1概述
我國是一個(gè)富煤貧油少氣的國家。2011年末,已探明的煤炭儲(chǔ)量占世界煤炭儲(chǔ)量的13.3%,可采量僅次于美國和俄羅斯,位居第三。2013年原煤總產(chǎn)量為36.8億t,位居世界第一。2012年中國煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)占全球比重分別為47.5%和50.2%。原煤入選率2011年為53.0%,2012年為56.2%,2013年約60.2%,呈逐年上升趨勢。煤炭占我國一次能源消費(fèi)的比重2011年為72.8%,2013年約為65.7%,呈下降趨勢。盡管如此,煤炭在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中仍居重要的戰(zhàn)略性地位卜。
2煤炭洗選加工業(yè)發(fā)展歷程
我國的煤炭生產(chǎn)60多年來大概經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展歷程,如圖1所示。
從圖1可以看出,1952年到1981年,在約30年的時(shí)間內(nèi),原煤產(chǎn)量增長了約4.31億t標(biāo)煤,平均年增長0.14億t標(biāo)煤,這一階段煤炭生產(chǎn)增速相對(duì)平穩(wěn)緩慢。1981年至1996年的16年時(shí)間里,我國原煤產(chǎn)量增長了5.06億t,平均年增長0.32億t標(biāo)煤,煤炭生產(chǎn)增速較之前30年有所加快。1996至2000年,受東南亞金融危機(jī)影響,我國煤炭產(chǎn)量減少了2.72億t,平均年減少0.54億t標(biāo)煤。2000年至2011年的12年時(shí)間里,我國煤炭產(chǎn)量增加了17.61億t標(biāo)煤,平均年增長1.47億t標(biāo)煤,呈前所未有的快速增長。
60多年來,相較于煤炭產(chǎn)量,原煤入選率的增幅則更大。1952年我國原煤入選率約為4.4%,洗精煤年產(chǎn)量僅有幾百萬噸,2013年我國煤炭入選率已達(dá)到約60.2%。選煤工藝從20世紀(jì)50-70年代的以跳汰為主,發(fā)展到20世紀(jì)80年代的跳汰粗選、重介旋流器精選經(jīng)典流程,再到20世紀(jì)90年代的跳汰、重介分選、水介旋流器分選、動(dòng)篩跳汰選、風(fēng)選、自生介質(zhì)分選、微泡浮選等工藝共存的狀態(tài)。近年,隨著重介選煤工藝的基建投資和生產(chǎn)成本不斷降低,在解決了設(shè)備、管道的耐磨,介質(zhì)回收和髙效泵送設(shè)備問題后,重介質(zhì)選煤技術(shù)在我國得到了迅速發(fā)展,其易操作和高效率的特性越來越受到歡迎,并已成為主導(dǎo)工藝。
2.1建國初期
新中國成立時(shí),我國只有十座選煤廠,選煤方法只有跳汰和溜槽,各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)落后。50年代初期,是我國舊有選煤廠的恢復(fù)期。1953年,開灤林西選煤廠恢復(fù)生產(chǎn),遼寧省的采屯、三寶、靈山、黑龍江鶴崗的南山等廠于1954年相繼投產(chǎn)。
經(jīng)過三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)后,國家開始了大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)的第一、第二個(gè)五年計(jì)劃,在前蘇聯(lián)的援助下,新建了淮南望峰崗選煤廠(1958年,1.00Mt/a)、雙鴨山選煤廠(1959年,1.50Mt/a)、峰峰馬頭選煤廠(1959年,2.00Mt/a)、鶴崗興安臺(tái)選煤廠(1960年,1.50Mt/a),已有的北票冠山(0.90Mt/a)、臺(tái)吉(1.05Mt/a)、阜新新邱(0.45Mt/a)等選煤廠也已恢復(fù)生產(chǎn)并不斷擴(kuò)大生產(chǎn)能力。當(dāng)時(shí)開工建設(shè)的還有波蘭援建的湖南株洲選煤廠(1960年,2.00Mt/a)、山西太原選煤廠(1960年,2.00Mt/a)和我國自主設(shè)計(jì)的邯鄲選煤廠(1961年,1.5Mt/a)。1957年,我國原煤入選率約為16%,入選原煤約1500萬t標(biāo)煤,原煤入選率大大提髙??梢哉f,一五、二五計(jì)劃的實(shí)施奠定了我國煤炭工業(yè)以及選煤廠設(shè)計(jì)及建設(shè)的基礎(chǔ)。
