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設計、運營一個“中意”的選煤廠需要考慮哪些因素？

　　2002-2012年，中國的基本建設管理體制和工程項目設計審核程序發生了根本性的變化。這些變化，促進了中國的工程技術公司和國有設計院的設計文件編制質量、技術水平均有了明顯進步，編制內容也發生了很大的變化，主要表現在以下方面。

　　1、煤質分析方面的變化

　　1.1煤炭的用途拓展延伸

　　現在，煤炭已經不僅僅是傳統意義上的動力燃料和煉焦原料，也是作為替代石化產品的現代煤化工、煤基合成油等高附加值產業的寶貴原料。煤炭清潔利用、煤化油、煤液化、煤氣化化等產業獲得了良好的發展契機，如：超臨界、超超臨界煤粉鍋爐，大型循環流化床鍋爐，煤基合成氣制甲醇、甲醇制化工產品（二甲醚、醋酸及其下游產品）、甲醇制醇醚燃料、甲醇制烯烴、多聯產，直接液化、間接液化，低溫干餾對褐煤干燥提質等。

　　煤炭的用途獲得了極大的豐富和產業延伸。不同的煤炭利用方式，不同的轉化工藝對煤質又有著不同的要求。這就要求選煤工程設計工程師要努力拓展知識廣度。

　　1.2對煤質分析的要求更加嚴格

　　煤質特征及工藝性能分析是重中之重，因為這是確定煤炭洗選后的產品方向及產品結構的基礎條件之一。

　　1.3煤質分析的項目和內容更加全面

　　除常規的工業分析、元素分析而外，還應包括煤炭工藝性能指標分析、顯微煤巖結構分析、煤化程度、變質程度分析等。設計文件最好能反映地質報告原始數據。設計文件中列出的煤質特性資料多數時候內容不全，也缺乏針對性，主要存在這些問題：

　　（1）作動力煤時（電煤），缺少對鍋爐腐蝕有關的氯含量、氟含量指標，與鍋爐排渣有關的灰熔點、結渣性、結污性等指標。

　　（2）作煤化工原料時，往缺少與移動（固定）床氣化爐氣化效率有關的機械抗碎強度、熱穩定性、對CO2轉化率等指標。

　　[案例]潞安礦區某礦的貧煤，機械抗碎強度極低，運輸過程易粉碎。太原某廠是該礦的塊煤產品用戶，用作造氣。因運輸過程中塊煤粉碎，引起合同糾紛。說明該礦的貧煤不適合塊煤造氣。

　　（3）當煤炭用作液化時，往往缺少煤的顯微煤巖組成、反映煤化程度、變質程度的鏡質組反射率指標、碳氫比、氧元素含量、氫元素含量、可磨性、煤灰軟化、流動溫度等與煤炭液化、煤制合成氣工藝密切相關的重要指標；

　　（4）當煤炭用作生產合成氣的原料，而且氣化工藝采用水煤漿氣流床工藝時，缺少對煤的成漿性分析。

　　[案例]陜北榆神礦區某礦的不粘煤是供山東某煤炭集團榆林100萬噸/年煤炭間接液化項目的原料煤基地，該項目煤制合成氣采用德士古水煤漿氣流床工藝；缺少對煤的成漿性分析。該礦的不粘煤成漿性差，實驗室試驗煤漿濃度僅為59.5%，而間接液化項目《可研》設計煤漿濃度僅為65.0%，這給氣化工藝帶來諸多不利影響（煤耗、氧耗增加，為擴大空分裝置增加數億元投資）。

　　1.4對煤質分析要求更加精細、準確

　　煤質特征及工藝性能指標的表述不夠準確，沒有嚴格按照各類煤質指標劃分等級的相關國家標準或行業標準來表述。需要注意的是，這些標準實行動態管理，隨著時間的推移和技術進步，各類煤質指標劃分等級的標準也在不斷的修改、完善。我們必須掌握新版《標準》。

