李阳选煤厂工艺系统整改方案与实施效果

梁 华，郭洪利，连国欣

(1.煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000；2.山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司，山西 晋中 030600)

李阳选煤厂工艺系统整改方案与实施效果

梁 华1，郭洪利1，连国欣2

(1.煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000；
2.山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司，山西 晋中 030600)

为解决李阳选煤厂主选系统存在的问题，在对生产现状分析的基础上，根据选煤厂现场实际情况，对介质回收系统、煤泥水处理系统等进行整改。在对工艺系统整改后，浮选系统稳定性增强，原煤洗选能力由320 t/h提高至420 t/h，综合精煤产率提高3.90个百分点，生产成本大幅下降，成效显著。

主选系统；处理能力；介质回收

山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司选煤厂(以下简称“李阳选煤厂”)于2014年7月建成投产，设计能力为1.80 Mt/a，每小时的处理能力为420 t；设计工艺为200～50 mm粒级由浅槽重介质分选机分选、50～1 mm粒级预先脱泥后由无压三品重介质旋流器分选、1～0.3 mm粒级由TBS干扰床分选机分选、0.3～0 mm粒级直接浮选的联合工艺。按照厂区功能划分，该选煤厂分为原煤准备、主选车间、浓缩压滤、产品装车、供配电房、调度化验等六个区域，其中块煤浅槽重介分选系统布置在原煤准备区域，末煤重介系统、浮选系统布置在主选车间，各系统配电室就近布置在厂房附近。入选原煤粒级为200～0 mm，煤种以贫煤为主，无烟煤、贫瘦煤次之，均为中灰、中硫、中高发热量、易磨煤；主导产品为块精煤和末精煤，块精煤作为化工用煤，末精煤作为高炉喷吹用煤。

自投产以来，李阳选煤厂原煤准备系统运行基本稳定，但主选系统存在一些问题：原煤处理能力达不到设计要求，系统稳定性差，设备单位能耗高；精煤磁选尾矿灰分偏高且不稳定，掺入粗精煤后致使其灰分不能满足要求；介质回收系统的设备选型偏大，导致系统复杂性增加。从节能降耗和企业经济效益两方面考虑，有必要对主选系统进行整改和完善。

1 生产现状

1.1 加压过滤机的入料泵“抢料”

李阳选煤厂设计煤泥入浮量为20%，采用两台XJS-20机械搅拌式浮选机(四槽)对煤泥进行浮选，并配置有两台GPJ-120加压过滤机，其中一台运行一台备用，以保证系统的正常生产。在实际生产过程中，当原煤入选量超过320 t/h，煤泥入浮量大于20%时，一台加压过滤机不能满足浮选精矿脱水的要求；而两台加压过滤机同时启用时，与之配套的两台入料泵就会“抢料”，导致其槽内液位迅速下降，仓内风压快速降低，浮选精矿桶“冒料”，进而迫使生产中断。

为了保证生产的连续性，实际生产中原煤入选量必须保持在320 t/h以下。当浮选精矿桶液位上升过快或桶内液位超过80%时必须立即停止生产，待桶内液位降至50%以下后方可恢复生产。在这种情况下，原煤实际入选量根本达不到设计要求，大多数设备出现“大马拉小车”的现象，设备能耗增高，系统稳定性变差。

1.2 粗精煤硫含量超标

粗精煤由TBS精煤和精煤磁选尾矿两部分组成，TBS精煤灰分在10%左右，硫含量在1%～1.10%之间，硫含量相对稳定；精煤磁选尾矿灰分约为15%，硫含量在1.30%左右，其含量波动较大。在实际生产过程中，为保证粗精煤灰分在11%以下，TBS精煤灰分必须控制在9.50%以内，导致TBS干扰床分选机的分选密度较小，部分合格精煤不能被及时选出。

李阳选煤厂入选原煤为中高硫煤，精煤硫含量在1%左右，这与开发硫含量小于1%的高炉喷吹煤的市场定位冲突。该选煤厂原煤采用常规重选和浮选脱硫效果不佳[1]，精煤中的硫分布相对均匀，大致呈现出精煤硫含量随灰分降低而下降的趋势，在实际生产中经常出现为了保证精煤硫含量而尽可能降低精煤灰分的现象。但精煤硫含量超过1%的情况仍有发生。这给精煤销售带来很大困难，也制约了精煤产率的进一步提高。

1.3 介质回收系统部分设备选型偏大

结合国内大多数选煤厂的建设经验，并考虑未来产能提升的需要，在为该选煤厂分级系统、介质回收系统、煤泥水处理系统的设备选型时，预留了一定的富余量。在选煤厂设计与建设过程中，为设备预留富余量有利于扩能后生产系统的稳定运行[2]。

