郎 軍，辛學(xué)銘，張利云，宋德敏

(內(nèi)蒙古伊泰京粵酸刺溝礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

酸刺溝選煤廠是酸刺溝煤礦的配套選煤廠，生產(chǎn)能力為12 Mt/a。設(shè)計(jì)選用以塊煤全部入選、末煤部分入選為主的入選方式，目前共有三套塊煤處理系統(tǒng)和兩套末煤處理系統(tǒng)，其中第三套系統(tǒng)只洗選塊煤，末原煤直接作為商品煤銷售；洗選工藝為200～13 mm粒級(jí)塊煤采用淺槽重介分選機(jī)分選、13～1 mm粒級(jí)末煤采用有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、煤泥采用板框壓濾機(jī)和加壓過(guò)濾機(jī)脫水的聯(lián)合工藝。

入選原煤為長(zhǎng)焰煤，具有灰分中等、揮發(fā)分高、發(fā)熱量中高、硫含量低、熱穩(wěn)定性好、焦油含量高、有害元素少的特點(diǎn)。主導(dǎo)產(chǎn)品為發(fā)熱量20.93 MJ/kg的高熱值煤(伊泰4號(hào))和18 MJ/kg的低熱值煤(伊泰10號(hào))及煤泥，伊泰10號(hào)為部分不入選的末原煤(經(jīng)旁路直接進(jìn)入產(chǎn)品倉(cāng))，伊泰4號(hào)和煤泥屬于洗選產(chǎn)品；伊泰10號(hào)、伊泰4號(hào)商品煤通過(guò)火車外運(yùn)銷售，主要銷往港口和當(dāng)?shù)氐耐锌送须姀S，煤泥直接地銷。洗選產(chǎn)品主要作為動(dòng)力煤，也可作為民用燃煤。由于其發(fā)熱量較高，硫含量低，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 煤泥產(chǎn)量高

在原生產(chǎn)工藝條件下，煤泥產(chǎn)量高，平均產(chǎn)率約為14%，月均產(chǎn)量約為0.14 Mt，年產(chǎn)量在1.68 Mt左右。這部分煤泥質(zhì)量較好，平均發(fā)熱量為13.39 MJ/kg，平均水分為22%，平均灰分為35.30%。每年3月中旬至10月中旬，煤泥全部摻入其他產(chǎn)品銷售，為了保證不出現(xiàn)凍車事故，其他時(shí)間煤泥全部銷給當(dāng)?shù)仉姀S。每年10月中旬至次年3月中旬當(dāng)?shù)仉姀S運(yùn)行一組發(fā)電機(jī)，每天的煤泥用量約為1 000 t，而選煤廠每天的供給量約為4 600 t，其余煤泥被存儲(chǔ)在電廠的露天煤場(chǎng)。露天煤場(chǎng)最大存儲(chǔ)能力在0.30 Mt左右，而每年10月中旬至次年3月中旬的煤泥存儲(chǔ)量約為0.30 Mt。

根據(jù)2014年生產(chǎn)數(shù)據(jù)，全年外排煤泥0.80 Mt，其中3月中旬至10月中旬0.30 Mt，其他時(shí)間0.50 Mt，超過(guò)電廠的消耗能力和存儲(chǔ)能力。根據(jù)2014年3月11日鄂爾多斯政府簽發(fā)的《鄂府辦發(fā)電[2014]3號(hào)〈鄂爾多斯市人民政府辦公廳關(guān)于全面清理整頓煤場(chǎng)集裝站等粉狀物料堆場(chǎng)的通知〉》，電廠的露天煤場(chǎng)屬于整頓范圍，需要進(jìn)行完全封閉處理。根據(jù)工業(yè)廣場(chǎng)的布置情況，露天煤場(chǎng)已無(wú)擴(kuò)大的可能，其封閉后的存儲(chǔ)量降至0.12 Mt左右，無(wú)法滿足煤泥存儲(chǔ)要求。

