如何建設現代化的選煤廠?
如何建設現代化的選煤廠?
一、要有正確的設計思路
選煤廠設計涵蓋的內容龐雜,涉及專業面廣,然而核心只有一個,那就是“選煤工藝”,其他專業的設計都是圍繞選煤工藝這個核心做文章。所以,一部選煤廠設計做得水平高低、成功與否,首先取決于工藝設計是否先進合理,其次才談得上集控自動化水平的高低和生產效率的高低。當然,所有這一切都是為了實現設計的最終目標—獲取最佳經濟效益和社會效益。
集幾十年搞設計的深刻體驗,可以歸結為一句話:“對癥下藥、量體裁衣、因地制宜”是選煤工藝設計的“靈魂”。設計最大的忌諱就是用一種固定的工藝模式到處套用,這如同企圖用一種萬能藥方包治百病一樣行不通,是設計的死胡同。
搞好工藝設計的關鍵是吃準、吃透“兩頭”,所謂設計的“兩頭”主要是指:
設計的源頭—原煤的煤質特性。
設計的終端—選后產品結構的定位。
其中原煤特性是自然天成,千變萬化的因素,是選煤工藝設計的主要基礎。而產品結構定位則是市場多元化需求的體現,是工藝設計的前提和最終目標。對選煤工藝而言,脫離了這“兩頭”搞設計,就是無的放矢,設計本身也就成了無源之水、無本之木。
二、煤質資料是工藝設計的基礎和主要依據
1、煤質分析工作的重要性
設計好比醫生看病,醫生診病的對象是人,通過號脈、檢查把病因找準,才能對癥開處方。而洗選加工的對象是煤,對煤質進行分析和評述就是對煤進行“號脈診斷”。設計就是開處方。煤質分析是否透徹,原煤特性把握是否準確,直接關系到設計的處方—選煤工藝能否“對癥”,能否切合入選原煤的實際特性。這是衡量一部設計好與壞,合理與否的重要標準。
眾所周知,由于成煤環境和成煤條件不同,形成了煤炭賦存狀況方面的差異。因而不同煤田、不同礦區的煤質千差萬別。在中國尤為如此,有時候即便同屬一塊煤田,但在不同的井田,甚至不同的采區,不同的層位,其煤質的變化和區別也非常大。如何將被選原煤的“脈”號準,是搞好選煤工藝設計必須重視的基礎問題。所以,在中國建設現代化選煤廠,至關重要的問題是選煤工藝設計必須符合不同礦區的不同煤質特性。
2、分析煤質資料時應特殊關注的問題
在分析煤質資料時,切忌就資料本身死板地羅列數據、孤立地就事論事,把煤質分析與工藝設計割裂開來。合理正確的方法應該是將煤質資料的數據規律和分析內容與選煤方法的選擇,工藝環節的設置,流程的制定,甚至與產品的定向定位結合起來,為下一步工藝設計做鋪墊。這樣才能使煤質資料分析工作具有了生動的含意,活的靈魂。
將煤質分析中應特殊關注的幾點分述如下:
(1)要特別重視了解井田各主要可采煤層的結構特征和賦存特點,例如:有無偽頂;有無夾矸以及夾矸的層數、厚度、賦存高度;頂、底板和夾矸的巖性等。在中國有許多礦區,如淮南、濟北、烏海、保德、離柳等礦區,其煤層的頂、底板及夾矸層多為泥巖和炭質泥巖。
在開采過程中,這些易碎、易泥化的矸石混入原煤,對煤質和選煤工藝將會產生重要影響。絕對不要因為矸石不是構成原煤的主體而忽視它。
(2)要了解井下的采煤方法及井下運輸、提升方式等生產環節,以便判斷礦井生產過程對原煤粒度組成和混入毛煤中的矸石量的影響程度,為進一步調整粒度、密度組成提供依據。
(3)隨著環保要求的加強,洗選降硫的問題越來越突出,已不亞于降灰的重要性。特別是對于含硫高的原煤,現在也像評定原煤可選性那樣,開始重視評估洗選的脫硫效果及其可行性。所以要重視硫的成分分析,硫在煤中賦存和嵌布特性的分析,以及硫分在粒度、密度組成中的分布規律。以便預測選后的脫硫效果,并為正確選擇選煤方法提供依據。
