中心选煤厂产品结构优化方案探索

彭 阳

(新矿内蒙古能源有限责任公司 洗煤分公司，内蒙古 鄂尔多斯 016217)

中心选煤厂设计能力为10 Mt/a，工程分三期建设，一期工程设计能力为3 Mt/a，2010年6月28日主体工程实现联合试运转；二期工程设计能力为4 Mt/a，2012年12月1日投入运行；三期工程随其他矿井的建设需要及时跟进。设计采用 50～1 mm粒级末煤由有压两产品重介质旋流器主再选、1～0.25 mm粒级粗煤泥由干扰床分选机(TBS)分选、0.25～0 mm粒级细煤泥浮选、浮选尾矿浓缩和压滤的联合工艺。入选原煤来自新矿内蒙古能源有限责任公司所属矿井(一号矿井、二号矿井、三号矿井、五号矿井)，主要为9#原煤，主导产品为六级冶炼精煤和电煤。

目前，由于煤炭销售市场的制约，冶炼精煤产品滞销，影响矿井正常生产。随着上海庙矿区煤电转化项目的布局，动力煤产品需求势必增加，这对煤炭产品销售有着积极的促进作用。选煤生产必须以市场需求为导向，只有生产出适销对路的洗选产品才能满足用户需求[1-2]。中心选煤厂需要优化产品结构，灵活组织原煤洗选加工，确保在满足炼焦煤产品需求的同时，生产出适销对路的动力煤产品，以缓解甚至解决精煤滞销的不利局面，最大限度的提高企业经济效益。

1 产品结构

目前，中心选煤厂的洗选产品包括四种，即精煤、中煤、煤泥、矸石。精煤Ad≤8%，作为六级冶炼精煤，中煤和煤泥作为火电厂发电燃料，矸石转运后作为建材。2015—2017年中心选煤厂的实际生产数据见表1。

表1 2015—2017年中心选煤厂的实际生产数据

根据中心选煤厂商品煤销售价格，精煤为690元/t，中煤为300元/t，煤泥为90元/t；矸石委外处理，所需费用为14元/t。结合表1数据，在扣除吨煤洗选加工费用23.32元后，每洗选1 t原煤的实际收入为407.72元(没有扣除原煤采购成本)。

在这种产品结构模式下，新矿内蒙古能源有限责任公司所属矿井的产品年产量预测结果见表2。

表2 不同矿井各产品年产量预测结果

由表2可知：原煤年产量为7.50 Mt，六级冶炼精煤年产量为3.98 Mt，动力煤(中煤、煤泥)年产量为1.95 Mt，每年的产品销售收入约为32.37亿元。

2 产品结构优化方案探索

2.1 全部生产优质动力煤

根据周边市场需求，中心选煤厂可以全部生产优质动力煤[2-4]，将发热量20.93 MJ/kg的精煤作为主导产品，供周边火电厂发电，副产品矸石转运后作为建材。在这种情况下，采用50～1 mm粒级末煤由有压两产品重介质旋流器分选、1～0.25 mm粒级粗煤泥由离心机脱水、0.25～0 mm粒级细煤泥由浓缩机和压滤机脱水的联合工艺。

在全部生产优质动力煤时，通过简单洗选即可完成原煤洗选工作，不但可以简化生产工艺，而且能够节省洗选加工费用。其中，可以停开设备52台，对应的电机功率为2 867 kW，折算后吨煤能耗下降3.82 kW·h，对应的电费下降1.83元。此外，浮选系统也可以省去，能够节省浮选成本2.40元/t。与生产炼焦精煤相比，综合生产成本下降4.23元/t，洗选加工成本仅为19.09元/t。

在这种产品结构方案[5-7]下，原煤洗选后只产出两种产品(精煤和矸石)，各种产品的指标预测结果见表3。

表3 各种产品指标预测结果

由表3可知：在原煤产量保持不变的条件下，精煤产率为79.58%，对应的年产量约为5.97 Mt；矸石产率为20.42%，对应的年产量约为1.53 Mt。在经济效益相等的条件下，计算精煤销售价格需要达到540元/t。

2.2 部分生产优质炼焦煤

生产优质炼焦煤(冶炼精煤)时，各项工业指标(表4)更好，可以有效地提高产品市场竞争力，进一步拓展冶炼精煤市场。在生产优质炼焦煤时，采用 50～1 mm粒级末煤由有压两产品重介质旋流器主再选、1～0.25 mm粒级粗煤泥由离心机脱水、0.25～0 mm粒级细煤泥由浓缩机和压滤机脱水的联合工艺。