1.2 末煤處理系統(tǒng)介耗高

按照選煤設(shè)計(jì)規(guī)范，重介生產(chǎn)系統(tǒng)每洗選1 t原煤，塊煤處理系統(tǒng)的介耗<0.80 kg，末煤處理系統(tǒng)的介耗<2.00 kg。在原生產(chǎn)工藝條件下，每洗選1 t原煤的平均介耗為1.30 kg(表1)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：塊煤處理系統(tǒng)的介耗較低，符合選煤設(shè)計(jì)規(guī)范；而末精煤及其離心液中的磁性物含量較高，故末煤處理系統(tǒng)的脫介效果需要進(jìn)一步提高。

表1 生產(chǎn)系統(tǒng)改造前的介耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2 改造方案與實(shí)施

2.1 原煤處理系統(tǒng)

為了從源頭上有效地降低煤泥產(chǎn)量，將篩分車間分級(jí)篩入料端篩孔尺寸200 mm的篩板更換成6 mm的篩板，篩下物直接摻入末原煤銷售。末煤中<1 mm粒級(jí)粉煤的產(chǎn)率見(jiàn)表2。

表2 末煤中<1 mm粒級(jí)粉煤的產(chǎn)率

由表2可知：改造后，6 mm以下物料中<1 mm粒級(jí)粉煤占本級(jí)的產(chǎn)率為32.78%，換算后占全樣的產(chǎn)率為6.05%，說(shuō)明通過(guò)篩分就能很好地實(shí)現(xiàn)<1 mm粒級(jí)粉煤的分離，即6.05%的粉煤直接成為伊泰10號(hào)產(chǎn)品。

2.2 介質(zhì)回收系統(tǒng)

2.2.1 重介質(zhì)旋流器出料箱

在重介質(zhì)旋流器的出料箱內(nèi)部增加三排六塊脫介篩篩板(尺寸為610 mm×610 mm)，其安裝角度為23°，以增加精煤脫介環(huán)節(jié)[1-3]，從而提高脫介效果。改造后，末精煤首先在出料箱預(yù)先脫介，篩上物進(jìn)入脫介篩進(jìn)行二次脫介，篩下物進(jìn)入脫介篩下方的合格介質(zhì)段。改造后的出料箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 改造后的出料箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.1 Internal structure of the renovated H.M. cyclone′s discharge box

2.2.2 末矸石預(yù)先脫介緩沖箱

重介質(zhì)旋流器位于主廠房標(biāo)高+18.50 m處，末矸石預(yù)先脫介篩位于主廠房標(biāo)高+8 m處，相對(duì)高差為10.50 m。末矸石通過(guò)管道輸出，出料壓力較大，對(duì)管道變向處和脫介篩入料端沖擊較大，管道變向處、脫介篩入料端篩板易出現(xiàn)磨損；此外，由于矸石在脫介篩篩面運(yùn)動(dòng)較快，脫介效果較差。

為此，將變向處的管道改為緩沖箱，其位于主廠房標(biāo)高+14 m處。緩沖箱分為上下兩層，上段貼有耐磨瓷磚，能夠起到減少磨損、降低沖擊的作用；其溢流流入下段，下段布置有兩排四塊脫介篩篩板(尺寸為610 mm×610 mm)[4-6]。經(jīng)過(guò)緩沖和預(yù)先脫介后，下段介質(zhì)進(jìn)入脫介篩下方的合格介質(zhì)段，篩上物通過(guò)管道進(jìn)入脫介篩入料端，在此進(jìn)行二次脫介。改造后的末矸石緩沖箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改造后的緩沖箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.3 增加煤泥干燥車間

