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設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)一個(gè)“中意”的選煤廠需要考慮哪些因素？

　　2002-2012年，中國(guó)的基本建設(shè)管理體制和工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)審核程序發(fā)生了根本性的變化。這些變化，促進(jìn)了中國(guó)的工程技術(shù)公司和國(guó)有設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)文件編制質(zhì)量、技術(shù)水平均有了明顯進(jìn)步，編制內(nèi)容也發(fā)生了很大的變化，主要表現(xiàn)在以下方面。

　　1、煤質(zhì)分析方面的變化

　　1.1煤炭的用途拓展延伸

　　現(xiàn)在，煤炭已經(jīng)不僅僅是傳統(tǒng)意義上的動(dòng)力燃料和煉焦原料，也是作為替代石化產(chǎn)品的現(xiàn)代煤化工、煤基合成油等高附加值產(chǎn)業(yè)的寶貴原料。煤炭清潔利用、煤化油、煤液化、煤氣化化等產(chǎn)業(yè)獲得了良好的發(fā)展契機(jī)，如：超臨界、超超臨界煤粉鍋爐，大型循環(huán)流化床鍋爐，煤基合成氣制甲醇、甲醇制化工產(chǎn)品（二甲醚、醋酸及其下游產(chǎn)品）、甲醇制醇醚燃料、甲醇制烯烴、多聯(lián)產(chǎn)，直接液化、間接液化，低溫干餾對(duì)褐煤干燥提質(zhì)等。

　　煤炭的用途獲得了極大的豐富和產(chǎn)業(yè)延伸。不同的煤炭利用方式，不同的轉(zhuǎn)化工藝對(duì)煤質(zhì)又有著不同的要求。這就要求選煤工程設(shè)計(jì)工程師要努力拓展知識(shí)廣度。

　　1.2對(duì)煤質(zhì)分析的要求更加嚴(yán)格

　　煤質(zhì)特征及工藝性能分析是重中之重，因?yàn)檫@是確定煤炭洗選后的產(chǎn)品方向及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)條件之一。

　　1.3煤質(zhì)分析的項(xiàng)目和內(nèi)容更加全面

　　除常規(guī)的工業(yè)分析、元素分析而外，還應(yīng)包括煤炭工藝性能指標(biāo)分析、顯微煤巖結(jié)構(gòu)分析、煤化程度、變質(zhì)程度分析等。設(shè)計(jì)文件最好能反映地質(zhì)報(bào)告原始數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)文件中列出的煤質(zhì)特性資料多數(shù)時(shí)候內(nèi)容不全，也缺乏針對(duì)性，主要存在這些問(wèn)題：

　　（1）作動(dòng)力煤時(shí)（電煤），缺少對(duì)鍋爐腐蝕有關(guān)的氯含量、氟含量指標(biāo)，與鍋爐排渣有關(guān)的灰熔點(diǎn)、結(jié)渣性、結(jié)污性等指標(biāo)。

　　（2）作煤化工原料時(shí)，往缺少與移動(dòng)（固定）床氣化爐氣化效率有關(guān)的機(jī)械抗碎強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、對(duì)CO2轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)。

　　[案例]潞安礦區(qū)某礦的貧煤，機(jī)械抗碎強(qiáng)度極低，運(yùn)輸過(guò)程易粉碎。太原某廠是該礦的塊煤產(chǎn)品用戶，用作造氣。因運(yùn)輸過(guò)程中塊煤粉碎，引起合同糾紛。說(shuō)明該礦的貧煤不適合塊煤造氣。

　　（3）當(dāng)煤炭用作液化時(shí)，往往缺少煤的顯微煤巖組成、反映煤化程度、變質(zhì)程度的鏡質(zhì)組反射率指標(biāo)、碳?xì)浔取⒀踉睾?、氫元素含量、可磨性、煤灰軟化、流?dòng)溫度等與煤炭液化、煤制合成氣工藝密切相關(guān)的重要指標(biāo)；

