龍華選煤廠降低洗末煤水分的方案探索

史培寧，李毅紅，趙育杰，包永紅，陳警衛(wèi)

(中煤西安設(shè)計工程有限責任公司，陜西 西安 710054)

陜西榆林龍華選煤廠是一座設(shè)計能力為6.00 Mt/a的動力煤選煤廠，按照工作制度330 d/a、16 h/d計算，生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計能力為1 306 t/h；洗洗工藝為100～13 mm粒級由淺槽重介質(zhì)分選機分選、13～1.5 mm粒級由重介質(zhì)旋流器分選、1.5～0 mm粒級由螺旋分選機分選的聯(lián)合工藝。入選原煤屬于低灰、特低硫、特低/低磷、低氯、中高/高熱值、中高/高揮發(fā)分、較低灰熔點、強結(jié)渣性的長焰煤和不粘煤，產(chǎn)品主要為100～20 mm粒級洗塊煤和20～0 mm粒級洗末煤，其中洗塊煤產(chǎn)品主要作為煤化工原料。

該選煤廠的洗末煤主要作為動力用煤，這對水分和發(fā)熱量等指標要求較高。自建成投產(chǎn)以來，洗末煤水分一直居高不下，從2015年12月11—13日的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，其水分為16.60%～18.12%，處于較高水平。據(jù)測算，商品煤的全水分每增加1個百分點，其發(fā)熱量下降 250～335 J/g，故全水分越高，商品煤的發(fā)熱量越低，其質(zhì)量越難滿足用戶要求。這不但導致商品煤銷售價格下降，而且嚴重影響客戶群體的穩(wěn)定性；加之該選煤廠位于高寒地區(qū)，冬季洗末煤易凍結(jié)，造成裝卸困難。因此，必須探索有效的降水方案，提高洗末煤的質(zhì)量。

1 存在問題與原因分析

1.1 存在問題

龍華選煤廠的洗末煤主要由三部分組成：淺槽精煤脫介篩前、分級后的20～13 mm粒級淺槽末精煤(以下簡稱“淺槽末精煤”)，平均水分為17.16%；末精煤離心脫水機脫水后的13～1.5 mm粒級重介末精煤(以下簡稱“重介末精煤”)，平均水分為16.76%；粗精煤離心脫水機脫水后的1.5～0.35 mm粒級螺旋粗精煤(以下簡稱“螺旋粗精煤”)，平均水分為21.91%。不同組分檢測結(jié)果詳見表1。

表1 洗末煤各部分的水分檢測結(jié)果

1.2 原因分析

1.2.1 淺槽末精煤

原設(shè)計中原煤分級脫泥選用1臺3673雙層香蕉篩，上下層篩板的篩孔均為圓形，孔徑分別為13、1.5 mm。生產(chǎn)實踐表明，一臺該型號的分級脫泥篩不能滿足生產(chǎn)要求。為此，將上層篩板的孔徑調(diào)整為20 mm，按照該孔徑進行核定，并結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計能力，如果要保證干法篩分效率達到80%或濕法篩分效率達到90%，應(yīng)選用1.2臺3673雙層香蕉篩或1臺4373雙層香蕉篩。

由于原煤分級脫泥篩選型偏小，導致篩分效率較低，如果要達到設(shè)計能力，篩機的篩分效率達不到80%，導致大量<20 mm粒級末煤進入塊煤系統(tǒng)。2015年的生產(chǎn)報表、塊煤銷量、皮帶秤計量等數(shù)據(jù)表明：>20 mm粒級塊煤率平均值在30%左右，其余70%為末煤和煤泥。即使按照80%的篩分效率計算，混入塊煤系統(tǒng)的末煤量(扣除1.5 mm粒級煤泥)也在130 t/h左右。

這部分末煤經(jīng)淺槽重介質(zhì)分選機分選后，在3673單層香蕉篩上完成脫介、脫水、分級作業(yè)。該篩機的篩板材料為聚氨酯，篩板共有六段，其中五段(篩孔尺寸為1.5 mm)用于脫介，一段(篩孔尺寸為20 mm)用于分級。由于兼具脫介和分級的任務(wù)，致使脫水段篩板的有效段數(shù)僅有五段，脫水面積僅為21.60 m2，脫水能力嚴重不足。此外，采用香蕉篩作為脫水的把關(guān)設(shè)備，產(chǎn)品水分普遍偏高，即使以1.5 mm進行脫水，末煤產(chǎn)品外水也在16%以上；如果生產(chǎn)系統(tǒng)按照設(shè)計能力1 306 t/h運行，產(chǎn)品水分會更高。

