一,、對國家煤炭洗選加工相關(guān)政策的理解
煤炭洗選加工是煤炭潔凈高效利用的源頭技術(shù)。黨的“十八大”將“推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,,控制能源消費(fèi)總量,,加強(qiáng)節(jié)能降耗,支持節(jié)能低碳和再生能源發(fā)展,,確保國家能源安全”作為推動生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,。
1、國務(wù)院2013年頒布的《大氣污染防治行動計劃》明確提出,,要進(jìn)一步加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu),增加清潔能源供應(yīng),,控制煤炭消費(fèi)總量,。提高原煤入洗比例,新建煤礦應(yīng)同步建設(shè)煤炭洗選設(shè)施,,現(xiàn)有煤礦要加快建設(shè)和改造,;到2017年,原煤入選率達(dá)到70%以上,。
2,、國家能源局《煤炭清潔高效利用行動計劃(2015-2020)》中提出到2017年我國原煤入選率達(dá)到70%以上,并且在2020年達(dá)到80%以上,。
3,、為加強(qiáng)煤炭質(zhì)量管理,由國家發(fā)改委,、環(huán)保部,、商務(wù)部、海關(guān)總署,、國家工商管理總局,、國家質(zhì)檢總局六部門制定了《商品煤質(zhì)量管理暫行規(guī)定》。
4、國家“十三五”發(fā)展綱要將“煤炭清潔高效利用”列為9個重大工程之一,。選煤是煤炭清潔高效利用的源頭技術(shù)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),,也是煤礦降本增效的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。國家相關(guān)政策的相繼出臺,,為煤炭洗選加工提供了更加廣闊的發(fā)展空間,。
5、對“富煤,、少氣,、貧油”的看法:富而不節(jié),終將變貧,;開發(fā)強(qiáng)度偏大,,煤炭可貴性差;資源回收率低,,重產(chǎn)量輕回收,;洗選保主產(chǎn)品,副產(chǎn)品有浪費(fèi),;煤炭利用欠佳,,燃燒效率偏低。
6,、見煤就化,,資源利用有待進(jìn)一步合理化:建議高硫煤高煤化工,低灰,、低硫,、低汞、高熱值煤作為清潔能源外運(yùn),,從宏觀角度,,優(yōu)化我國煤炭資源的合理利用。
7,、電廠用煤不合理情況仍有存在:我國火電用煤占煤炭總產(chǎn)量的55%,,煤粉爐供應(yīng)末煤最合適,塊煤作為其他用途,,但多數(shù)供應(yīng)混煤,,部分質(zhì)好價高的煤未得到合理利用。社會用電棄風(fēng),、棄水,、棄太陽能現(xiàn)現(xiàn)象仍有存在,四川2014年水電運(yùn)行4300小時,,還在大力建設(shè)火電廠,。
8,、環(huán)境壓力不能全歸結(jié)于煤:碳排放、收集將是未來重點(diǎn)研究的對象,。
二,、選煤產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
1、入選量,、入選率大幅提高
2010年我國煤炭產(chǎn)量32.4億t,,入選原煤16.5億t,入選率50.9%,;2015年原煤入選量24.7億t,,入選率達(dá)到65.9%,規(guī)模以上選煤廠已超過2000座,,原煤入選能力和實際入選量位居世界第一,。
2、選煤廠規(guī)模大大提高
2000年以來,,新建了一大批具有世界先進(jìn)水平選煤技術(shù)和裝備的大型和特大型選煤廠,,其中設(shè)計年入洗原煤能力超過1000萬t的選煤廠接近百座,設(shè)計總?cè)胂丛耗芰Τ^6.5億t,,超過全國選煤能力的25%,。2000年以前,年設(shè)計能力超過千萬噸的選煤廠僅有平朔安太堡,、準(zhǔn)格爾黑岱溝,、神華大柳塔等屈指可數(shù)的幾座選煤廠;2000年以后,,以平朔木瓜界,、東露天選煤廠為代表的千萬噸級以上動力煤選煤廠、以淮北臨煥選煤廠為代表的千萬噸級煉焦煤選煤廠相繼投產(chǎn),,目前最大的煉焦煤選煤廠能力達(dá)到16.00Mt/a,最大的動力煤選煤廠能力達(dá)到35.00Mt/a,。
