淮北矿业集团选煤厂降低精煤产品水分的实践

王守强，谌 托

(淮北矿业集团 运销分公司，安徽 淮北 235000)

淮北矿业集团下属煤矿煤炭资源丰富，煤种齐全。煤炭洗选以炼焦煤为主，主要产品有焦煤、肥煤、瘦煤、1/3焦煤4个煤种6种规格，多为低中灰、特低硫、特低磷、粘结性强、结焦性好的“绿色环保型”煤炭，其中焦煤、肥煤和瘦煤为国家保护开发的稀缺煤种，占矿区总储量的85%以上。

淮北矿业集团现有淮北、临涣、涡北3座矿区型炼焦煤选煤厂及芦岭1座矿井型炼焦煤选煤厂，年入洗总量在20.00 Mt以上，选煤工艺均采用较成熟的原煤重介质旋流器分选、煤泥浓缩浮选、尾煤压滤联合工艺。精煤水分是炼焦煤选煤厂产品质量控制的一项重要指标，但是受煤炭开采设备大型化及洗选加工设备的制约，长期以来存在因重介精煤、粗精煤泥、浮选精煤等各环节精煤水分波动而造成综合精煤水分偏高的问题。

1 精煤降水的重要性

精煤水分高会给运输带来不便，特别是高寒地区湿煤冬运过程中，煤炭的冻结会给铁路装卸车带来困难。同时，水分高还增加了无效运输，隐形中增加了运输成本。

对于下游焦化企业而言，炼焦时精煤中的水分在高温干馏过程中大部分会形成焦化废水，焦化废水是一种典型的有毒、难降解的有机废水，且污染物浓度高；由于焦化废水中氮的存在，致使生物净化所需的氮源过剩，给达标处理带来较大困难。同时，精煤中水分的汽化需要吸收大量热量，增大炼焦耗热量，如果水分越高，汽化吸收的热量就越大，从而延长结焦时间，导致焦炭产量降低。据相关资料研究表明，精煤水分每上升1%，炼焦时长增加10～20 min，焦炭产量减少3%～4%。

随着环保要求日益严格，部分城市对焦化企业实行煤炭使用总量( 运量) 控制。这就意味着精煤水分高，有效精煤量就相对减少，焦炭产量就要降低。以上因素足以说明精煤水分对焦化企业的效益影响较大。

精煤水分过高还会影响公司的品牌效益，近年来，不少精煤用户纷纷提出降水要求。由此可见，精煤降水归根到底是煤炭企业满足市场需要、提升产品竞争力、增加经济效益的一种需求。

2 炼焦精煤水分现状分析

在目前工艺条件下，淮北矿业集团各炼焦煤选煤厂洗后精煤产品由重介质精煤、粗精煤泥、浮选精煤3部分构成。受制于精煤粒度组成及脱水设备性能，各炼焦煤厂重介质精煤、粗精煤泥、浮选精煤水分差距较大(见表1)，浮选精煤水分远高于重介质精煤和粗精煤泥的水分(见表2)。同时，因入洗原煤中煤泥含量高且易泥化，造成精煤中的浮选精煤占比高达30%以上，甚至更高，从而导致总精煤水分偏高。

表1 选煤厂各环节水分指标

表2 各环节精煤水分实际范围

结合上表数据，从脱水设备、工艺流程方面进行分析：

(1)立式刮刀卸料离心机(以下简称“立式离心机”)脱水效果好于卧式振动卸料离心机(以下简称“卧式离心机”)；

(2)加压过滤机脱水效果好于沉降过滤式离心机(以下简称“沉降过滤机”)；

(3)HMZG型压滤机(芦岭选煤厂使用)脱水效果好于KZG型(淮北选煤厂使用)；

(4)淮北选煤厂、芦岭选煤厂粗煤泥回收采用弧形筛+煤泥离心机工艺，粗煤泥水分低于12%；临涣选煤厂西区、涡北选煤厂粗煤泥回收采用弧形筛+高频筛+煤泥离心机工艺，粗煤泥水分12%～13%；临涣选煤厂东区的弧形筛+煤泥离心机工艺回收的粗煤泥水分要高于临涣选煤厂西区弧形筛+高频筛+煤泥离心机工艺。

3 存在问题

(1)对精煤水分指标重视不足。精煤水分指标宽松，即使水分超标，在集团公司层面，仅是结算时扣款处理，不涉及到煤质煤种合格率、质量事故，在选煤厂内部考核方面，也仅是扣分或扣款，处罚力度远不及对灰分指标考核。生产过程中精煤水分指标检测，每个生产班次仅做1个，不能及时掌握水分控制情况。