　?。?）當(dāng)煤炭用作生產(chǎn)合成氣的原料，而且氣化工藝采用水煤漿氣流床工藝時(shí)，缺少對(duì)煤的成漿性分析。

　　[案例]陜北榆神礦區(qū)某礦的不粘煤是供山東某煤炭集團(tuán)榆林100萬(wàn)噸/年煤炭間接液化項(xiàng)目的原料煤基地，該項(xiàng)目煤制合成氣采用德士古水煤漿氣流床工藝；缺少對(duì)煤的成漿性分析。該礦的不粘煤成漿性差，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)煤漿濃度僅為59.5%，而間接液化項(xiàng)目《可研》設(shè)計(jì)煤漿濃度僅為65.0%，這給氣化工藝帶來(lái)諸多不利影響（煤耗、氧耗增加，為擴(kuò)大空分裝置增加數(shù)億元投資）。

　　1.4對(duì)煤質(zhì)分析要求更加精細(xì)、準(zhǔn)確

　　煤質(zhì)特征及工藝性能指標(biāo)的表述不夠準(zhǔn)確，沒(méi)有嚴(yán)格按照各類(lèi)煤質(zhì)指標(biāo)劃分等級(jí)的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表述。需要注意的是，這些標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，隨著時(shí)間的推移和技術(shù)進(jìn)步，各類(lèi)煤質(zhì)指標(biāo)劃分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的修改、完善。我們必須掌握新版《標(biāo)準(zhǔn)》。

　　1.5煤炭種類(lèi)、硫分含量是確定煤炭產(chǎn)品方向時(shí)，二個(gè)不可忽視的重要因素。這是需要特別指出的

　　國(guó)家實(shí)行煤炭資源分類(lèi)使用和優(yōu)化配置的原則（發(fā)改工業(yè)[2006]1350號(hào)文）。煤炭種類(lèi)和硫分含量，涉及國(guó)家有關(guān)資源合理利用的原則問(wèn)題。根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩帧?guó)家經(jīng)貿(mào)委、科技部2002年1月30日聯(lián)合發(fā)布的文件（環(huán)發(fā)[2002]26號(hào)）第3.1條規(guī)定“各地不得新建煤層含硫分大于3%的礦井”；在《煤、泥炭地質(zhì)勘探規(guī)范》（DZ/T0215-2002）附錄E建議的煤炭資源量估算指標(biāo)中，最大硫分為3%；國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2007年80號(hào)公告《煤炭產(chǎn)業(yè)政策》第十三條中也指出，“國(guó)家對(duì)特殊和稀缺煤種實(shí)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)，限制高硫、高灰煤炭資源開(kāi)發(fā)”。

　　因而國(guó)土資源部在項(xiàng)目核準(zhǔn)會(huì)簽中十分重視這兩個(gè)問(wèn)題。例如：（1）淮南礦區(qū)顧橋礦井的氣煤不作煉焦煤而用于發(fā)電的問(wèn)題；（2）重慶松藻礦區(qū)的高硫煤（St.d＞4.0%）資源，開(kāi)發(fā)利用是否合理的問(wèn)題。在國(guó)家發(fā)改委對(duì)這兩個(gè)項(xiàng)目核準(zhǔn)會(huì)簽中均遇到國(guó)土資源部質(zhì)疑。另請(qǐng)專(zhuān)家，重新進(jìn)行了論證。所以，當(dāng)設(shè)計(jì)遇到特殊和稀缺煤種挪作他用或高硫煤資源需要開(kāi)發(fā)時(shí)，對(duì)開(kāi)發(fā)、利用的必要性、合理性應(yīng)進(jìn)行論證。設(shè)計(jì)文件往往缺乏這種必要的論證，特別是云、貴、川地區(qū)的高硫煤礦區(qū)的開(kāi)發(fā)。

　　[案例]貴州織金礦區(qū)肥田礦井各煤層硫分總體偏高是本井田主要煤質(zhì)特征之一，其中7號(hào)、23號(hào)二層煤平均硫分分別高達(dá)4.22%和4.10%，均屬高硫煤。

　　然而，《可研》對(duì)該井田賦存的高硫煤資源進(jìn)行開(kāi)采、利用的理由、必要性缺乏必要的論證和闡述。

　　貴州省煤炭?jī)?chǔ)量比較豐富，但高硫煤資源較多。例如，肥田井田硫分＞3%和＜3%的煤炭?jī)?chǔ)量幾乎各占一半。使高硫煤資源得到充分合理地利用是個(gè)不能回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　僅從以下三個(gè)方面對(duì)開(kāi)采高硫煤的理由提供一些思路，供《可研》編制單位考慮：