3,、重介質(zhì)選煤技術(shù)快速發(fā)展
重介質(zhì)選煤技術(shù)是目前工業(yè)化分選精度最高的選煤技術(shù)。近年來,,我國重介質(zhì)選煤技術(shù)已達(dá)到工藝系統(tǒng)簡捷化,、洗選設(shè)備大型化、生產(chǎn)過程自動化,、分選指標(biāo)高效化的世界先進(jìn)水平,;大型重介淺槽分選機(jī)、大直徑重介旋流器以及具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的無壓三產(chǎn)品重介旋流器等重介選煤設(shè)備的研發(fā),、應(yīng)用,,使重介選煤進(jìn)入快速發(fā)展的軌道,。重介選煤廠單一系統(tǒng)的洗選能力可達(dá)到500萬t/a,為降低基本建設(shè)投資和生產(chǎn)費(fèi)用,,迅速提升我國重介質(zhì)選煤入選比例,,提高經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益起到了重要作用,。
4,、跳汰選煤工藝趨于完善
跳汰選煤工藝具有工藝簡單、節(jié)電,、營運(yùn)費(fèi)低等特點(diǎn),,是我國主要的選煤技術(shù)之一,在塊煤排矸方面,,單段跳汰機(jī)分選粒度上限到200mm,由于系統(tǒng)簡單,,具有一定應(yīng)用前景。
5,、動篩跳汰工藝應(yīng)用局限性較大
動篩跳汰對原煤排矸具有用水量少的特點(diǎn),,由于入洗下限高(僅為40mm),生產(chǎn)靈活性差,,使用受到限制,,陜西是動篩跳汰應(yīng)用較多的省區(qū),使用單位主要有:彬煤公司蔣家河礦,、彬長公司大佛寺和胡家河礦,、榆林麻黃梁礦、府谷馮家塔礦,。
6,、干法選煤快速發(fā)展
我國煤炭有2/3以上分布在西部。采用跳汰,、重介和浮選,,耗水量較大,投資及生產(chǎn)費(fèi)用偏高,。干選以其不用水,、投資少、建廠快等諸多特點(diǎn),,為煤炭降灰提質(zhì),、易泥化煤種及干旱缺水地區(qū)的煤炭分選提供了技術(shù)途徑。我國生產(chǎn)的系列復(fù)合式干法選煤成套設(shè)備已在全國許多企業(yè)得到應(yīng)用,。X射線選煤近幾年已經(jīng)初露端倪,。
7、選煤國際化水平進(jìn)一步提高
近年來,,相繼引進(jìn)消化大型重介淺槽分選機(jī),、大直徑重介旋流器,、香蕉篩、馳張篩,、離心機(jī),、TBS等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù),選煤工藝進(jìn)一步完善,,設(shè)備制造水平明顯提高,,具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的無壓三產(chǎn)品重介旋流器技術(shù)水平處于國際領(lǐng)先水平。能針對不同的原煤可選性和質(zhì)量要求,,可組合靈活多樣的選煤工藝流程,,使中國的選煤技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。新建大型選煤廠設(shè)計和管理水平已經(jīng)接近或超過發(fā)達(dá)國家水平,。
8,、單系統(tǒng)大型化水平進(jìn)一步提高
中國的選煤機(jī)械水平已經(jīng)接近或超過選煤發(fā)達(dá)國家;大型運(yùn)輸設(shè)備的開發(fā)利用,,配合大型洗選設(shè)備,,選煤廠單一系統(tǒng)的洗選能力可達(dá)到5.00Mt/a以上。
9,、選煤廠自動化水平明顯提高
電氣,、電子技術(shù)的飛速發(fā)展,選煤廠在集控自動化,、分選比重自動調(diào)節(jié),、介質(zhì)自動添加、液位自動監(jiān)控與調(diào)節(jié),、大型電機(jī)自動測溫,、軸承自動加油、煤泥水濃度自動檢測與調(diào)節(jié),、設(shè)備故障自動檢測與報警,、煤質(zhì)在線檢測及遠(yuǎn)程管理、自動配煤,、自動沖洗等已經(jīng)得到了快速發(fā)展,,選煤廠可全面實現(xiàn)高產(chǎn)高效運(yùn)行,部分特大型選煤廠全員效率已達(dá)300t/工以上,。多數(shù)選煤廠介耗、電耗,、水耗,、油耗指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國際選進(jìn)水平。
