何宗豪

（西山煤電（集團(tuán)）有限公司東曲選煤廠，山西 古交 030200）

引言

目前我國(guó)的選煤廠以中小型為主，存在生產(chǎn)能力不足、生產(chǎn)效率低下、設(shè)備自動(dòng)化水平低等問(wèn)題，導(dǎo)致選煤廠的產(chǎn)量無(wú)法滿足原煤的生產(chǎn)能力，也無(wú)法滿足選煤廠下游企業(yè)對(duì)精煤的需求。從整體上講，我國(guó)選煤廠分選能力不足，這不僅導(dǎo)致煤炭資源利用率低，同時(shí)原煤未分選就使用也容易造成環(huán)境污染[1]。因此，急需對(duì)當(dāng)前選煤廠的工藝進(jìn)行升級(jí)改造，提升其生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。

1 選煤廠工藝現(xiàn)狀

目前，東曲選煤廠的生產(chǎn)工藝如下：原煤運(yùn)送到卸載坑，通過(guò)帶式輸送機(jī)送至原煤倉(cāng)后開(kāi)始分選工藝。首先，原煤在直徑為25 mm和2.5 mm的分篩機(jī)中進(jìn)行篩選，其中直徑大于25 mm的原煤進(jìn)入重介質(zhì)斜輪分選機(jī)進(jìn)行分選；直徑小于18 mm的原煤進(jìn)入重介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選。上述經(jīng)分選所得到的精煤分別通過(guò)加壓過(guò)濾、真空過(guò)濾并在脫水后進(jìn)行回收；剩余的尾煤通過(guò)濃縮機(jī)進(jìn)行回收[2]。經(jīng)對(duì)實(shí)踐中存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，對(duì)選煤廠中各個(gè)系統(tǒng)所存在的問(wèn)題一一列舉。具體如下：

1.1 受煤系統(tǒng)現(xiàn)狀

當(dāng)前受煤系統(tǒng)中的翻車(chē)機(jī)采用老式O型翻車(chē)機(jī)，導(dǎo)致車(chē)輛進(jìn)入后極易造成撞擊，進(jìn)而加劇車(chē)輛和翻車(chē)機(jī)的磨損，存在極大的安全隱患；受煤系統(tǒng)列車(chē)需要操作人員進(jìn)行手動(dòng)解列，導(dǎo)致操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度極大；翻車(chē)機(jī)僅可對(duì)專用的車(chē)輛進(jìn)行翻卸，極大地限制了外部車(chē)輛進(jìn)入選煤廠的數(shù)量。

1.2 原煤倉(cāng)現(xiàn)狀

目前，原煤倉(cāng)對(duì)應(yīng)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(dòng)強(qiáng)度且容易造成計(jì)量不準(zhǔn)確；為原煤倉(cāng)配置帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定性較差，無(wú)法滿足選煤廠擴(kuò)產(chǎn)后的需求。

1.3 主選煤廠房現(xiàn)狀

目前，主選煤廠房中所配置的原煤分級(jí)篩、產(chǎn)品脫介篩等篩選類(lèi)的設(shè)備使用年代過(guò)長(zhǎng)，其可靠性較低且后期維護(hù)費(fèi)用較高，極大地制約了選煤廠的分選能力。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)配置的原煤、末原煤、末精煤及矸石帶式輸送機(jī)的運(yùn)量已經(jīng)達(dá)到極限，無(wú)法滿足選煤廠擴(kuò)產(chǎn)后的需求。

1.4 粗煤泥分選現(xiàn)狀

目前，針對(duì)粗煤泥的分選存在工藝復(fù)雜的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)僅對(duì)大于2.5 mm和小于0.5 mm的進(jìn)行分選；而對(duì)0.5～2.5 mm部分原煤無(wú)法分選，導(dǎo)致其影響重介質(zhì)旋流器的分選效果。同時(shí)，上述分選工藝還會(huì)影響脫介篩的效果，最終導(dǎo)致分選成本增加[3]。

本文僅對(duì)上述關(guān)鍵廠房所存在的問(wèn)題進(jìn)行列舉。

2 選煤廠工藝、設(shè)備的升級(jí)改造及生產(chǎn)能力驗(yàn)證

為保證選煤廠工藝改造的效果和成本的控制，在實(shí)際改造過(guò)程中需對(duì)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的入料和排料的數(shù)量與質(zhì)量進(jìn)行再次核算，保證選煤廠工藝中涉及的煤、水及介質(zhì)的使用數(shù)量和對(duì)應(yīng)的質(zhì)量相互匹配。經(jīng)核算，本選煤廠生產(chǎn)中的水與介質(zhì)消耗的數(shù)量如表1所示。

表1 選煤廠水及介質(zhì)的消耗量統(tǒng)計(jì)

2.1 工藝流程結(jié)構(gòu)的改造

對(duì)于一般的選煤廠，其對(duì)應(yīng)的常規(guī)分選作業(yè)主要可以劃分如下：首先是原煤的準(zhǔn)備階段，然后為對(duì)原煤進(jìn)行的分選階段，最后在初步分選的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行脫水操作，同時(shí)對(duì)煤泥水進(jìn)行處理。在上述流程結(jié)束后，還需對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的懸浮液進(jìn)行凈化并回收處理。