(2)精煤过程水分调整困难。各环节精煤过程水分不像灰分能通过调整密度随时进行调节，很大程度上其受制于已定型的脱水设备及工艺。环节水分指标出现异常情况，往往是设备存在问题，为了保证连续生产，在1个生产班次内一般不会更换，这就造成综合精煤水分一旦超标，就超很多。

(3)生产管理不到位。对脱水设备检查不到位，特别是立式离心机，不能及时检查出设备问题，即使检查出问题，但受制于材料成本的考核，问题不是特别严重情况下，一般不会立即更换，就会造成综合精煤水分连续多批次偏高或超标现象。

(4)备品备件质量问题。特别是离心机筛篮、弧形筛筛板等质量问题。如煤泥离心机筛篮加工精度不高造成筛孔大小不一，且易堵筛篮；煤泥离心机刮刀易磨损，刮刀间隙变大，且刮刀间隙调整工作量较大，做不到及时调整；弧形筛筛板质量不稳定；备品备件不足，以上这些因素都会造成水分偏高。

(5)风压不足。临涣选煤厂、涡北选煤厂浮选精煤脱水均采用加压过滤机，但临涣选煤厂浮选精煤水分要高于涡北选煤厂，其主要原因是临涣选煤厂加压过滤风压不足。例如西区开1个、2个、3个生产系统时，风压分别约0.25、0.24、0.20 MPa，呈逐渐下降趋势，而北涡选煤厂加压过滤机风机0.29 MPa左右，风压低势必影响脱水效果。

(6)浮选精煤脱水能力不足。临涣选煤厂、涡北选煤厂为缩短加压周期，添加絮凝剂，但其带来的副作用是对浮选精煤的脱水效果造成影响，尤其是临涣选厂添加絮凝剂量较大。

4 降低炼焦精煤水分措施

4.1 优化设备技术参数

涡北选煤厂针对卧式振动离心机筛篮锥角(15°)大的问题，调降离心机振幅(2 mm)，延长了物料在筛篮上停留时间，产品水分降低约1%。临涣选煤厂通过提高卧式振动离心机筛篮转速(从287 r/min提升到316 r/min)，产品水分降低(东区1%～1.5%、西区0.5%～1.0%)。

4.2 抓设备工艺效果达标

各厂加强对脱水设备的检查、清理与维护，加大备品备件投入，对发现影响脱水效果的设备问题，及时调整或更换，确保设备工艺效果达标。如：严查并确保立式离心机、加压过滤机刮刀间隙符合要求，及时更换筛篮、保护环、分配盘、及时冲洗或更换加压过滤机及精煤压滤机滤布等，保证脱水效果。

临涣选煤厂认真分析入洗原煤性质，对细粒级含量较高的原煤，原则上安排在白天洗选，充分利用白班部分生产系统检修低压风机压力有保证的有利时机。

采用细筛缝、窄背宽弧形筛。目前各炼焦煤厂使用0.35 mm筛缝、0.8 mm背宽的高效弧形筛，提前回收部分粗煤泥，降低水分高的浮选精煤量。

4.3 增加脱水设备投入

将卧式离心机逐步更换为立式离心机；临涣选煤厂增加压风机、加压过滤机；芦岭选煤厂维护好压风机完好状态，增加材料费投入，各种易损件能够保证定期更换。芦岭选煤厂引进1台景津HMZG型角吹风式压滤机，并将原有4台高压隔膜压滤机改造成HMZG型，浮精水分控制在20%以下；淮北选煤厂与景津公司合作，在淮北选煤厂试验DHZG型角入料式压滤机，脱水效果好，水分大幅降低，维持在15%左右，同时滤饼松散程度好，更利于产品均质。

4.4 优化脱水工艺

芦岭选煤厂一次浮选精煤用卧式沉降离心机脱水，水分偏高。在保证浮选工艺效果的情况下，通过浮选工艺改造，弃用卧式沉降离心机，即一次浮选精煤全部用压滤机脱水回收，卧式沉降离心机仅作为备用。按新方案组织生产后，精煤水分降低0.3%左右。

4.5 加大水分考核力度

2020年，为适应市场降水需要，集团公司加大了对精煤水分的刚性考核力度，新增了精煤水分“管控目标”考核，指标要求精煤水分不大于10.2%，将精煤水分、灰分考核放在同一层次。表3为2019年、2020年1—4月精煤产品水分对比，从表中看出，2020年1—4月精煤产品水分均控制在考核目标之内。

表3 2019年、2020年1-4月精煤产品水分对比 %

5 结 语

淮北矿业炼焦煤选煤厂从优化流程、挖掘设备潜能、增加设备投入到加强精细化管理，总结了一套行之有效的降水方案，精煤产品水分不断降低。其中，芦岭选煤厂精煤水分由以前的14.0%降为现在的11%以下，效果十分显著。同时减少了管理成本，提高了企业经济效益。