(4)要特別重視煤質資料的代表性。用不具代表性或代表性差的篩分、浮沉資料作設計,是對設計的誤導,后果是嚴重的。如果選煤廠建成投產后,設計的選煤工藝與本礦原煤實際特性相去甚遠,會給選煤廠生產帶來諸多困難,給管理造成被動。在新礦區建選煤廠,煤質資料的代表性問題尤為突出。鑒于目前國家或煤炭行業對煤質資料代表性的調整辦法尚無統一的標準和規定。各設計院的調整方法也不盡相同,所以煤質資料的代表性問題更應該引起高度重視。設計者有責任根據煤田地質報告和采煤方法提出合理的調整方法,以增加煤質資料的代表性。
五、簡潔合理的工藝流程是設計的必然要求
為了達到合理簡化工藝系統的目的,在工藝流程設計中應著重考慮以下幾點:
(1)流程中作業環節設置要合理,避免功能相近的作業重復設置。
(2)采用高效設備簡化工藝系統。
(3)盡量取消流程中可有可無的環節。
(4)盡量避免流程中不必要的料流循環,即所謂的不良閉環。
(5)煤泥水系統設計應能滿足環保日益嚴格的要求。在我國古交礦區和淮南礦區數座選煤廠所采用的洗水凈化再生系統,是一種新工藝,可為自動調節全廠洗水平衡,實現高標準洗水閉路循環,達到零排放提供可靠保證。
六、選煤廠工藝布置的發展趨勢
近幾年我國設計建成的新型主廠房,已經突破了傳統廠房多層框架結構的格局,使工藝布置模式也發生了很大變化。廠房布置的發展趨勢如下:
(1)廠房從高層向低層發展,從多層框架向單層大廳式發展。在單層廠房大廳內,設備可以采用獨立鋼架支撐,也可以采用模塊式結構支撐。
從廠房的土建結構看,全鋼結構廠房肯定是今后的發展方向。鋼結構廠房有很多優點,它不僅制作施工方便,施工工期短,抗震性能好,而且只要設計合理,造價可與鋼筋混凝土結構相近。惟有維護費用偏高,是其不足之處。我們認為,若因工藝布置需要,也不必拘泥于一種全鋼結構形式,完全可以采用局部鋼筋混凝土框架與鋼排架單層廠房相結合的混合結構。總之結構應該服從工藝需要。
(2)設備大型化,作業環節單機化,全廠單系統化,至少要盡量減少工藝系統的數量,這是選煤廠工藝布置的發展方向。這種布置模式有很多優點:
①可減少中間分配轉運環節,為降低廠房高度提供了有利條件,使單層廠房布置模式成為可能,從而也減少了廠房體積,降低了造價。
②廠房高度低,泵類和運輸設備運轉能耗就低,有利于降低生產成本。
③單系統和單機化為實現高度集中控制和高度自動化提供了便利條件,為減人提效奠定了基礎。
④單系統和單機化使設備臺數大大減少,為方便維修提供了有利條件。
我國已在汾西某選煤廠設計了一座局部鋼筋混凝土框架與單層廠房相結合的混合結構主廠房,它們雖然風格迥異,但是各有所長。
七、高度自動化、高度集中控制、高效率是現代化選煤廠的重要標志
減人提效是建設現代化選煤廠的主要目標之一。為此必須實現以先進的PLC和遠程分站作為全廠的控制核心,完成全廠模擬量、數字量的檢測以及順序控制和回路控制,實現高標準自動化控制。
對于采用重介旋流器分選工藝的現代化選煤廠而言,更有條件實現這種高標準的自動化控制。除了必須將介質系統的各項自動化調控全部納入全廠順序集中控制以外,還應該把包括所有介質泵類和相關的管道閥門盡量全部參加順序控制自動開停。真正做到把傳統的由崗位司機操控設備的方式改為巡檢方式,以節省生產人員。但是,目前國內設計的選煤廠,除少數幾個廠外,大部分設計尚未完全達到上述高標準要求,還需進一步提高。
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