1958-1960年的大煉鋼鐵、大躍進(jìn)時(shí)期,為了滿足鋼鐵工業(yè)對(duì)煉焦精煤的需要,短期間內(nèi)建設(shè)了約90座簡易選煤廠,選煤能力迅速增加,煉焦精煤產(chǎn)量由1957年的8.26Mt,猛增到1960年的36.35Mt。但這些選煤廠工藝系統(tǒng)簡單,生產(chǎn)環(huán)節(jié)不配套,煤泥水處理不完善,大量煤泥流失廠外,既浪費(fèi)了煤炭資源,又污染了環(huán)境。至1964年,隨著鋼鐵工業(yè)的調(diào)整,大約有一半簡易選煤廠下馬,選煤能力急劇下降,煉焦精煤產(chǎn)量也降至1304萬t。
2.2 20世紀(jì)60、70年代
1960-1970年,伴隨著鋼鐵工業(yè)的調(diào)整和文革的開始,煤炭生產(chǎn)和選煤業(yè)受到?jīng)_擊,精煤產(chǎn)量呈下滑趨勢。為保證鋼鐵業(yè)的發(fā)展,國家采取了一系列重大經(jīng)濟(jì)技術(shù)措施,大力發(fā)展煤炭洗選加工業(yè)。先后從波蘭引進(jìn)了開灤呂家坨選煤廠(1968年,2.4Mt/a)、寧夏大武口選煤廠(1969年,3.0Mt/a)、開灤唐家莊選煤廠(1969年,1.2Mt/a)、水城老鷹山選煤廠(1969年,0.9Mt/a)、渡口把關(guān)河選煤廠(1970年,1.8Mt/a)、淮北青龍山選煤廠(1970年,2.OMt/a)、水城汪家寨選煤廠(1970年,1.2Mt/a)、汾西介休選煤廠(1970年,2.0Mt/a)和盤縣火燒鋪選煤廠(1972年,0.9Mt/a)10套選煤廠,總設(shè)計(jì)規(guī)模16.4Mt/a,大大提高了選煤廠生產(chǎn)能力。
1970年,我國自行設(shè)計(jì)了第一座機(jī)械、電氣設(shè)備全部為國產(chǎn),采用“重介+浮選”工藝的選煤廠——平頂山田莊選煤廠(3.50Mt/a),為我國重介質(zhì)選煤工藝的發(fā)展積累了經(jīng)驗(yàn)。
1971-1978年,煤炭洗選加工業(yè),尤其是煉焦精煤產(chǎn)量穩(wěn)步上升,到1978年達(dá)到5170萬t。
2.3 20世紀(jì)80年代
這一時(shí)間段的前期,是改革開放初期的起步階段,由于之前的選煤業(yè)處于停滯不前狀況,選煤加工能力大大落后于原煤生產(chǎn)能力的增長。為保證發(fā)展鋼鐵工業(yè)所需要的煉焦精煤,改變我國選煤落后狀況,當(dāng)時(shí)的煤炭工業(yè)部選煤設(shè)計(jì)研究院采用國產(chǎn)選煤裝備完成了采用跳汰一浮選工藝的1.80Mt/a標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),并先后完成了淮北蘆嶺、江蘇大屯、邢臺(tái)東龐、平頂山八礦等選煤廠的建設(shè)。同期還建設(shè)了淮南潘一、兗州鮑店等3.0Mt/a大型煉焦煤選煤廠和平頂山一礦、陽泉一礦、陽泉三礦等動(dòng)力煤選煤廠。同時(shí),經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),先后從國外引進(jìn)先進(jìn)選煤廠成套設(shè)備(見表1),大大推進(jìn)了我國選煤技術(shù)的發(fā)展。選煤廠規(guī)模增大,國外先進(jìn)選煤工藝、設(shè)備逐漸引入,特大規(guī)模動(dòng)力煤選煤廠開始建設(shè)。
