彭 陽
(新礦內蒙古能源有限責任公司 洗煤分公司,內蒙古 鄂爾多斯 016217)
中心選煤廠設計能力為10 Mt/a,工程分三期建設,一期工程設計能力為3 Mt/a,2010年6月28日主體工程實現(xiàn)聯(lián)合試運轉;二期工程設計能力為4 Mt/a,2012年12月1日投入運行;三期工程隨其他礦井的建設需要及時跟進。設計采用 50~1 mm粒級末煤由有壓兩產品重介質旋流器主再選、1~0.25 mm粒級粗煤泥由干擾床分選機(TBS)分選、0.25~0 mm粒級細煤泥浮選、浮選尾礦濃縮和壓濾的聯(lián)合工藝。入選原煤來自新礦內蒙古能源有限責任公司所屬礦井(一號礦井、二號礦井、三號礦井、五號礦井),主要為9#原煤,主導產品為六級冶煉精煤和電煤。
目前,由于煤炭銷售市場的制約,冶煉精煤產品滯銷,影響礦井正常生產。隨著上海廟礦區(qū)煤電轉化項目的布局,動力煤產品需求勢必增加,這對煤炭產品銷售有著積極的促進作用。選煤生產必須以市場需求為導向,只有生產出適銷對路的洗選產品才能滿足用戶需求[1-2]。中心選煤廠需要優(yōu)化產品結構,靈活組織原煤洗選加工,確保在滿足煉焦煤產品需求的同時,生產出適銷對路的動力煤產品,以緩解甚至解決精煤滯銷的不利局面,最大限度的提高企業(yè)經濟效益。
目前,中心選煤廠的洗選產品包括四種,即精煤、中煤、煤泥、矸石。精煤Ad≤8%,作為六級冶煉精煤,中煤和煤泥作為火電廠發(fā)電燃料,矸石轉運后作為建材。2015—2017年中心選煤廠的實際生產數(shù)據(jù)見表1。
表1 2015—2017年中心選煤廠的實際生產數(shù)據(jù)
根據(jù)中心選煤廠商品煤銷售價格,精煤為690元/t,中煤為300元/t,煤泥為90元/t;矸石委外處理,所需費用為14元/t。結合表1數(shù)據(jù),在扣除噸煤洗選加工費用23.32元后,每洗選1 t原煤的實際收入為407.72元(沒有扣除原煤采購成本)。
在這種產品結構模式下,新礦內蒙古能源有限責任公司所屬礦井的產品年產量預測結果見表2。
表2 不同礦井各產品年產量預測結果
由表2可知:原煤年產量為7.50 Mt,六級冶煉精煤年產量為3.98 Mt,動力煤(中煤、煤泥)年產量為1.95 Mt,每年的產品銷售收入約為32.37億元。
根據(jù)周邊市場需求,中心選煤廠可以全部生產優(yōu)質動力煤[2-4],將發(fā)熱量20.93 MJ/kg的精煤作為主導產品,供周邊火電廠發(fā)電,副產品矸石轉運后作為建材。在這種情況下,采用50~1 mm粒級末煤由有壓兩產品重介質旋流器分選、1~0.25 mm粒級粗煤泥由離心機脫水、0.25~0 mm粒級細煤泥由濃縮機和壓濾機脫水的聯(lián)合工藝。
在全部生產優(yōu)質動力煤時,通過簡單洗選即可完成原煤洗選工作,不但可以簡化生產工藝,而且能夠節(jié)省洗選加工費用。其中,可以停開設備52臺,對應的電機功率為2 867 kW,折算后噸煤能耗下降3.82 kW·h,對應的電費下降1.83元。此外,浮選系統(tǒng)也可以省去,能夠節(jié)省浮選成本2.40元/t。與生產煉焦精煤相比,綜合生產成本下降4.23元/t,洗選加工成本僅為19.09元/t。
在這種產品結構方案[5-7]下,原煤洗選后只產出兩種產品(精煤和矸石),各種產品的指標預測結果見表3。
表3 各種產品指標預測結果
由表3可知:在原煤產量保持不變的條件下,精煤產率為79.58%,對應的年產量約為5.97 Mt;矸石產率為20.42%,對應的年產量約為1.53 Mt。在經濟效益相等的條件下,計算精煤銷售價格需要達到540元/t。
生產優(yōu)質煉焦煤(冶煉精煤)時,各項工業(yè)指標(表4)更好,可以有效地提高產品市場競爭力,進一步拓展冶煉精煤市場。在生產優(yōu)質煉焦煤時,采用 50~1 mm粒級末煤由有壓兩產品重介質旋流器主再選、1~0.25 mm粒級粗煤泥由離心機脫水、0.25~0 mm粒級細煤泥由濃縮機和壓濾機脫水的聯(lián)合工藝。
表4 冶煉精煤工業(yè)指標
