呂 勝，合希圖

(國家能源集團 準能公司選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

0 引 言

近年來，煤炭行業(yè)去產(chǎn)能、調(diào)結構、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的生產(chǎn)模式逐步形成，國家能源集團由此提出高質(zhì)量發(fā)展的理念，提升煤炭質(zhì)量的重要性日益凸顯，也即商品煤質(zhì)量的穩(wěn)定性是近年來衡量煤炭生產(chǎn)企業(yè)管理的重要指標。

準能公司黑岱溝選煤廠屬于礦井型動力煤選煤廠，年產(chǎn)量達3 400萬t，生產(chǎn)煤源來自于我國自行設計與施工的準能公司黑岱溝露天煤礦。煤礦的可采原煤儲量高達14.98 億t，綜合開采并采用跳汰洗選生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品具有低硫、低灰、低磷、高揮發(fā)分、高灰熔融性、熱穩(wěn)定性高的特性，是優(yōu)質(zhì)動力和氣化及化工用煤。黑岱溝選煤廠有1個跳汰洗選系統(tǒng)和2個重介淺槽洗選系統(tǒng)，其中跳汰系統(tǒng)的總設計生產(chǎn)能力為1 200萬t/a；重介淺槽系統(tǒng)的設計能力分別為800萬t和1 000萬t。其入選原煤的煤質(zhì)變化大，原煤經(jīng)兩次破碎、分級后150 mm～-13 mm級入洗，-13 mm級不入洗，煤泥用加壓過濾機回收，摻入末煤入倉，產(chǎn)品配煤銷售。由于產(chǎn)品倉儲較混亂、倉內(nèi)煤質(zhì)波動大、倉位數(shù)值量錯層、倉內(nèi)離析現(xiàn)象嚴重、檢測結果滯后以及不能實時掌握配煤結果，導致黑岱溝露天礦坑下煤質(zhì)波動較大，給主洗設備的分選工作帶來較大困難，特別對跳汰機洗選效果的影響十分明顯，三產(chǎn)品錯配物較高，精煤的數(shù)量效率不足85%，對商品煤裝車影響較大，系統(tǒng)的裝車合格率低于80%。

針對上述情況，黑岱溝選煤廠已高度認識煤質(zhì)管理的重要性并樹立穩(wěn)固的質(zhì)量觀念。我國每年消耗35億t商品煤中有60%用于發(fā)電廠和熱電廠[1]，煤炭作為電力用戶最主要的原料，目前對其質(zhì)量管控越來越嚴格[2-4]，須通過洗選過程才能達到煤炭提質(zhì)降灰之目的[5-8]。已有選煤廠對煤質(zhì)管理方面進行探究，主要關注入廠煤為單一來源煤種或通過多種質(zhì)量穩(wěn)定煤種配煤而成穩(wěn)定煤源的產(chǎn)品質(zhì)量管理[9-13]，而針對入廠煤為露天礦坑下毛煤的選煤廠質(zhì)量管理研究相對較少[14-17]。煤質(zhì)管控的重點在于產(chǎn)品質(zhì)量檢測的及時性與準確性[18-20]，目前在線檢測設備性能也在逐步提升[21-29]。以下通過介紹準能公司黑岱溝選煤廠推行“按質(zhì)配倉”理念的實踐經(jīng)驗，以期為入廠煤質(zhì)頻繁變化且波動較大的選煤廠(尤其需設置較大毛煤倉和產(chǎn)品倉的洗選加工廠)提供參考依據(jù)。

1 質(zhì)量管控的具體措施

1.1 推行毛煤預測機制

黑岱溝露天礦為拋擲爆破采剝工藝，煤層厚度約29 m，分三臺階開采，各階煤質(zhì)變化大。按照選煤廠的要求，露天礦實行三臺階分采分運、分別入廠的模式進行原煤準備工作，但同層煤的質(zhì)量變化難以控制，選煤廠依據(jù)鉆孔樣的地質(zhì)構造圖實行煤質(zhì)提前預報模式，預判1周內(nèi)入洗原煤的質(zhì)量情況，同時實行每周1次的電鏟作業(yè)點的采樣預測方式，確保合理進行生產(chǎn)組織。

1.2 建立質(zhì)量管理體系

黑岱溝選煤廠已制定煤質(zhì)管理的相關制度文件并配備專業(yè)的煤質(zhì)管理人員，統(tǒng)一作業(yè)標準及規(guī)范作業(yè)流程，確保煤質(zhì)管理過程控制的規(guī)范性。借助煤質(zhì)專題會、班組建設例會、月度經(jīng)營分析會等會議不斷向廣大職工宣貫煤質(zhì)管理的重要性，將煤質(zhì)管理意識灌輸?shù)桨嘟M一線職工，形成立體式、全方位、全員參與的煤質(zhì)管理體系。