其中的興隆莊、范各莊選煤廠引進(jìn)了德國洪堡特KHD跳汰機(jī),為我國設(shè)計(jì)和制造大型跳汰機(jī)提供了樣機(jī),為大型(3.0Mt/a)煉焦煤選煤廠采用國產(chǎn)成套設(shè)備創(chuàng)造了條件。西曲選煤廠是利用日本能源貸款建設(shè)的項(xiàng)目,設(shè)計(jì)規(guī)模3.0Mt/a,由當(dāng)時(shí)的煤炭工業(yè)部選煤設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),主要設(shè)備從日本、美國、德國等國家采購,采用跳汰粗選、重介旋流器精選、煤泥浮選流程,是80年代末至90年代初期洗選煉焦煤具有代表性的工藝。西曲選煤廠所引進(jìn)的部分設(shè)備在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化生產(chǎn),其中的VC-48、VC-56型振動(dòng)離心機(jī)和1400x1800型沉降過濾式離心機(jī)一段時(shí)期內(nèi)在我國得以廣泛應(yīng)用。
安太堡選煤廠是采取中美合資建設(shè)并由美方進(jìn)行經(jīng)營管理的我國第一座特大型動(dòng)力煤選煤廠,設(shè)計(jì)規(guī)模15.00Mt/a,由美國麥克納利公司設(shè)計(jì),采用塊煤淺槽重介質(zhì)分選機(jī)、末煤兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝,全套設(shè)備從美國、日本和德國引進(jìn)。在這之前我國的選煤廠最大規(guī)模只有4.0Mt/a,安太堡選煤廠建成后,帶來了選煤廠設(shè)計(jì)的新理念,從此特大型選煤廠如雨后春筍般在我國出現(xiàn),其中大多是動(dòng)力煤選煤廠。
晉陽選煤廠(包括七星選煤廠)是80年代從原蘇聯(lián)引進(jìn),由原蘇聯(lián)南方煤炭設(shè)計(jì)院與山西煤礦設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì),采用三產(chǎn)品重介旋流器+煤泥浮選聯(lián)合流程,設(shè)計(jì)規(guī)模1.8Mt/a的煉焦煤選煤廠,1990年9月投產(chǎn)。晉陽選煤廠所采用的三產(chǎn)品重介旋流器在我國是首次使用,其大大簡化了分選工藝,為我國煉焦煤和動(dòng)力煤分選帶來新工藝、新設(shè)備,大大促進(jìn)了先進(jìn)、高效的重介質(zhì)選煤工藝的發(fā)展,同時(shí)為我國大型三產(chǎn)品重介旋流器的研制成功提供了一個(gè)研究范例?,F(xiàn)在,盡管我國在三產(chǎn)品重介旋流器的研發(fā)和應(yīng)用方面已遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在世界前端,但在旋流器本體耐磨材料的研制和應(yīng)用方面,我們始終未能超越前蘇聯(lián)。
上述這些選煤廠的引進(jìn),一方面增加了我國選煤廠總?cè)脒x能力,更重要的是在選煤廠設(shè)計(jì)、選煤工藝和設(shè)備、自動(dòng)控制、快速裝車和經(jīng)營管理上帶來了新理念,對(duì)促進(jìn)我國選煤技術(shù)的發(fā)展起了很大的作用。1990年,我國原煤入選率達(dá)到約19.0%。
2.4 20世紀(jì)90年代
1990-2000年,隨著全國改革開放的深入發(fā)展,我國經(jīng)濟(jì)體制從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì),選煤行業(yè)迎來了快速發(fā)展階段。1991年8月,我國第一座以三產(chǎn)品重介旋流器為主導(dǎo)工藝的大型選煤廠——鐵東選煤廠建成投產(chǎn)。鐵東選煤廠由原煤炭工業(yè)部選煤設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),采用分級(jí)入選技術(shù),其中:+13mm塊煤跳汰選、13-0.5mm重介選、-0.5mm浮選,設(shè)計(jì)規(guī)模1.2Mt/a,全部設(shè)備國產(chǎn),投產(chǎn)后獲得國家優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng)。該廠的示范效應(yīng),大力推動(dòng)了我國三產(chǎn)品重介旋流器等設(shè)備和重介選煤技術(shù)的發(fā)展。