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

　　國家實行煤炭資源分類使用和優化配置的原則（發改工業[2006]1350號文）。煤炭種類和硫分含量，涉及國家有關資源合理利用的原則問題。根據國家環保總局、國家經貿委、科技部2002年1月30日聯合發布的文件（環發[2002]26號）第3.1條規定“各地不得新建煤層含硫分大于3%的礦井”；在《煤、泥炭地質勘探規范》（DZ/T0215-2002）附錄E建議的煤炭資源量估算指標中，最大硫分為3%；國家發展和改革委員會2007年80號公告《煤炭產業政策》第十三條中也指出，“國家對特殊和稀缺煤種實行保護性開發，限制高硫、高灰煤炭資源開發”。

　　因而國土資源部在項目核準會簽中十分重視這兩個問題。例如：（1）淮南礦區顧橋礦井的氣煤不作煉焦煤而用于發電的問題；（2）重慶松藻礦區的高硫煤（St.d＞4.0%）資源，開發利用是否合理的問題。在國家發改委對這兩個項目核準會簽中均遇到國土資源部質疑。另請專家，重新進行了論證。所以，當設計遇到特殊和稀缺煤種挪作他用或高硫煤資源需要開發時，對開發、利用的必要性、合理性應進行論證。設計文件往往缺乏這種必要的論證，特別是云、貴、川地區的高硫煤礦區的開發。

　　[案例]貴州織金礦區肥田礦井各煤層硫分總體偏高是本井田主要煤質特征之一，其中7號、23號二層煤平均硫分分別高達4.22%和4.10%，均屬高硫煤。

　　然而，《可研》對該井田賦存的高硫煤資源進行開采、利用的理由、必要性缺乏必要的論證和闡述。

　　貴州省煤炭儲量比較豐富，但高硫煤資源較多。例如，肥田井田硫分＞3%和＜3%的煤炭儲量幾乎各占一半。使高硫煤資源得到充分合理地利用是個不能回避的現實問題。

　　僅從以下三個方面對開采高硫煤的理由提供一些思路，供《可研》編制單位考慮：

　　（1）開采方面。井田內硫分＞3%的高硫煤和硫分＜3%的煤炭資源是交錯共生的。例如，上組三層煤中，6、6-1號煤層平均硫分＜3%，而7號煤層平均硫分＞3%。在開采過程中，如果邁過7號高硫煤層不采，繼續開采下部煤層，則7號煤層也會遭到垮落破壞。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號煤層平均硫分雖然為2.59%，但硫分波動范圍卻在1.88%～3.21%之間。在開采過程中，也不可能邁過高硫煤塊段不開采。總之，井下開采工藝難以實現只開采低硫煤，不開采高硫煤。實際情況是在開采低硫煤的同時，若不開采高硫煤，則高硫煤資源將遭到破壞，無法完整保留下來。這是對寶貴的一次性化石能源資源的極大浪費。

　　（2）煤質方面。鑒于本井田高硫煤的硫分組成以無機硫黃鐵礦為主（占近80%），有機硫的含量低，這就為洗選脫硫提供了極為有利的條件。精查地質報告資料表明，高硫煤洗選后理論脫硫率高達近70%。其中7號煤硫分可從4.22%降至1.32%；23號煤可從4.10%降至1.44%。對于本礦井的高硫煤而言，通過洗選加工，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合的處理方式，完全能夠有效控制SO2對環境的污染，達到國家環保要求，為本礦井高硫煤資源得到合理利用提供了可行的條件。

　　（3）本礦井無煙煤除硫分高外，其余煤質特性：如高～特高熱值、特低磷、低砷、中等煤灰軟化溫度、高熱穩定性、高抗碎強度等特性均符合優質動力電煤以及優質造氣用煤的要求。從保護國家資源考慮，本礦井高硫無煙煤資源應該進行開采，并通過綜合加工利用途徑加以充分利用。