10,、集約化管理成績顯著
由于各大礦區(qū)積極發(fā)展洗煤,,以神東公司,、淮南、寧煤,、中煤平朔為代表的大型國有煤炭企業(yè),,建立煤炭洗選中心或洗煤總廠,實現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù),、采購維修,、人財物等統(tǒng)一管理、承包運(yùn)行,,集約化管理是選煤廠管理水平進(jìn)一步提高,,取得了良好的企業(yè)效益。
三,、問題分析與研究
1,、產(chǎn)品潛力有待挖掘
西部礦區(qū)主產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)保型長焰煤和不粘煤,具有高發(fā)熱量,、高化學(xué)活性,、低硫、低灰等特點(diǎn),,是良好的動力和化工用煤,,可以形成品牌影響力。但近年來市場銷售50-0mm混煤居多,,大量價格高于混煤的塊煤產(chǎn)品未發(fā)揮作用,,有些煤炭經(jīng)銷商將混煤甚至原煤買去加工成不同的粒級煤,創(chuàng)效銷售,。因此挖掘產(chǎn)品潛力,,是提高經(jīng)濟(jì)效益值得進(jìn)一步研究。
2,、煤炭洗選加工不能滿足市場發(fā)展的需求
目前,,許多煤礦依然是重礦井生產(chǎn),輕洗選加工,。煤炭洗選加工無論從生產(chǎn)管理上,,遠(yuǎn)沒有發(fā)揮選煤廠在整個煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中、調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),、提質(zhì)增效的作用,。如陜煤集團(tuán)2014年集團(tuán)煤炭入洗率僅為29.8%,遠(yuǎn)低于神東,、中煤平朔,、淮南、伊泰,、同煤等大型煤炭企業(yè),。
3,、選煤設(shè)施能力發(fā)揮不足
部分選煤廠主要洗選設(shè)備大都為原裝進(jìn)口或國內(nèi)知名廠家生產(chǎn)。但是目前選煤廠開機(jī)率普遍較低,。2015年陜煤集團(tuán)自產(chǎn)商品煤總銷量為12481萬t,,其中混煤銷量為9083萬t,占總銷量的72.8%,,原煤銷量為1892萬t,,占總銷量的15.2%。原煤與混煤銷量之和占總銷量的88%,。洗精煤銷量為1506萬t(其中塊精煤銷量1162萬t),,僅占總銷量的12.1%。2015年集團(tuán)煤炭入洗率僅為29.6%,,開機(jī)率僅為51.71%,,設(shè)備沒有發(fā)揮應(yīng)有的效能。
4,、應(yīng)變市場能力差,、未實現(xiàn)效益最大化
在當(dāng)前煤炭產(chǎn)能過剩、效益下滑的形勢下,,未充分發(fā)揮資源優(yōu)勢,,選煤廠對煤質(zhì)、市場缺乏必要的分析研究,,隨意洗煤,,想洗就洗,對如何面對市場,,加工適銷對路產(chǎn)品,,實現(xiàn)效益最大化,未進(jìn)行全面的有效分析,。
5,、專業(yè)技術(shù)人員分散、難以實現(xiàn)集約化,、管理化
大集團(tuán)的選煤廠大部分工藝設(shè)備都處于較好的狀態(tài),,由于分散管理,對選煤廠技術(shù)問題研究不到位,,有些技術(shù)人員有好的想法,,但實現(xiàn)起來由于受管理體制影響,最終可能落空,,缺乏有效的考核獎勵機(jī)制和爭優(yōu)創(chuàng)先工作精神,。若選煤廠統(tǒng)一部署、集約化運(yùn)營管理,可以有效的克服這一弊端,。
四、選煤先進(jìn)適用技術(shù)評價
1,、動力煤脫粉入洗必要性逐步增加
目前,,有些動力煤選煤廠的選煤工藝為:塊煤重介淺槽分選,末煤重介旋流器分選,,該工藝存在以下問題:
(1)由于在煤質(zhì)分析,、市場調(diào)研中存在一定的盲目性,末煤入洗系統(tǒng)建成后長期閑置不用,,造成設(shè)備銹蝕,、資金浪費(fèi),此種現(xiàn)象在我國不少動力煤礦區(qū)有例可查,。
(2)開機(jī)率不足,,系統(tǒng)運(yùn)行不正常。