除了鋼鐵需求量增加帶動(dòng)煉焦煤選煤廠快速發(fā)展外,為了降低煉鋼(鐵)的成本,高爐噴吹煤的需求大增,帶動(dòng)了無煙煤選煤廠的建設(shè)發(fā)展,無煙煤洗選由過去的滿足化肥廠需求只洗選塊煤改變?yōu)橐卜诌x末煤,這一時(shí)期建設(shè)、改造或引進(jìn)的選煤廠有:永城陳四樓選煤廠,陽泉一、二、三、五礦選煤廠和晉城成莊末煤重介模塊式選煤廠(1994年,2.4Mt/a)等都生產(chǎn)高爐噴吹煤。這一時(shí)期,國家又進(jìn)一步出臺(tái)了鼓勵(lì)煤炭出口的稅收優(yōu)惠政策,刺激了動(dòng)力煤洗選業(yè)的發(fā)展,期間又有兗州的東灘(1993年,4.0Mt/a)、濟(jì)寧二號(hào)(1995年,4.0Mt/a)、平朔的安家?guī)X(2000年,15.0Mt/a)、大同四臺(tái)溝(1991年,5.3Mt/a)、神東大柳塔(1999年,6.OMt/a)等選煤廠都是為適應(yīng)出口煤需要而建設(shè)的。其中的平朔安家?guī)X選煤廠是我國自行設(shè)計(jì)的第一座特大型現(xiàn)代化選煤廠,建設(shè)規(guī)模15.0Mt/a,現(xiàn)生產(chǎn)能力可達(dá)25.OMt/a,采用150-13mm塊煤重介淺槽、13-0.15mm末煤重介旋流器主再洗分選、煤泥加壓過濾回收工藝。安家?guī)X選煤廠的投產(chǎn)運(yùn)行,為我國特大型選煤廠的設(shè)計(jì)積累了許多寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)了我國選煤廠建設(shè)的大型化和高效化進(jìn)程,給我們帶來了選煤廠設(shè)計(jì)、管理的新理念,為我國選煤廠設(shè)計(jì)與建設(shè)樹立了一座新的里程碑,其采用的塊、末煤分別重介分選工藝直至現(xiàn)在還是動(dòng)力煤選煤廠的主流分選工藝。
1996年至2000年期間,受東南亞金融危機(jī)影響,我國市場需求大幅下降,煤炭價(jià)格下行,煤炭生產(chǎn)呈下降趨勢。從1997年底開始實(shí)施全國范圍內(nèi)的煤炭生產(chǎn)秩序整頓,實(shí)行關(guān)井壓產(chǎn),以緩解煤炭供需失衡的矛盾。這一時(shí)期的煤炭洗選業(yè)則呈逆勢發(fā)展。為爭得煤炭市場,各大煤企都在做提高煤質(zhì)、提高產(chǎn)品回收率的文章,開始了一輪選煤廠技術(shù)改造的浪潮。技術(shù)改造的基本內(nèi)容是改善分選工藝、降低分選下限、完善煤泥回收環(huán)節(jié),如跳汰改重介、增加末煤入選、煤泥回收設(shè)備采用加壓過濾機(jī)或快速隔膜壓濾機(jī)等,進(jìn)而提高產(chǎn)品回收率、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。這一期間煤炭入選率增加較迅速。到2000年,我國煤炭入選率達(dá)到35%。
2.5 21世紀(jì)以來
進(jìn)入21世紀(jì),我國工業(yè)化進(jìn)程加快,以煤炭為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)迅速增加,給資源和環(huán)境帶來極大的壓力,國家把節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、安全生產(chǎn)和礦產(chǎn)資源綜合利用作為基本國策。選煤作為潔凈煤技術(shù)的基礎(chǔ)和前沿,其提高煤炭質(zhì)量和利用效率、減少無效運(yùn)輸、減少燃煤污染物排放的效果是顯而易見的,在這一大背景下,選煤進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。從2000-2007年,選煤廠的入選原煤能力由5.2199億t/a增加到12.50億t/a。平均每年增加選煤能力約1億t。