1.3 樹立“按質(zhì)配倉”理念

原設計的“按品種配煤”方案的弊端是進入同一毛煤倉的煤質(zhì)相差較大，導致篩選末煤質(zhì)量波動頻繁且毫無規(guī)律，而跳汰三產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與否主要取決于入料是否穩(wěn)定，基于同樣的原因進入同一產(chǎn)品倉的洗選產(chǎn)品質(zhì)量也難以穩(wěn)定。裝車外運主要采用配煤方式，倉內(nèi)煤種的參考值以班樣化驗結果為依據(jù)，因此，經(jīng)常出現(xiàn)裝車實際熱值與理論值偏差較大的情形。由上可見，外運煤質(zhì)量穩(wěn)定與否主要取決于同一產(chǎn)品倉的煤質(zhì)穩(wěn)定與否。

為此，黑岱溝選煤廠提出了“按質(zhì)配倉”理念，即將坑下毛煤按灰分范圍再分為以下6種，分別為優(yōu)1煤(Ad≤23%)、優(yōu)2煤(23%50%)，依據(jù)其浮沉組成資料決定是否入廠。組織生產(chǎn)時，依據(jù)鉆孔樣的地質(zhì)資料和坑下斷面單采樣的結果，合理確定毛煤的入倉號，通常9個毛煤倉內(nèi)可存放5個～6個品種的毛煤。根據(jù)各品種的實際產(chǎn)量，動態(tài)調(diào)整倉內(nèi)存儲煤種，時刻保證同一倉內(nèi)毛煤質(zhì)量的穩(wěn)定。生產(chǎn)組織按照“單放倉”的原則，保證經(jīng)原煤準備后主洗設備入料粒度及質(zhì)量的穩(wěn)定均勻，同時篩分末煤的質(zhì)量波動也控制在一定范圍之內(nèi)(Ad<4%)。

圖1 毛煤倉“按質(zhì)配倉”示意Fig .1 Schematic diagram of raw coal warehouse according to coal quality

1.4 強化在線質(zhì)量檢測

準能黑岱溝選煤廠以往的部分煤質(zhì)檢測工作由手工完成，檢測結果相對滯后，對生產(chǎn)煤樣而言，無法起到即時指導生產(chǎn)的作用，入產(chǎn)品倉的煤種難以實現(xiàn)合理配倉的目的。引入可靠的在線檢測裝置，打通提升產(chǎn)品檢測速度的有效途徑，目前國內(nèi)市場上煤質(zhì)在線檢測設備的品種繁多、原理各異。經(jīng)充分調(diào)研后選取無輻射的在線灰分儀，安裝在商品煤采樣器的棄料膠帶上，于2014年年底開始調(diào)試，歷經(jīng)5年多時間的運行，經(jīng)歷了靜態(tài)測試、動態(tài)測試、現(xiàn)場測試3個階段，標定出1條適合于礦區(qū)煤樣的特征曲線，并成功應運于生產(chǎn)實踐。

快灰儀目前的主要作用是用于指導商品煤的裝車，最大的特點在于儀器的趨勢性穩(wěn)定。由于設備本身特性的限制，標定的曲線在中心段誤差較小、兩側誤差大，所以配煤時，不管開始的配煤偏差多大，隨著配煤員進行煤質(zhì)的調(diào)整，快檢值逐步趨向于目標值，同時快灰儀的測定結果也越來越準確。特別在最近兩年，快灰儀投入于2個選煤廠的裝車系統(tǒng)后，裝車合格率明顯提升，合格率平均達到90%以上。

圖2 灰分儀檢測結果與化驗值對比Fig.2 Comparison of ash analyzer test results and test values

2020年，黑岱溝選煤廠已在生產(chǎn)系統(tǒng)全面引入快灰儀，保證各產(chǎn)品煤質(zhì)量檢測的即時性，各煤種在灰分誤差范圍內(nèi)可依據(jù)“按質(zhì)配倉”理念，實現(xiàn)精準配倉。