　?。?）開(kāi)采方面。井田內(nèi)硫分＞3%的高硫煤和硫分＜3%的煤炭資源是交錯(cuò)共生的。例如，上組三層煤中，6、6-1號(hào)煤層平均硫分＜3%，而7號(hào)煤層平均硫分＞3%。在開(kāi)采過(guò)程中，如果邁過(guò)7號(hào)高硫煤層不采，繼續(xù)開(kāi)采下部煤層，則7號(hào)煤層也會(huì)遭到垮落破壞。即便在平均硫分＜3%的同一煤層中，也存在硫分＞3%的塊段，例如，6號(hào)煤層平均硫分雖然為2.59%，但硫分波動(dòng)范圍卻在1.88%～3.21%之間。在開(kāi)采過(guò)程中，也不可能邁過(guò)高硫煤塊段不開(kāi)采?？傊麻_(kāi)采工藝難以實(shí)現(xiàn)只開(kāi)采低硫煤，不開(kāi)采高硫煤。實(shí)際情況是在開(kāi)采低硫煤的同時(shí)，若不開(kāi)采高硫煤，則高硫煤資源將遭到破壞，無(wú)法完整保留下來(lái)。這是對(duì)寶貴的一次性化石能源資源的極大浪費(fèi)。

　　（2）煤質(zhì)方面。鑒于本井田高硫煤的硫分組成以無(wú)機(jī)硫黃鐵礦為主（占近80%），有機(jī)硫的含量低，這就為洗選脫硫提供了極為有利的條件。精查地質(zhì)報(bào)告資料表明，高硫煤洗選后理論脫硫率高達(dá)近70%。其中7號(hào)煤硫分可從4.22%降至1.32%；23號(hào)煤可從4.10%降至1.44%。對(duì)于本礦井的高硫煤而言，通過(guò)洗選加工，煤中大部分硫分是可以脫除的。采用洗選脫硫+電廠鍋爐煙道尾氣脫硫相結(jié)合的處理方式，完全能夠有效控制SO2對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，為本礦井高硫煤資源得到合理利用提供了可行的條件。

　　（3）本礦井無(wú)煙煤除硫分高外，其余煤質(zhì)特性：如高～特高熱值、特低磷、低砷、中等煤灰軟化溫度、高熱穩(wěn)定性、高抗碎強(qiáng)度等特性均符合優(yōu)質(zhì)動(dòng)力電煤以及優(yōu)質(zhì)造氣用煤的要求。從保護(hù)國(guó)家資源考慮，本礦井高硫無(wú)煙煤資源應(yīng)該進(jìn)行開(kāi)采，并通過(guò)綜合加工利用途徑加以充分利用。

　　2、煤炭產(chǎn)品方向、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位要基于市場(chǎng)需求

　　煤炭產(chǎn)品方向、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位要基于市場(chǎng)需求。市場(chǎng)銷(xiāo)售的適應(yīng)性等有了更高的要求，比計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)初期有了質(zhì)的變化。因而在可研報(bào)告評(píng)審時(shí)，對(duì)煤炭產(chǎn)品目標(biāo)市場(chǎng)的分析要求更為準(zhǔn)確，用戶要求更為落實(shí)，一般要求附有與目標(biāo)用戶草簽的供煤協(xié)議作為支撐文件。

　　目標(biāo)市場(chǎng)分析、落實(shí)之所以重要，是因?yàn)樗谴_定煤炭產(chǎn)品方向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的依據(jù)之一。

　　2.1確定煤炭產(chǎn)品方向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的依據(jù)

　　煤炭產(chǎn)品方向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的依據(jù)主要有二條：一是煤質(zhì)特性；二是市場(chǎng)需求。產(chǎn)品目標(biāo)市場(chǎng)不落實(shí)，產(chǎn)品方向定的不準(zhǔn)確，建成后將會(huì)造成被動(dòng)與損失。

　　[案例]濟(jì)北礦區(qū)某選煤廠主要入洗本礦生產(chǎn)的3號(hào)煤層原煤。3號(hào)煤層的內(nèi)在灰分較低，與兗州礦區(qū)煤的內(nèi)灰相近。但是，輕密度級(jí)物料的產(chǎn)率卻比兗州煤要低得多?，F(xiàn)將兗州礦區(qū)的3＃煤與濟(jì)北礦區(qū)某兩個(gè)煤礦的3＃煤，對(duì)比如下：

