重視原料煤的質(zhì)量指標(biāo)是不夠的，還需考察該煤種能否適用于焦炭的生產(chǎn)需要，配用該煤種后，焦炭質(zhì)量指標(biāo)能否達(dá)到要求，能否大量配用等。例如一些煤種除硫分指標(biāo)外其它質(zhì)量指標(biāo)均較好，使用原評(píng)價(jià)方法質(zhì)量得分較高，其價(jià)格也較低，因而得出性?xún)r(jià)比較高的結(jié)論。但實(shí)際情況是該煤種因硫分太高，不適宜多配或無(wú)法配用。否則，焦炭硫分指標(biāo)超標(biāo)或需配用大量的低硫分煤種造成成本增加。

因此，原料煤的適用性也應(yīng)加入到性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)體系。將原料煤最大可配用比例作為適用性評(píng)價(jià)的量化指標(biāo)，可以使得一些因受某項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)制約不宜大比例配用的煤種被減去一定分?jǐn)?shù)，從而使性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合更加密切。

4 改進(jìn)完善后的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)方法

4.1 性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)指標(biāo)

改進(jìn)完善后各煤種的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表5.

4.2 基準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)

根據(jù)公司目前生產(chǎn)焦炭的質(zhì)量要求，將原有基準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行了修訂，并制定了新增評(píng)價(jià)指標(biāo)的基準(zhǔn)值，見(jiàn)表6.

表5 改進(jìn)完善后各煤種的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)指標(biāo)表

表6 修訂前后質(zhì)量指標(biāo)及基準(zhǔn)值表

5 結(jié) 論

1) 評(píng)價(jià)煉焦用煤，重點(diǎn)應(yīng)在于每一種煤在配煤煉焦時(shí)的地位和作用，而不僅在于單種煤的結(jié)焦性(指焦炭強(qiáng)度)本身。原料煤性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定，應(yīng)在山西焦化公司已有的煤、焦分析項(xiàng)目中選擇能夠代表各類(lèi)別煤在配煤中所起到的作用、具有代表性的指標(biāo)參與性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)。

2) 對(duì)于中等變質(zhì)程度的煤種(如焦煤和肥煤)增加固軟區(qū)間，其大小可以反映膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性好壞，體現(xiàn)其結(jié)焦過(guò)程行為，對(duì)于配煤意義重大。

3) 對(duì)于變質(zhì)程度較高的瘦煤、貧瘦煤的性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)，增加了鏡質(zhì)組反射率，用以反映煤的變質(zhì)程度，避免一些變質(zhì)程度較高、結(jié)焦性差的煤性?xún)r(jià)比高于變質(zhì)程度較低、結(jié)焦性較好的煤的現(xiàn)象發(fā)生，使得評(píng)價(jià)更加準(zhǔn)確合理。

4) 增加了各煤種的適用性指標(biāo)(將原料煤最大可配用比例作為適用性評(píng)價(jià)的量化指標(biāo))，可以體現(xiàn)原料煤是否適用于焦炭生產(chǎn)需要，生產(chǎn)出質(zhì)量合格的焦炭，使得性?xún)r(jià)比評(píng)價(jià)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合得更加密切，更好地服務(wù)于生產(chǎn)。

Improvement of Cost Performance Evaluation Method for Coking Coal

WU Yuliang

In view of the fact that the method of cost-performance evaluation for coking coal in Shanxi coking company attaches too much importance to the coking of single coal, meanwhile ignoring its position and role in coal blending and coking, adds supplementary parameters to the indicators list, such as the coking property, the applicability, the modification during process. The improvement of evaluation method makes the evaluation more accurate, reasonable and close to the actual production, and can better guide the procurement of coal and coking coal blending, has being played an important role in cost reducing.

Coking coal; Cost performance evaluation method; Solid soft interval; Vitrinite reflectance; Applicability

2017-02-02

吳玉良(1964—)，女，河南鞏義人，1987年畢業(yè)于山西電大，工程師，主要從事配煤煉焦工作，(E-mail)sxjhwyl@sina.com

【TD-9】

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1672-0652(2017)03-0053-04