根據(jù)測算結果,不同生產系統(tǒng)處理原煤的比例分別為重介處理系統(tǒng)76%、粗煤泥處理系統(tǒng)13%、細煤泥處理系統(tǒng)11%。9#原煤50~0.5 mm粒級的可選性曲線如圖1所示,結合該曲線對冶煉精煤的相關指標進行測算。
圖1 9#原煤50~0.5 mm粒級的可選性曲線 Fig.1 Washability curve of the 9# 50-0.5 mm raw coal
2.2.1 生產灰分為7.00%的冶煉精煤
在這種生產條件下,TBS精煤、浮選精煤經過濃縮脫水后摻入中煤,將重介精煤灰分控制在7.00%,即將重介精煤作為冶煉精煤。在生產灰分為7.00%的精煤時,理論產率為50%,理論分選密度為1.42 g/cm3,扣除沉矸后的δ±0.1含量為15.55%,數(shù)量效率為94%;>1 mm粒級產率為76%,重介精煤產率為35.72%,中煤產率為32.77%,煤泥產率為11%,矸石產率為20.50%。各種產品指標測算結果見表5。
表5 各種產品指標測算結果
由表5可知:在原煤產量保持不變的條件下,冶煉精煤產率為35.72%,對應的年產量為2.68 Mt;動力煤產率為43.78%,對應的年產量為3.28 Mt;矸石產率為20.50%,對應的年產量為1.54 Mt。在經濟效益相等的條件下,扣除洗選加工費用20.92元/t,動力煤銷售價格為365元/t(銷售單價為17.92元/MJ),冶煉精煤銷售價格為761元/t。
2.2.2 生產灰分為6.50%的冶煉精煤
與上述生產條件相同,將重介精煤灰分控制在6.50%。在生產灰分為6.50%的精煤時,理論產率為46%,理論分選密度為1.38 g/cm3,扣除沉矸后的δ±0.1含量為24.44%,數(shù)量效率為93%;>1 mm粒級產率為76%,重介精煤產率為32.51%,中煤產率為35.99%,煤泥產率為11%,矸石產率為20.50%。各種產品指標測算結果見表6。
由表6可知:在原煤產量保持不變的條件下,冶煉精煤產率為32.51%,對應的年產量為2.44 Mt;動力煤產率為46.99%,對應的年產量為3.52 Mt;矸石產率為20.50%,對應的年產量為1.54 Mt。在經濟效益相等的條件下,扣除洗選加工費用20.92元/t,動力煤銷售價格為370元/t(銷售單價同上),冶煉精煤銷售價格為791元/t。
表6 各種產品指標測算結果
2.2.3 生產灰分為6.00%的冶煉精煤
與前述生產條件相同,將重介精煤灰分控制在6.00%。在生產灰分為6.00%的精煤時,理論產率為43%,理論分選密度為1.34 g/cm3,扣除沉矸后的δ±0.1含量為35.60%,數(shù)量效率為92%;>1 mm粒級產率為76%,重介精煤產率為30.07%,中煤產率為38.43%,煤泥產率為11%,矸石產率為20.50%。各種產品的指標測算結果見表7。
表7 各種產品指標測算結果
由表7可知:在原煤產量保持不變的條件下,冶煉精煤產率為30.07%,對應的年產量為2.26 Mt;動力煤產率為49.43%,對應的年產量為3.71 Mt;矸石產率為20.50%,對應的年產量為1.54 Mt。在經濟效益相等的條件下,扣除洗選加工費用20.92元/t,動力煤銷售價格為374元/t(銷售單價同上),冶煉精煤銷售價格為820元/t。
在經濟效益相同的條件下,產品質量與銷售價格測算結果見表8。
表8 產品質量與銷售價格測算結果
由表8可知:在經濟效益相同的條件下,適當提高冶煉精煤產品的質量,可使中煤產品的發(fā)熱量由16.74 MJ/kg提高到20.87 MJ/kg,能夠最大程度的適應電廠需求[8-10],也能滿足冶煉精煤的市場需要,有利于銷售工作的順利開展。綜合分析,第(3)種生產模式更適合中心選煤廠的生產實際,即生產灰分為7.00%的冶煉精煤更經濟更合理。
隨著上海廟礦區(qū)煤電轉化項目的建設,結合中心選煤廠的現(xiàn)狀,優(yōu)化產品結構成為急需開展的工作。適當提高冶煉精煤產品的質量,有助于提高中煤產品的發(fā)熱量,不僅可滿足火電廠燃料的要求,還能提高自產煤的使用比例,并降低外部煤的采購比例,最大程度地降低企業(yè)運營成本;更重要的是,這能夠有效緩解焦精煤滯銷、電煤短缺的不利局面。
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