結(jié)合當(dāng)前選煤工藝流程現(xiàn)狀，針對(duì)性地對(duì)原工藝系統(tǒng)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(xiàng)目針對(duì)粗煤泥分選增加了干擾床分選系統(tǒng)。

2）針對(duì)塊煤的分選，本項(xiàng)目將其下限值降低為16 mm，從而使得進(jìn)入末煤重介質(zhì)旋流器中塊煤的數(shù)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(zhì)量[4]。

3）當(dāng)前針對(duì)選煤廠擴(kuò)大產(chǎn)能后所配置的再選斜輪分選機(jī)的處理能力與擴(kuò)大的產(chǎn)能不匹配，將再選斜輪分選機(jī)替換為重介質(zhì)淺槽分選機(jī)。

經(jīng)升級(jí)改造后，針對(duì)塊煤的工藝流程如圖1所示。

圖1 升級(jí)改造后塊煤的工藝流程圖

2.2 選煤設(shè)備的升級(jí)

選煤工藝的布置是本次工藝升級(jí)改造重點(diǎn)，也是保證最終改造效果的關(guān)鍵。擬通過(guò)本次升級(jí)改造，將選煤廠的生產(chǎn)能力從3.7 Mt/年提升至10 Mt/年。針對(duì)地面主要指的是對(duì)煤倉(cāng)、矸石倉(cāng)及煤泥倉(cāng)的擴(kuò)大，擴(kuò)大后的參數(shù)如表2所示。

表2 各類(lèi)煤倉(cāng)擴(kuò)大后的參數(shù)統(tǒng)計(jì)

針對(duì)受煤系統(tǒng)翻車(chē)機(jī)的不足，將現(xiàn)有的O型翻車(chē)機(jī)替換為C型翻車(chē)機(jī)。C型翻車(chē)機(jī)在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行翻卸時(shí)二者之間不存在撞擊，既解決了原翻車(chē)機(jī)事故高的問(wèn)題，又可對(duì)多種車(chē)輛進(jìn)行翻卸，擴(kuò)大了使用范圍，且其翻車(chē)能力較O型翻車(chē)機(jī)增加了8輛/h，從而提升了受煤系統(tǒng)的翻車(chē)能力[5]。

針對(duì)原煤倉(cāng)采用人工方式配煤的問(wèn)題，為其引入原煤配煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)，具體實(shí)施方式如下：為現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)給煤機(jī)配置變頻器，每?jī)膳_(tái)配置一臺(tái)變頻器。通過(guò)對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)給煤機(jī)振動(dòng)頻率的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配煤的自動(dòng)化控制。此外，將原煤倉(cāng)配置帶式輸送機(jī)更換為DT型，并為每臺(tái)帶式輸送機(jī)配置進(jìn)口的減速機(jī)，提升帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。

針對(duì)選煤廠主廠房設(shè)備老舊的問(wèn)題，本項(xiàng)目對(duì)其中關(guān)鍵且對(duì)生產(chǎn)影響力較大的分級(jí)篩、脫介篩及脫水篩進(jìn)行更換處理。選煤廠主廠房關(guān)鍵設(shè)備更換結(jié)果如表3所示。

表3 選煤廠主廠房關(guān)鍵設(shè)備更換結(jié)果

2.3 生產(chǎn)能力驗(yàn)證

經(jīng)對(duì)選煤廠的工藝升級(jí)改造后，使得選煤廠的工藝明顯得到改進(jìn)，原設(shè)備老化且穩(wěn)定差的問(wèn)題也都相應(yīng)得到解決。

2.3.1 定性分析

經(jīng)對(duì)選煤廠工藝進(jìn)行升級(jí)改造后，其對(duì)應(yīng)的原煤入量明顯增加，實(shí)際生產(chǎn)中的故障率降低，維護(hù)成本降低，所得產(chǎn)品的質(zhì)量也得到提升。

2.3.2 定量分析

經(jīng)對(duì)選煤廠工藝升級(jí)改造后，對(duì)原煤的分選能力從原來(lái)的12 306 t/d增加為20 303 t/d。同時(shí)，選煤廠生產(chǎn)成本也降低將近40%。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)選煤廠生產(chǎn)能力低下、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備老化等問(wèn)題，本文對(duì)其選煤廠的工藝流程和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，并最終對(duì)工藝升級(jí)改造效果進(jìn)行驗(yàn)證，總結(jié)如下：

1）制約選煤廠生產(chǎn)能力不足的主要原因?yàn)樵O(shè)備老舊、穩(wěn)定性差、處理能力低等。此外，選煤工藝流程的不合理也是導(dǎo)致生產(chǎn)能力不足的關(guān)鍵因素。

2）對(duì)選煤廠所存在的問(wèn)題采取針對(duì)性的工藝流程改造和設(shè)備更換后，選煤廠的生產(chǎn)力顯著提升，對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)成本降低。