但由于该选煤厂多数泵采用工频启动，其输送量通过阀门控制，致使精煤稀介桶、中矸稀介桶的桶内液位经常处于低位，即使将泵前阀门调至最小也无法提高桶内液位。在此情况下浮选机槽内液位波动较大，经常需要调节尾矿阀门，而阀门操作十分不便，导致浮选尾矿“跑煤”严重，浮选精煤产率低下。

1.4 其他问题

该厂TBS干扰床分选机的溢流和底流脱水使用的三台AVR2460振动弧形筛筛板磨损较快，筛板中部经常断丝；其中两台用于TBS溢流精矿脱水的弧形筛筛板平均使用寿命仅15 d，一台用于底流脱水的弧形筛筛板平均每周需要更换一次。通过现场观察发现，筛面物料较少或设备启动之初，筛面与底部的管梁撞击频繁，这就是筛板容易损坏的原因。

为了延长筛板使用寿命，曾采用扁铁对断丝处进行补焊，但经补焊处理的筛板仅能使用1～2 d。此外，筛机筛面频繁断丝致使浮选系统经常“跑粗”，甚至出现弧形筛筛下溜槽及配套管道被堵塞的现象，疏通十分困难。

2 整改方案与实施

2.1 介质回收系统的整改

该选煤厂原设计精煤磁选尾矿自流至精煤磁选尾矿桶，如果尾矿灰分较低，就通过泵将其泵至振动弧形筛筛面，脱水脱介后成为粗精煤；如果尾矿灰分较高，就利用泵将其给入煤泥水桶，然后进行二次分选。

考虑到精煤磁选尾矿灰分、硫含量均偏高，在整改时去掉尾矿桶和配套泵，使精煤磁选尾矿直接流入煤泥水桶。针对精煤稀介桶、中矸稀介桶的桶内液位经常处于低位的情况，将中煤、矸石脱介筛的稀介段介质全部引入原精煤稀介桶，并将原中矸磁选系统停用。

2.2 浮选精矿桶的整改

原设计浮选精矿桶底部锥角为60°，两台加压过滤机入料泵的两根DN200mm进料管直接焊接在桶壁上，其与桶体的夹角均为30°，二者在桶内的水平距离仅为500 mm。通过研究发现，浮选精矿桶的底部锥角过大、两根进料管布置不合理，这是发生加压过滤机入料泵“抢料”的根本原因。

为解决入料泵“抢料”的问题，在不改变浮选精矿桶锥角的前提下，在桶内底部两个入料管之间增设一层隔板(图1)，并使其高出入料管1.2 m，通过隔板将桶内物料分为两部分。为防止物料在桶内底部堆积，在远离入料管的隔板一侧中上部预留一个尺寸为300 mm×300 mm的方形连通孔。经此整改后，两台加压过滤机同时工作时，入料泵“抢料”的现象彻底消失。

图1 改造后浮选精矿桶内部结构示意图

2.3 粗煤泥脱水系统的整改

对于粗煤泥处理系统振动弧形筛筛板使用寿命短的问题，该选煤厂在操作上要求，当TBS溢流出现后再启动用于粗精煤脱水的两台振动弧形筛，以减少设备空转时间；同时将TBS底流管直接接至中煤脱介筛稀介段筛面，减轻用于中煤、矸石脱水的振动弧形筛的负荷。

2.4 增设“籽煤”分级系统

李阳选煤厂的末精煤作为喷吹煤销售，销售价格偏低，且市场竞争力较弱。为满足附近市场对“碳块”的需求，实现企业经济效益更大化，增设“籽煤”(粒度在20～40 mm的小块煤)分级系统，从末精煤中分离出“籽煤”产品。

为了节省投资，整改时尽可能利用原有设备。在两台精煤脱介筛出料端各增加一台块煤直线振动筛，筛孔尺寸均为20 mm；重介精煤脱介后进入块煤分级筛，<20 mm粒级末精煤经精煤离心机脱水后成为精煤产品；>20 mm粒级筛上物进入筛孔φ10 mm的吊挂式直线振动筛，分离出“籽煤”；“籽煤”产品由带式输送机送至厂房外新建储煤场，吊挂式直线振动筛的筛下物返回末精煤刮板机。