這一時(shí)期,選煤廠建設(shè)的特點(diǎn)一是規(guī)模增加,最大規(guī)模達(dá)40.00Mt/a;二是動(dòng)力煤選煤廠數(shù)量占多數(shù);三是多采用重介為主的選煤工藝。這一時(shí)期建設(shè)的10.0Ml/a以上的特大型煤選煤廠有47多座,部分見表2。
這一階段,選煤廠建設(shè)有了一些新的變化,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:
1)儲(chǔ)配煤中心(場)的大量建設(shè)。由于煤炭開采與使用在供應(yīng)鏈條上的缺陷,使得本世紀(jì)前十年常在冬季供暖季鬧煤荒,特別是2008年南方冰凍雪災(zāi)導(dǎo)致大型電廠也出現(xiàn)燃料煤告急的情況,嚴(yán)重影響人民生活和電力供應(yīng)的安全。為提高煤炭供應(yīng)保障能力,國家發(fā)改委于2011年下發(fā)了《國家煤炭應(yīng)急儲(chǔ)備管理暫行辦法》,要求在重要煤炭集散地、消費(fèi)地、關(guān)鍵運(yùn)輸樞紐等地建立應(yīng)急儲(chǔ)備點(diǎn),用于應(yīng)對(duì)重大自然災(zāi)害、突發(fā)事件等導(dǎo)致煤炭供應(yīng)中斷或嚴(yán)重不足情況。自此,在全國范圍,相繼開始了儲(chǔ)煤、配煤中心(場)的大規(guī)模建設(shè)。具有代表的有:大型火電廠,沿海的秦皇島港、京唐港,沿江的蕪湖港、靖江港等煤炭儲(chǔ)配中心。
2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化。伴隨著煤炭集中產(chǎn)地的西移、環(huán)境狀況對(duì)清潔能源快速增長的供應(yīng)需求和我國富煤貧油少氣的能源供應(yīng)特點(diǎn),在傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上,現(xiàn)代煤化工正在興起,化工用煤量在逐漸增加?,F(xiàn)代煤化工是我國煤化工產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略升級(jí)的重點(diǎn),十一五、十二五期間,石油需求快速增長但產(chǎn)量增長緩慢、油價(jià)攀升,在這一大背景下,我國以石油、天然氣替代品為主要方向的煤制油、煤制甲醇二甲醚、煤制烯烴、煤制天然氣、煤制乙二醇等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)形成了新一輪發(fā)展浪潮。
在選煤廠設(shè)計(jì)、建造和管理創(chuàng)新上,這一階段也有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。從選煤工藝上,適用于動(dòng)力煤洗選的塊、末煤重介分選和煉焦煤的大直徑三產(chǎn)品旋流器分選工藝被大力推廣采用;從工藝布置上,模塊式、高效裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房得以推廣應(yīng)用;選煤設(shè)備大型化、成套化、自動(dòng)化得以大規(guī)模應(yīng)用;選煤廠的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、管理水平有了很大提高;在建設(shè)模式上,開始實(shí)行以設(shè)計(jì)為龍頭的工程總承包建設(shè)模式,大大提高了選煤廠建設(shè)速度,縮短了建設(shè)工期。在生產(chǎn)管理方面越來越多的采用專業(yè)的托管運(yùn)營公司。到2013年底,我國已擁有有世界上最先進(jìn)的選煤工藝和設(shè)備,原煤洗選加工能力接近24億t,原煤入選率近60.2%,巳達(dá)到世界平均水平,中國成為當(dāng)今世界第一選煤大國。