1.2.2 重介末精煤

由表1可以看出，臥式振動卸料離心脫水機的入料量越小，重介末精煤水分越低；反之，其水分越高。綜合考慮入料量和產(chǎn)品水分，該離心脫水機的最佳處理能力在100～120 t/h之間，此時產(chǎn)品水分在8%左右。按照目前的統(tǒng)計結(jié)果，該離心脫水機的入料量為180 t/h時，產(chǎn)品水分最高為18.12%；當末煤系統(tǒng)按照設(shè)計能力生產(chǎn)時，其入料總量約為450 t/h，即每臺離心脫水機的處理量為225 t/h，產(chǎn)品水分無法控制在合理的范圍內(nèi)。

1.2.3 螺旋粗精煤

目前，該選煤廠的1.5～0.35 mm粒級粗精煤采用兩臺φ1 200 mm的立式刮刀卸料離心脫水機脫水，該離心脫水機的處理能力在35～50 t/h之間。從檢測結(jié)果(表1)來看，螺旋粗精煤水分在20.41%～22.58%之間，基本滿足要求。但是目前全廠實際生產(chǎn)能力最大僅為1 000 t/h，如果按照設(shè)計能力生產(chǎn)，<1.5 mm粒級粗煤泥量至少增加1/3；根據(jù)初步估算，每臺離心脫水機的處理量大于50 t/h，這將使產(chǎn)品水分更高。

2 降水方案探索

2.1 淺槽末精煤降水方案

為了降低淺槽末精煤的水分，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，分析有關(guān)設(shè)備的脫水性能，建議塊煤分選系統(tǒng)精煤分級段的<20 mm粒級末煤，采用離心脫水機作為脫水的把關(guān)設(shè)備。依據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，臥式振動卸料離心脫水機的最佳處理能力在100～120 t/h之間，按照設(shè)備入料量130 t/h考慮，需要增設(shè)1臺φ1 500 mm的該型離心脫水機。

2.2 重介末精煤降水方案

該選煤廠的末煤系統(tǒng)按照設(shè)計能力生產(chǎn)時，進入臥式振動卸料離心脫水機的末精煤總量約為450 t/h，為了保證整個生產(chǎn)系統(tǒng)的處理能力和末精煤產(chǎn)品水分，在末精煤離心脫水機處理能力按照120 t/h左右核定時，需要增加2臺臥式振動卸料離心脫水機。

2.3 螺旋粗精煤降水方案

當該選煤廠的粗煤泥分選系統(tǒng)按照設(shè)計能力生產(chǎn)時，進入離心脫水機的粗精煤總量約為100 t/h，而當前的設(shè)備處理能力無法滿足生產(chǎn)要求，在煤泥離心脫水機處理能力按照35 t/h左右核定時，需要增加1臺立式刮刀卸料離心脫水機。

3 降水效果預(yù)測

根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗和設(shè)備性能，淺槽末精煤經(jīng)增加的1臺臥式振動卸料離心脫水機脫水后，預(yù)計產(chǎn)品水分為14.50%；重介末精煤經(jīng)增加的2臺臥式振動卸料離心脫水機脫水后，預(yù)計產(chǎn)品水分為15.00%；螺旋粗精煤經(jīng)增加的1臺立式刮刀卸料離心脫水機脫水后，預(yù)計產(chǎn)品水分為20.00%。

在對洗末煤采取降水措施前，系統(tǒng)生產(chǎn)能力最大僅為1 000 t/h，即使在延長工作時間的條件下，洗末煤產(chǎn)量僅能達到3.44 Mt/a，其水分為17.57%，預(yù)測發(fā)熱量為23.66 MJ/kg。在對其采取降水措施后，預(yù)計該選煤廠的生產(chǎn)系統(tǒng)可以滿負荷運行，洗末煤產(chǎn)量可以達到3.59 Mt/a，預(yù)計綜合水分為15.64%，發(fā)熱量為24.14 MJ/kg，洗末煤的數(shù)質(zhì)量均會有所提高。根據(jù)目前的市場價格預(yù)測(表2)，每年可增加銷售收入約0.72億元，經(jīng)濟效益明顯提高。

表2 降水效果及經(jīng)濟效益分析對比

4 結(jié)語

商品煤的全水分與發(fā)熱量存在一定關(guān)系，總的來說，全水分越高，發(fā)熱量越低；而商品煤發(fā)熱量與銷售價格掛鉤，因此在實際生產(chǎn)中，各選煤廠盡力將商品煤的水分控制在合理的范圍內(nèi)，以滿足用戶的質(zhì)量需求。

龍華選煤廠的洗末煤產(chǎn)品由三部分組成，由于原煤分級脫泥篩選型偏小、離心脫水機入料量大的原因，這三者水分均較高。為此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況和設(shè)備性能，提出為各脫水系統(tǒng)增加相應(yīng)脫水設(shè)備的建議。預(yù)計采取降水措施后，洗末煤的數(shù)質(zhì)量均會有所提高，每年可為企業(yè)多帶來約0.72億元的銷售收入，經(jīng)濟成效顯著。

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