1.5 細化煤質(zhì)考核指標

2014年9月國家6部委出臺《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》后，國家對商品煤生產(chǎn)銷售提出要求的更高。準能公司為滿足各用戶煤質(zhì)需求，逐步加強生產(chǎn)過程管控，黑岱溝選煤廠在重視日常技術檢查的同時，還定期對主要分選設備的洗選效率、產(chǎn)品帶介率、矸石帶煤率、循環(huán)水底溢流濃度、日常介耗、藥耗等工藝參數(shù)進行檢測，確保各主要洗選設備工藝參數(shù)符合煤質(zhì)生產(chǎn)技術要求，并制定了詳細的考核指標。每月定期召開專題分析會，對各系統(tǒng)的階段煤炭產(chǎn)品數(shù)、質(zhì)量完成情況和存在問題進行通報并制定整改措施。嚴格落實當月煤質(zhì)生產(chǎn)情況，對所發(fā)生的各類生產(chǎn)及質(zhì)量事故進行調(diào)查和嚴格考核，落實責任人并積極采取補救措施，將質(zhì)量損失降至最低，形成日通報、月考核的管理模式。

1.6 提升煤質(zhì)檢測技術

煤質(zhì)檢測工作是煤質(zhì)管理過程中非常重要的一環(huán)，黑岱溝選煤廠不斷推進煤質(zhì)檢測技術的升級和檢測環(huán)境的凈化工作，以確保檢測結果的公正性和準確性。煤質(zhì)化驗室從2009年1月取得CNAS認可證書，在每個評審周期內(nèi)，車間積極參加權威機構舉辦的能力驗證工作，均取得全項滿意的結果。車間每年對關鍵管理人員進行外部培訓以適應管理體系的提升，計量設備的檢驗均由有資質(zhì)的專業(yè)計量研究院完成，確保所有設備的完好性和準確性。

煤質(zhì)化驗室不斷完善基礎設施以保證檢測環(huán)境的合理性，已新購智能存查樣柜并實現(xiàn)存查樣品的智能存放；新建高低壓氣路供給系統(tǒng)，實現(xiàn)就地調(diào)壓功能；安裝通風柜，實現(xiàn)所有檢測室的通風換氣功能；化驗室堅持實行走出去、引進來的管理理念，不斷進行對標學習，與國內(nèi)先進的煤炭檢測技術中心開展技術交流，積極開展專業(yè)培訓和技能比武，長期邀請專業(yè)老師傳授實驗室管理經(jīng)驗與規(guī)范;及時跟蹤到港煤質(zhì)信息，與出廠化驗信息進行對比分析，尋找系統(tǒng)誤差，采取措施以縮小誤差。

2020年1～8月份，從黑岱溝選煤廠出廠煤與到港煤的檢測結果對比情況分析可知，收到基低位發(fā)熱量的平均誤差小于0.42 MJ/kg的比例達91%，表明實驗室的檢測水平得到明顯的提高。

2 效益分析

黑岱溝選煤廠實行“按質(zhì)配倉”和安裝快灰儀后，最顯著的變化即為外運煤炭的合格率明顯提高、實際裝車熱值與目標熱值的差逐漸減少，詳見表1。

表1 外運煤炭裝車目標值與實際值對比Table1 Comparison of target value and actual detection value of commercial coal

“按質(zhì)配倉”工作在黑岱溝選煤廠實施后，與用戶的煤質(zhì)糾紛明顯減少。從2019年年初至2020年11月底僅發(fā)生1起煤質(zhì)糾紛，后經(jīng)雙方共同調(diào)取備查樣并經(jīng)第三方仲裁后,確認為對方原因。與往年相比，因煤質(zhì)糾紛的減少從而節(jié)約費用約210萬元。由于用戶認同準能公司商品煤檢測結果的準確性，經(jīng)雙方協(xié)商后決定從2020年初開始所有的直達用戶結算均以準能公司選煤廠煤質(zhì)化驗室的檢測結果作為結算依據(jù)。此項舉措一經(jīng)實施，初步估算1年即可為公司節(jié)約資金約700余萬元。另外，快灰儀安裝后可為后續(xù)的智能化選煤廠建設提供數(shù)據(jù)支撐，尤其為下一步的精準配倉工作奠定基礎。

3 結 語

黑岱溝選煤廠實行“按質(zhì)配倉”理念后，通過對入廠毛煤的質(zhì)量進行預測，使得各毛煤倉的煤質(zhì)嚴格控制在±4%的范圍內(nèi)，生產(chǎn)時按照定比例放倉的原則，保證了主洗設備入料煤煤質(zhì)的穩(wěn)定性，從而確保各洗選產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。遵循同樣的原則，各緩沖倉、產(chǎn)品倉的煤質(zhì)也穩(wěn)定在4%的范圍內(nèi)。同時，完善煤質(zhì)考核體系、細化技術檢查工作以及提升煤質(zhì)管理水平，使得外運商品煤的合格率保持在90%以上，鞏固和提升了煤炭產(chǎn)品在市場的信譽并為企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。