3煤炭洗選加工業(yè)現(xiàn)狀
3.1工藝
簡單、高效、可靠、靈活是確定選煤工藝的基本原則
當(dāng)選煤廠規(guī)模不大、煤質(zhì)好,地處高寒、缺水地區(qū)時(shí),可選用簡單篩分或干法選煤工藝。
規(guī)模較大、煤質(zhì)較好的動(dòng)力煤選煤廠可采用塊煤分選工藝,以減少末煤入選,減少回收煤泥量。塊煤分選的粒度下限以煤質(zhì)情況和產(chǎn)品質(zhì)量要求定,也與所選用的塊煤分選設(shè)備有關(guān),塊煤動(dòng)篩跳汰機(jī)分選下限為25-50mm,塊煤淺槽重介分選機(jī)分選下限一般為13mm;隨著新型分級(jí)設(shè)備效率的提高,塊煤重介淺槽分選機(jī)的分選粒度下限呈下降趨勢,可至6mm。煤質(zhì)差、產(chǎn)品質(zhì)量要求較高時(shí),動(dòng)力煤分選工藝可采用塊、末煤分別入選,也可增加粗煤泥分選,但動(dòng)力煤選煤廠基本不設(shè)置浮選。近二年來,動(dòng)力煤選煤廠廣泛采用6mm左右脫粉工藝。
煉焦煤選煤廠多數(shù)采用-50mm全入選,煤泥浮選。視選煤廠規(guī)模大小、煤泥量多少、粗煤泥的可選性,可增加粗煤泥分選環(huán)節(jié),以提高末煤脫介效果,減少煤泥入浮量,降低加工成本。
靈活主要體現(xiàn)在動(dòng)力煤分選上,要求產(chǎn)品在粒度、發(fā)熱量等方面具有靈活性,以滿足市場需求;它的實(shí)現(xiàn)主要是在選煤廠煤流運(yùn)輸及產(chǎn)品儲(chǔ)存系統(tǒng)上,通過末煤的入選、不入選和部分入選,產(chǎn)品之間的摻混,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力煤選煤廠最終產(chǎn)品的靈活性。
3.2裝備、設(shè)施及材料
選煤裝備與選煤工藝的升級(jí)、發(fā)展、創(chuàng)新是相互促進(jìn)、相互推動(dòng)的關(guān)系。
選煤設(shè)備的大型化和可靠性在21世紀(jì)取得了很大成績。篩分設(shè)備種類多樣,除過去常用的圓振動(dòng)篩、直線振動(dòng)篩、香蒸篩、概率篩、高頻篩、固定篩外,近年還引進(jìn)了用于深度分級(jí)的弛張篩,篩寬也由3.0m提高到4.2-4.9m;重介淺槽分選機(jī)槽寬可達(dá)8.0m;末煤分選重介旋流器直徑達(dá)1.50m;末煤脫水離心機(jī)篩籃直徑由1.4m提高到1.5-1.7m;機(jī)械攪拌式浮選機(jī)單槽容積巳達(dá)45m3;全自動(dòng)板式壓濾機(jī)過濾面積已達(dá)550m2;加壓過濾機(jī)過濾面積已達(dá)200m2。磁選機(jī)以提高磁性物的回收率、提高單機(jī)處理能力、提高磁選入料的粒度范圍、提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性為宗旨,目前,濕式磁選機(jī)筒體表面磁場強(qiáng)度達(dá)到180-600mT,磁性物回收率達(dá)到99.9%,入料最大粒度為3mm。
除了分選設(shè)備外,輔助設(shè)施也在向大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展,原煤及產(chǎn)品煤筒倉最大直徑可達(dá)45m,單倉儲(chǔ)量5萬t;半地下式槽倉儲(chǔ)量可達(dá)20萬t;單個(gè)封閉式儲(chǔ)煤場總儲(chǔ)量可達(dá)50萬t,圓形儲(chǔ)煤場直徑120m,條形儲(chǔ)煤場長度達(dá)350m;原煤及產(chǎn)品配煤已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;火車、汽車快速裝車站的廣泛應(yīng)用,使產(chǎn)品外運(yùn)的裝車、計(jì)量實(shí)現(xiàn)快速化、自動(dòng)化。