3 整改效果

3.1 浮选系统稳定性增强

在对介质回收系统整改后，稀介桶的桶内液位保持在30%～40%之间，浮选系统的稳定性得到提高，两台加压过滤机也能同时正常工作，这为洗选系统处理能力的提升提供了物质保障，此时原煤处理能力由320 t/h提高至420 t/h。工艺系统整改前后的浮选尾煤灰分对比结果如表1所示，整改前的浮选尾煤灰分为2014年8—11月的化验数据，整改后的浮选尾煤灰分为2015年8—11月的化验数据。由表1可知：浮选尾煤灰分的波动性显著降低，平均灰分值由49.23%提高至58.98%。

表1 工艺系统整改前后的浮选尾煤灰分对比结果

3.2 综合精煤产率显著提高

精煤磁选尾矿再选后，粗精煤指标的可控性增强，避免了各分选系统相互“背灰”的问题，而各系统分选环境的改善和相互促进，有利于实现综合精煤产率最大化[3-4]。工艺系统整改前后的综合精煤产率对比结果如表2所示，表中数据分别为整改前2014年8—11月和整改后2015年8—11月两个连续生产时间段内数据。

表2 工艺系统整改前后的综合精煤产率对比结果

由表2可知：工艺系统整改后，末精煤产率提高1.82个百分点，增长幅度较大；副产品产率下降3.90个百分点，而“籽煤”产率为2.08%，产品附加值提高。

工艺系统整改后，李阳选煤厂的原煤实际洗选能力达到1.80 Mt/a，按照该选煤厂当前各产品销售价格(末精煤420元/t、“籽煤”450元/t、中煤30元/t、煤泥15元/t)计算，每年可创收约2 047.82万元。

3.3 洗选成本大幅下降

在对工艺系统整改后，精煤磁选尾矿桶和配套泵、用于中矸稀介处理的桶和泵、中矸磁选机和振动弧形筛等四套设备被停用，而备用精煤磁选机被启用，综合考虑和计算，洗选、脱水系统的设备能耗下降126 kW；同时，用于精煤脱水的振动弧形筛筛板使用寿命大大延长，由原来的15 d延长到现在的60 d。李阳选煤厂工艺系统整改前后的工艺技术指标对比结果如表3所示。

表3 工艺系统整改前后的工艺技术指标对比结果

工艺系统整改后，生产系统电能消耗下降6 951.13 kW·h/d，按照该选煤厂工作制度每年生产330 d、电价0.7元/度计算，每年可节约电费160.57万元；此外，由于停用了部分设备，每年可减少设备维护成本和材料费约64万元。综合计算，每年可节约成本约224.57万元。

4 结语

通过工艺系统整改，李阳选煤厂的洗选系统趋于完善，工艺流程得到简化，生产系统更加稳定，综合精煤产率和产品指标明显提高，生产成本显著降低，这有利于实现综合效益最大化的目标。对于新建、改扩建选煤厂来说，在投产初期，洗选系统总会出现一些不适现象。针对这些现象，各选煤厂应该根据原煤煤质特征、工艺系统结构、产品市场定位等因素，综合分析内在原因，进而采取合理、可行的整改方案。

[1] 铁占续.微粉煤燃前干法永磁高梯度磁选脱硫基础研究[D].徐州：中国矿业大学，2009.

[2] 戴少康.选煤工艺设计实用技术手册[M].煤炭工业出版社，2010:260-261.

[3] 祝学斌,梁 华，赵新华，等.薛湖选煤厂分选工艺技术改造实践[J].煤炭加工与综合利用，2011(6).

[4] 王敏捷，苏日华，郭牛喜.浅析新建现代化选煤厂的委托运营模式[J].煤炭工程，2012(1).

The improvements made through implementation of the scheme for rectification and reform of cleaning system at Liyang coal preparation plant

LIANG Hua1, GUO Hong-li1, LIAN Guo-xin2

(1.Coal Industry Zhengzhou Design and Research Institute Co., Ltd., Zhengzhou, Henan 450000, China; 2.Liyang Coal Co., Ltd., Shanxi Lu'an Group, Jinzhong, Shanxi 030600, China)

To cope with the troubles facing Liyang Coal Preparation Plant in its primary washing system, reform work is made on the media solids recovery and slurry treatment system following an analysis of the plant's current status and specific site conditions. The reform made has brought about substantial improvements: higher stability of flotation circuit; an increase of raw coal treating capacity from 320 t/h to 420 t/h; a rise of the yield of composite clean coal by 3.90 percentage points and a sharp decrease of operating cost.

1001-3571(2016)01-0064-04

TD94

B

Keywordsprimary washing system; treating capacity; media solids recovery

2015-12-14

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.017

梁 华(1985—)，男，河南省永城市人，工程师，工程硕士，从事选煤厂生产管理工作。

E-mail：lianghua0713@126.com Tel：15993986374