　　兗州（3＃） 濟(jì)北塘口（3＃） 濟(jì)北許廠（3＃）

　　浮煤累計(jì)灰分% 8.54   8.52          8.57

　　浮煤累計(jì)產(chǎn)率% 87.32    70.43        71.88

　　由此可見(jiàn)，濟(jì)北礦區(qū)的原煤在生產(chǎn)低灰產(chǎn)品的條件下，精煤產(chǎn)率大大低于兗州礦區(qū)（約低16個(gè)百分點(diǎn)），其經(jīng)濟(jì)效益可能遠(yuǎn)不如兗州礦區(qū)好。加之華東地區(qū)氣煤儲(chǔ)量極為豐富，而當(dāng)?shù)責(zé)捊姑菏袌?chǎng)對(duì)氣煤用作配焦煤的需求量又十分有限。濟(jì)北礦區(qū)生產(chǎn)低灰煉焦配煤產(chǎn)品，無(wú)法與鄰近的兗州礦區(qū)優(yōu)質(zhì)氣煤競(jìng)爭(zhēng)，故選后產(chǎn)品的灰分不宜定得過(guò)低。根據(jù)濟(jì)北礦區(qū)某選煤廠3＃煤的浮沉資料分析得出，當(dāng)生產(chǎn)灰分≤12%的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤時(shí)，其產(chǎn)率增加幅度最大。比生產(chǎn)灰分為9%的煉焦配煤產(chǎn)品時(shí)，每年提高產(chǎn)量約18萬(wàn)噸，增加利潤(rùn)約2000萬(wàn)元以上。所以，建議對(duì)濟(jì)北礦區(qū)某選煤廠產(chǎn)品定位，宜以生產(chǎn)灰分≤12%的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤為主。

　　[案例] 陜西省黃陵礦區(qū)某礦的弱粘煤，雖然具有低內(nèi)水、低灰、低硫、高發(fā)熱量等優(yōu)良煤質(zhì)特性，但是，并不是高爐噴吹的理想用煤。因揮發(fā)分較高（Vdaf=33.75%屬中高揮發(fā)分）、磷分較高（Pt.d=0.067%屬中磷）、煤灰成分中可作為高溫條件下噴吹煤粒骨架的Al2O3含量低（僅為21.67%），作為高爐噴吹煤并不理想。

　　國(guó)內(nèi)高爐噴吹煤市場(chǎng)需求量有限，年需高爐噴吹煤20.00Mt/a左右。而本礦煤炭因煤質(zhì)方面的原因，作為高爐噴吹煤并不理想，與周邊省份的礦區(qū)如晉城、陽(yáng)泉礦區(qū)的無(wú)煙煤、潞安礦區(qū)的貧煤相比，質(zhì)量差距較大，作為高爐噴吹煤其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，銷(xiāo)路難以打開(kāi)。另外，弱粘煤作為煉焦配煤市場(chǎng)用量更不大。故黃陵二號(hào)煤礦將高爐噴吹煤和配焦煤作為主要產(chǎn)品方向，原煤基本全部洗選，生產(chǎn)低灰精煤產(chǎn)品的加工原則，是不盡合理的。

　　據(jù)了解，該選煤廠試運(yùn)行期間，因高爐噴吹煤和煉焦配煤市場(chǎng)推不開(kāi)，末精煤產(chǎn)品銷(xiāo)路不暢，致使其末煤重介分選系統(tǒng)和干擾床煤泥分選系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間閑置不用，造成了浪費(fèi)。

　　本案例充分證明了煤質(zhì)條件和市場(chǎng)需求對(duì)確定正確的產(chǎn)品方向，制定合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有著舉足輕重的影響，具有典型意義。

　　3、《可研報(bào)告》中市場(chǎng)分析普遍存在的共性問(wèn)題

　?。?）市場(chǎng)分析涵蓋國(guó)際和國(guó)內(nèi)，內(nèi)容空泛，與可研項(xiàng)目本身掛鉤不緊密。

　?。?）對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)用戶的分析不夠具體；缺少最終用戶煤炭需求意向的文字協(xié)議。

　　對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)的具體分析和向用戶供煤的文字協(xié)議均是國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)項(xiàng)目的重要條件之一，是不可或缺的，切忌空對(duì)空。（最簡(jiǎn)單的道理：如果沒(méi)有用戶，開(kāi)礦就沒(méi)有必要，國(guó)家不提倡用新開(kāi)礦井的產(chǎn)品去擠兌現(xiàn)有市場(chǎng)，這是浪費(fèi)資源。）