重介質(zhì)選煤方法雖在分選效率上高于其他選煤方法,但其因使用磁鐵礦類加重質(zhì),使得泵類、管道的磨損嚴(yán)重,甚至影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。新型耐磨材料的應(yīng)用,使選煤廠的整體可靠性大大提高。渣漿泵類采用高鉻合金鑄鐵等過流件,管道使用陶瓷耐磨復(fù)合管,使這類設(shè)備/材料的壽命大大延長。
3.3其他
工藝和設(shè)備的成熟完善,使選煤廠向規(guī)模大型化、工藝簡單化、控制自動(dòng)化、運(yùn)行高效化、管理專業(yè)化、廠房模塊化、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展,工程總承包的建設(shè)模式使建設(shè)周期大幅縮短;工程設(shè)計(jì)、設(shè)備和建設(shè)模式也向國際化方向邁進(jìn),由過去的“請進(jìn)來”,到現(xiàn)在的向“走出去”發(fā)展。
4煤炭洗選加工業(yè)展望
在提高煤炭洗選比例的基礎(chǔ)上,資源的合理利用、裝備大型國產(chǎn)化、煤泥減量入選,實(shí)現(xiàn)選煤廠自動(dòng)化、信息化、智能化綠色生產(chǎn)是選煤廠未來發(fā)展的方向。
4.1注重資源的合理利用
針對(duì)近年我國煤炭開發(fā)力度過大、在利用上的無序性及資源的有限性,2012年底,發(fā)改委頒布了《特殊和稀缺煤類管理暫行規(guī)定》,從開發(fā)建設(shè)、生產(chǎn)管理、加工利用等方面做出了相應(yīng)規(guī)定。特殊稀缺煤類應(yīng)全部入選,優(yōu)先用于冶金、化工、材料等行業(yè),限制作為燃料直接利用,鼓勵(lì)用提質(zhì)煤替代焦煤,焦炭總量以滿足國內(nèi)需求為目標(biāo),限制出口,并劃定了特殊和稀缺煤類礦區(qū)范圍。2011年1月發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《稀缺、特殊煤炭資源的劃分與利用》,對(duì)稀缺、特殊煤炭資源的劃分、命名、評(píng)價(jià)和利用做了明確規(guī)定。煤炭洗選加工業(yè)在未來需要強(qiáng)化的工作就是要加強(qiáng)對(duì)煤質(zhì)的分析,做好產(chǎn)品方案的文章,做到“分質(zhì)利用、煤盡其用”,把資源用在最合適的地方。稀缺煉焦用煤(肥煤、焦煤、瘦煤)嚴(yán)格用于焦化,稀缺高爐噴吹用無煙煤和稀缺高爐噴吹用貧煤、貧瘦煤優(yōu)先作為高爐噴吹用,特低灰、特低硫煤優(yōu)先作為活性炭用原料煤;無煙塊煤作為工業(yè)燃料及電廠燃料的用量要逐步降低;無粘結(jié)性或弱粘結(jié)性的高揮發(fā)分煙煤優(yōu)先用于生產(chǎn)蘭炭;低硫煤優(yōu)先用于發(fā)電、工業(yè)燃料、民用燃料,中/高硫煤優(yōu)先用于以煤氣化為龍頭的煤化工;重點(diǎn)研究大處理量的褐煤洗選、提質(zhì)利用,提出揮發(fā)分用于煤氣化或發(fā)電;優(yōu)質(zhì)煤長途運(yùn)輸,劣質(zhì)煤就近轉(zhuǎn)化。做好煤炭分質(zhì)利用的文章也可最大限度合理利用煤炭資源。
4.2選煤裝備向國產(chǎn)化、可靠、高效、節(jié)能方向發(fā)展
今天,中國選煤工業(yè)已經(jīng)擁有了世界上最先進(jìn)的選煤工藝、擁有世界上規(guī)模最大的選煤廠,對(duì)選煤工藝的應(yīng)用也趨于成熟。但是,除了重介質(zhì)旋流器、加壓過濾機(jī)和泵類設(shè)備外,選煤廠如重介淺槽分選機(jī)、各種用途的大型篩分機(jī)、大塊煤破碎機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備還是經(jīng)常從國外引進(jìn)。實(shí)際上這些設(shè)備國內(nèi)都有生產(chǎn),但由于可靠性問題,用戶還是傾向于購買國外設(shè)備。可以說,提高設(shè)備的可靠性是解決選煤設(shè)備國產(chǎn)化、大型化的關(guān)鍵。