(3)灰,、水相抵,,產(chǎn)品質(zhì)量提高不明顯。有些礦區(qū),,由于煤的表面離水狀況差,,末煤盡管經(jīng)過離心機(jī)脫水,但產(chǎn)品煤水分仍然不低,,由于1%的水分影響60~80大卡的熱值,,雖然灰分降低,但灰,、水相抵,,產(chǎn)品煤的發(fā)熱量增加不明顯,如鄂爾多斯地區(qū)某選煤廠原煤全部入洗后,,產(chǎn)品煤綜合發(fā)熱量僅提高280大卡/kg,扣除加工成本等因素,,經(jīng)濟(jì)效益并不明顯,。
(4)煤泥產(chǎn)量大,難以合理利用,。據(jù)統(tǒng)計,,動力煤塊末煤全部入洗,煤泥產(chǎn)率約10-15%,,發(fā)熱量3000大卡/kg左右,,這部分物料在綜合利用措施不到位的情況下,在富煤地區(qū),有的將其和洗矸一起排棄,,造成資源浪費(fèi),。有些廠將其摻入產(chǎn)品煤中鐵路外運(yùn),既降低了產(chǎn)品煤的綜合發(fā)熱量,,又從節(jié)能減排方面體現(xiàn)出不盡合理的一面,,有些因凍車皮、超水扣噸,,經(jīng)常引起商業(yè)糾紛,。
近年來,由于在煤炭深度篩分方面出現(xiàn)了馳張篩等選進(jìn)設(shè)備,,在末煤入洗環(huán)節(jié)增加馳張篩二次篩分環(huán)節(jié),,篩孔一般在3~6mm,將13~6(3)mm用旋流器洗選,,選后精煤產(chǎn)品和3~6mm以下的粉煤混合作為最終產(chǎn)品,,此工藝環(huán)節(jié)稱之為“脫粉入洗”。
某選煤廠是年處理能力7.00Mt/a的動力煤選煤廠,,原生煤泥和次生煤泥合計占15%,,矸石泥化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。小于6mm占原煤約40%,。末煤脫粉與不脫粉入洗比較,,脫粉入洗產(chǎn)品煤比不脫粉多20萬t,加工費(fèi)減少1262萬元/年,。
晉煤集團(tuán)成莊選煤廠通過增加6mm脫粉環(huán)節(jié),,增加效益1250萬元/a,節(jié)省藥劑消耗22余萬元/a,。
大柳選煤廠通過6mm脫粉,比13mm,、25mm篩分,,末煤全部入選工藝,產(chǎn)品銷售盈利增加10697,、14574萬元/a,,各項成本節(jié)約4123萬元/a,。
2,、重介淺槽洗選下限到6mm有利于簡化選煤工藝
如陜北某礦,,采用重介淺槽洗塊煤,,為了保證末煤發(fā)熱量≥5800大卡/kg,計劃投資2900萬元增加重介旋流器洗末煤,,后經(jīng)方案論證,,主要系統(tǒng)稍加改動,將重介淺槽洗選下限降到6mm,,于投資增加2900萬元洗末煤相比,,年增加銷售收入約2000萬元。該工藝已經(jīng)在神華某選煤廠得到成功應(yīng)用,。
3,、小規(guī)模的動力煤采用跳汰選煤取得較好效果
跳汰選煤具有不用磁鐵礦粉作分選介質(zhì),,具有工藝簡單、設(shè)備磨損較小,、加工成本比重介淺槽低1元/噸煤的特點(diǎn),但由于單臺設(shè)備處理能力低,、入洗上限僅為100mm而在一些項目設(shè)計中受到限制,。近年來,有關(guān)單位通過對跳汰設(shè)備的進(jìn)一步研究開發(fā),,入洗上限已經(jīng)達(dá)到200(或150)mm,。陜西延安禾草溝二礦選煤廠由于原煤矸石含量大、矸石泥化嚴(yán)重,,破碎到50mm以下入洗,,煤泥量增加,影響生產(chǎn),,采用單段跳汰機(jī)對200-25mm原煤實現(xiàn)預(yù)排矸,,矸石帶煤僅為2.22%,取得了較好的效果,。黃陵建新礦選煤廠采用大型跳汰機(jī)對150-25mm入洗,,分選效果良好。
4,、復(fù)合式干法選煤技術(shù)
復(fù)合式干法選煤其原理是借助機(jī)械振動使分選物料在床面上做螺旋翻轉(zhuǎn)運(yùn)動,,料層上部低密度礦粒逐次被剝離,形成精煤產(chǎn)品,;利用入選原煤中所含細(xì)粒煤作為自生介質(zhì),,與床面上升氣流組成氣-固兩相混合懸浮體進(jìn)行分選;利用高密度矸石顆粒相互擠壓碰撞產(chǎn)生的浮力效應(yīng)強(qiáng)化煤矸分離,;利用析離和風(fēng)力的綜合作用進(jìn)行分選,;物料通過床面上設(shè)置的平行格條及溝槽分選,。
5、X射線智能選矸技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用
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