在改造后的生產(chǎn)工藝條件下，煤泥平均產(chǎn)率約為9.50%，月均產(chǎn)量約為0.10 Mt，年產(chǎn)量約為1.20 Mt；其平均發(fā)熱量為15.49 MJ/kg，平均水分為22%，平均灰分為27.89%。干燥系統(tǒng)處理能力按照150 t/h設(shè)計(jì)，在每天生產(chǎn)20 h、每年生產(chǎn)330 d的條件下，每年可干燥煤泥0.99 Mt；干燥煤泥的平均水分約為10%，其平均發(fā)熱量為18.42 MJ/kg。

為了保證不出現(xiàn)凍車事故，在1月至3月中旬和10月中旬至年底全力干燥煤泥，剩余部分銷給當(dāng)?shù)仉姀S。冬季產(chǎn)出煤泥0.50 Mt，干燥系統(tǒng)最大處理能力為0.40 Mt，剩余0.10 Mt銷給當(dāng)?shù)仉姀S；夏季產(chǎn)出煤泥0.70 Mt，干燥系統(tǒng)最大處理能力為0.58 Mt，剩余0.12 Mt銷給當(dāng)?shù)仉姀S。

3 改造效果

(1)介耗降低。2016年5月完成了重介質(zhì)旋流器預(yù)先脫介系統(tǒng)改造，并投入使用，此時(shí)出料箱、緩沖箱能夠完全代替固定篩實(shí)現(xiàn)預(yù)先脫介，振動(dòng)篩的入料量減少，脫介效率提高[7-9]；兩者脫下的合格介質(zhì)與振動(dòng)篩一段脫下的合格介質(zhì)一起進(jìn)入末煤合介桶，繼續(xù)循環(huán)使用[10-11]。生產(chǎn)系統(tǒng)改造后的介耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 生產(chǎn)系統(tǒng)改造后的介耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 Statistics of medium consumption after renovation

通過(guò)生產(chǎn)系統(tǒng)改造前后的介耗變化(圖3)可以看出：改造后，重介處理系統(tǒng)介耗降低，平均介耗為1.14 kg/t，比改造前節(jié)省0.16 kg/t，且末煤處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

圖3 生產(chǎn)系統(tǒng)改造前后的介耗變化曲線

(2)檢修工作量減少。改造前，末矸石脫介篩每月需要更換篩板30塊左右，改造后每月僅需更換15塊左右，同時(shí)工人的檢修工作量減少。此外，取消管道變向環(huán)節(jié)后，工人的檢修工作量進(jìn)一步減少。

(3)經(jīng)濟(jì)效益提高。改造后，重介處理系統(tǒng)的介耗節(jié)省0.16 kg/t，按照原煤洗選量12 Mt/a，磁鐵礦粉單價(jià)760元/t計(jì)算，每年節(jié)約的介質(zhì)成本為145.92萬(wàn)元；每月節(jié)省矸石脫介篩篩板15塊左右，按照每塊篩板800元計(jì)算，每年節(jié)約的篩板成本約為14.40 萬(wàn)元；6.05%的粉煤直接成為伊泰10號(hào)產(chǎn)品，按照原煤洗選量12 Mt/a計(jì)算，每年銷售收入增加約1億元；煤泥經(jīng)過(guò)干燥處理后，每年

的增值額度約為6 300萬(wàn)元，綜合計(jì)算，此次升級(jí)改造可使企業(yè)每年多收入約1.65億元。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)酸刺溝選煤廠煤泥產(chǎn)量大、介耗高的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)原煤處理系統(tǒng)、介質(zhì)回收系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，并增加煤泥干燥系統(tǒng)。在采取一系列改造措施后，重介生產(chǎn)系統(tǒng)介耗降低，脫介篩篩板磨損減少；在數(shù)量基本不變的情況下，煤泥質(zhì)量得到提升，且不再影響正常生產(chǎn)。同時(shí)，商品煤產(chǎn)量及其發(fā)運(yùn)量均增加，總生產(chǎn)成本降低，經(jīng)濟(jì)效益增加顯著。

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