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)和消費革命,控制能源消費總量,加強節(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到70%以上,并且在2020年達到80%以上。
3、為加強煤炭質(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;煤炭利用欠佳,燃燒效率偏低。
6、見煤就化,資源利用有待進一步合理化: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,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到16.00Mt/a,最大的動力煤選煤廠能力達到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)高效化的世界先進水平;大型重介淺槽分選機、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)的洗選能力可達到500萬t/a,為降低基本建設(shè)投資和生產(chǎn)費用,迅速提升我國重介質(zhì)選煤入選比例,提高經(jīng)濟效益、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、營運費低等特點,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,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)費用偏高。干選以其不用水、投資少、建廠快等諸多特點,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、選煤國際化水平進一步提高
近年來,相繼引進消化大型重介淺槽分選機、大直徑重介旋流器、香蕉篩、馳張篩、離心機、TBS等先進設(shè)備和技術(shù),選煤工藝進一步完善,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)達國家水平。
8、單系統(tǒng)大型化水平進一步提高
中國的選煤機械水平已經(jīng)接近或超過選煤發(fā)達國家;大型運輸設(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)高效運行,部分特大型選煤廠全員效率已達300t/工以上。多數(shù)選煤廠介耗、電耗、水耗、油耗指標(biāo)已經(jīng)達到國際選進水平。
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、承包運行,集約化管理是選煤廠管理水平進一步提高,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,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)濟效益值得進一步研究。
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2014年集團煤炭入洗率僅為29.8%,遠低于神東、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)備大都為原裝進口或國內(nèi)知名廠家生產(chǎn)。但是目前選煤廠開機率普遍較低。2015年陜煤集團自產(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年集團煤炭入洗率僅為29.6%,開機率僅為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、集約化運營管理,可以有效的克服這一弊端。
四、選煤先進適用技術(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,此種現(xiàn)象在我國不少動力煤礦區(qū)有例可查。
(2)開機率不足,系統(tǒng)運行不正常。
(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。有些廠將其摻入產(chǎn)品煤中鐵路外運,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,加工費減少1262萬元/年。
晉煤集團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,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)備的進一步研究開發(fā),入洗上限已經(jīng)達到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械振動使分選物料在床面上做螺旋翻轉(zhuǎn)運動,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)強化煤矸分離;利用析離和風(fēng)力的綜合作用進行分選;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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