高效和節(jié)能也一直是各行各業(yè)追求的目標(biāo)。就選煤廠來說,提高分選設(shè)備的分選效率、提高分級(jí)設(shè)備的分級(jí)效率一直是廣大科研工作者研究的課題,而實(shí)際上,選煤方法從溜槽到跳汰再到重介的更替過程就是對(duì)效率的追求過程。
早在2006年,國務(wù)院就下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》,要求“建立固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查制度,對(duì)未進(jìn)行節(jié)能審查或未能通過節(jié)能審查的項(xiàng)目一律不得審批、核準(zhǔn),從源頭杜絕能源的浪費(fèi)”。隨后又發(fā)布了、《煤炭工業(yè)節(jié)能減排工作意見》等文件,對(duì)節(jié)能工作提出了更具體的目標(biāo)和要求。時(shí)至今日,這些目標(biāo)和要求已基本達(dá)到,而新的標(biāo)準(zhǔn)、政策等又對(duì)節(jié)能提出了新的更高的要求。對(duì)于選煤工作者來說,如何從選煤工藝、布置、設(shè)備、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面降低能耗,倡導(dǎo)綠色清潔生產(chǎn)是今后要做的工作。
3煤泥減量入選
有些動(dòng)力煤選煤廠因煤質(zhì)不好,為滿足用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求,需要入選末煤。但末煤全入選,帶入的煤泥需要從煤泥水中加以回收,煤泥入水后水分增高、發(fā)熱量下降,使得選煤廠效益下降,有些選煤廠甚至出現(xiàn)洗選加工煤發(fā)熱量低于原煤的現(xiàn)象。解決這一問題的辦法是減少進(jìn)入分選的煤泥量,關(guān)鍵點(diǎn)是解決煤的干法深度篩分問題。目前這一問題的解決方案是采用弛張篩進(jìn)行6mm深度篩分,采用重介淺槽分選機(jī)對(duì)篩上塊煤進(jìn)行分選。神華集團(tuán)已經(jīng)就這一課題進(jìn)行研究并已做了實(shí)際工藝試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果,馳張篩6mm分級(jí)篩分效率大于85%(90%左右),單位處理能力22.67t/m2,由于增加了原煤入選量,使精煤產(chǎn)量增加、混煤產(chǎn)量減少,加工噸原煤直接經(jīng)濟(jì)效益增加6.247元/t。
未來煤泥減量入選將是動(dòng)力煤選煤廠的一個(gè)發(fā)展方向,粉煤干法深度篩分或空氣分級(jí)是可供研究開發(fā)的課題。重介淺槽分選機(jī)可以接受的最小分選粒度為6mm,跳汰機(jī)、重介質(zhì)旋流器都可以實(shí)現(xiàn)下限小于6mm粉煤的分選,但跳汰機(jī)分選效率低,重介質(zhì)旋流器會(huì)增加次生煤泥量,因此,下限小于6mm粉煤的分選,也是需要研究的課題。
5結(jié)語
經(jīng)過60多年的發(fā)展,我國煤炭洗選加工業(yè)從洗精煤年產(chǎn)量僅有幾百萬噸,到原煤總產(chǎn)量36.8億t居世界第一,原煤入選率約60.2%,是國家進(jìn)步、強(qiáng)盛的結(jié)果,也是廣大選煤工作者的驕傲。同時(shí)也應(yīng)看到,煤炭是不可再生能源,在一次能源中所占比例會(huì)逐漸降低,這是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。因此,加強(qiáng)對(duì)煤炭的合理利用,發(fā)展煤炭的清潔高效轉(zhuǎn)化,減少煤炭利用中對(duì)環(huán)境造成的污染,提高選煤廠工藝、裝備、建設(shè)、管理水平,是選煤工作者的使命。