表4 冶炼精煤工业指标

根据测算结果，不同生产系统处理原煤的比例分别为重介处理系统76%、粗煤泥处理系统13%、细煤泥处理系统11%。9#原煤50～0.5 mm粒级的可选性曲线如图1所示，结合该曲线对冶炼精煤的相关指标进行测算。

图1 9#原煤50～0.5 mm粒级的可选性曲线 Fig.1 Washability curve of the 9# 50-0.5 mm raw coal

2.2.1 生产灰分为7.00%的冶炼精煤

在这种生产条件下，TBS精煤、浮选精煤经过浓缩脱水后掺入中煤，将重介精煤灰分控制在7.00%，即将重介精煤作为冶炼精煤。在生产灰分为7.00%的精煤时，理论产率为50%，理论分选密度为1.42 g/cm3，扣除沉矸后的δ±0.1含量为15.55%，数量效率为94%；>1 mm粒级产率为76%，重介精煤产率为35.72%，中煤产率为32.77%，煤泥产率为11%，矸石产率为20.50%。各种产品指标测算结果见表5。

表5 各种产品指标测算结果

由表5可知：在原煤产量保持不变的条件下，冶炼精煤产率为35.72%，对应的年产量为2.68 Mt；动力煤产率为43.78%，对应的年产量为3.28 Mt；矸石产率为20.50%，对应的年产量为1.54 Mt。在经济效益相等的条件下，扣除洗选加工费用20.92元/t，动力煤销售价格为365元/t(销售单价为17.92元/MJ)，冶炼精煤销售价格为761元/t。

2.2.2 生产灰分为6.50%的冶炼精煤

与上述生产条件相同，将重介精煤灰分控制在6.50%。在生产灰分为6.50%的精煤时，理论产率为46%，理论分选密度为1.38 g/cm3，扣除沉矸后的δ±0.1含量为24.44%，数量效率为93%；>1 mm粒级产率为76%，重介精煤产率为32.51%，中煤产率为35.99%，煤泥产率为11%，矸石产率为20.50%。各种产品指标测算结果见表6。

由表6可知：在原煤产量保持不变的条件下，冶炼精煤产率为32.51%，对应的年产量为2.44 Mt；动力煤产率为46.99%，对应的年产量为3.52 Mt；矸石产率为20.50%，对应的年产量为1.54 Mt。在经济效益相等的条件下，扣除洗选加工费用20.92元/t，动力煤销售价格为370元/t(销售单价同上)，冶炼精煤销售价格为791元/t。

表6 各种产品指标测算结果

2.2.3 生产灰分为6.00%的冶炼精煤

与前述生产条件相同，将重介精煤灰分控制在6.00%。在生产灰分为6.00%的精煤时，理论产率为43%，理论分选密度为1.34 g/cm3，扣除沉矸后的δ±0.1含量为35.60%，数量效率为92%；>1 mm粒级产率为76%，重介精煤产率为30.07%，中煤产率为38.43%，煤泥产率为11%，矸石产率为20.50%。各种产品的指标测算结果见表7。

表7 各种产品指标测算结果

由表7可知：在原煤产量保持不变的条件下，冶炼精煤产率为30.07%，对应的年产量为2.26 Mt；动力煤产率为49.43%，对应的年产量为3.71 Mt；矸石产率为20.50%，对应的年产量为1.54 Mt。在经济效益相等的条件下，扣除洗选加工费用20.92元/t，动力煤销售价格为374元/t(销售单价同上)，冶炼精煤销售价格为820元/t。

2.3 方案优选

在经济效益相同的条件下，产品质量与销售价格测算结果见表8。

表8 产品质量与销售价格测算结果

由表8可知：在经济效益相同的条件下，适当提高冶炼精煤产品的质量，可使中煤产品的发热量由16.74 MJ/kg提高到20.87 MJ/kg，能够最大程度的适应电厂需求[8-10]，也能满足冶炼精煤的市场需要，有利于销售工作的顺利开展。综合分析，第(3)种生产模式更适合中心选煤厂的生产实际，即生产灰分为7.00%的冶炼精煤更经济更合理。

3 结语

随着上海庙矿区煤电转化项目的建设，结合中心选煤厂的现状，优化产品结构成为急需开展的工作。适当提高冶炼精煤产品的质量，有助于提高中煤产品的发热量，不仅可满足火电厂燃料的要求，还能提高自产煤的使用比例，并降低外部煤的采购比例，最大程度地降低企业运营成本；更重要的是，这能够有效缓解焦精煤滞销、电煤短缺的不利局面。

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