　　2、煤炭產品方向、產品結構定位要基于市場需求

　　煤炭產品方向、產品結構定位要基于市場需求。市場銷售的適應性等有了更高的要求，比計劃經濟時期和市場經濟初期有了質的變化。因而在可研報告評審時，對煤炭產品目標市場的分析要求更為準確，用戶要求更為落實，一般要求附有與目標用戶草簽的供煤協議作為支撐文件。

　　目標市場分析、落實之所以重要，是因為它是確定煤炭產品方向和產品結構定位的依據之一。

　　2.1確定煤炭產品方向和產品結構定位的依據

　　煤炭產品方向和產品結構定位的依據主要有二條：一是煤質特性；二是市場需求。產品目標市場不落實，產品方向定的不準確，建成后將會造成被動與損失。

　　[案例]濟北礦區某選煤廠主要入洗本礦生產的3號煤層原煤。3號煤層的內在灰分較低，與兗州礦區煤的內灰相近。但是，輕密度級物料的產率卻比兗州煤要低得多。現將兗州礦區的3＃煤與濟北礦區某兩個煤礦的3＃煤，對比如下：

　　兗州（3＃） 濟北塘口（3＃） 濟北許廠（3＃）

　　浮煤累計灰分% 8.54   8.52          8.57

　　浮煤累計產率% 87.32    70.43        71.88

　　由此可見，濟北礦區的原煤在生產低灰產品的條件下，精煤產率大大低于兗州礦區（約低16個百分點），其經濟效益可能遠不如兗州礦區好。加之華東地區氣煤儲量極為豐富，而當地煉焦煤市場對氣煤用作配焦煤的需求量又十分有限。濟北礦區生產低灰煉焦配煤產品，無法與鄰近的兗州礦區優質氣煤競爭，故選后產品的灰分不宜定得過低。根據濟北礦區某選煤廠3＃煤的浮沉資料分析得出，當生產灰分≤12%的優質動力煤時，其產率增加幅度最大。比生產灰分為9%的煉焦配煤產品時，每年提高產量約18萬噸，增加利潤約2000萬元以上。所以，建議對濟北礦區某選煤廠產品定位，宜以生產灰分≤12%的優質動力煤為主。

　　[案例] 陜西省黃陵礦區某礦的弱粘煤，雖然具有低內水、低灰、低硫、高發熱量等優良煤質特性，但是，并不是高爐噴吹的理想用煤。因揮發分較高（Vdaf=33.75%屬中高揮發分）、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。

　　國內高爐噴吹煤市場需求量有限，年需高爐噴吹煤20.00Mt/a左右。而本礦煤炭因煤質方面的原因，作為高爐噴吹煤并不理想，與周邊省份的礦區如晉城、陽泉礦區的無煙煤、潞安礦區的貧煤相比，質量差距較大，作為高爐噴吹煤其市場競爭力不強，銷路難以打開。另外，弱粘煤作為煉焦配煤市場用量更不大。故黃陵二號煤礦將高爐噴吹煤和配焦煤作為主要產品方向，原煤基本全部洗選，生產低灰精煤產品的加工原則，是不盡合理的。

　　據了解，該選煤廠試運行期間，因高爐噴吹煤和煉焦配煤市場推不開，末精煤產品銷路不暢，致使其末煤重介分選系統和干擾床煤泥分選系統長時間閑置不用，造成了浪費。

　　本案例充分證明了煤質條件和市場需求對確定正確的產品方向，制定合理的產品結構有著舉足輕重的影響，具有典型意義。

　　3、《可研報告》中市場分析普遍存在的共性問題

　　（1）市場分析涵蓋國際和國內，內容空泛，與可研項目本身掛鉤不緊密。

　　（2）對目標市場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議。

　　對目標市場的具體分析和向用戶供煤的文字協議均是國家發改委核準項目的重要條件之一，是不可或缺的，切忌空對空。（最簡單的道理：如果沒有用戶，開礦就沒有必要，國家不提倡用新開礦井的產品去擠兌現有市場，這是浪費資源。）