选煤厂设计的几种典型案例分析

选煤厂设计的几种典型案例分析

选择煤厂的设计内容复杂，涵盖了专业领域。对于初涉设计领域的新手,常会感到茫然,且易误入“捷径”歧途,即参照其他现成的设计蓝本,到处套用。这实为设计“兵家”之大忌。笔者认为,在目前市场经济环境下,设计竞争越来越激烈,用户对设计的要求也越来越高,只有不断进行设计优化创新才能提供用户满意的设计文件,赢得市场。本文结合笔者近两年参与的一些项目设计实践,谈谈选煤厂设计中应注意的几个问题。1选煤工艺设计1.1重介选的发展对某选煤厂设计时,其产品品种中要求有块煤产品。以此确定采用跳汰选,致使设计一开始就陷入思路误区。随近两年重介选的发展,尤其是大型浅槽分选机、大直径重介旋流器的开发应用,使跳汰选与重介选的吨煤投资及运营费用差距很小,保块效果重介选也不逊于跳汰选。特别是对可选性较差的煤质,重介选回收率明显高于跳汰。笔者认为,确定一种选煤工艺,设计思路不应单一,应全方位、多角度综合论证,且有深度,切不可墨守成规,陷入思维定势而不可自拔。1.2磁选机补加介质桶介质补加方式一般有3种:①人工补加;②通过磁选机补加;③通过起重电磁铁补加。前几年设计的重介选煤厂多采用人工补加,即人工直接把介质倒入浓介质桶或合格介质桶,后来发展为利用斗子提升机补加(如马头选煤厂)。近年来,随国外设计公司进入中国市场,通过磁选机的补加方式正在被各大设计院采用。通常设置为:将磁铁矿粉用高压水枪冲入泵坑,泵至系统中的磁选机,经磁选后进入介质补加系统(东欢坨、乌兰木伦等)或合介系统。第3种补加方式虽应用不多,但笔者认为也不失为一种好的补加方法,尤其适用于一些简易的小型重介选煤厂。只需一个电葫芦和一台起重电磁铁,可大大节约投资。1.3煤渣水处理系统(1)浮选技术现状随机械化采煤工艺普及,粉煤、细粒煤含量越来越高,造成浮选成本明显加大;且细煤泥在普通浮选机中难以分选,严重污染精煤。资料显示:淮北石台选煤厂原煤中-0.5mm级产率占20%,入浮时(泥化后)-0.5mm级达28%左右;沈阳红菱选煤厂原生煤泥(-0.5mm)产率为31.13%。石台选煤厂进行了分级浮选工艺改造。入浮前,将煤泥水用水力旋流器分级,底流用浮选机处理,溢流用浮选柱处理。实践表明,煤泥浮选中,-0.5mm级煤泥用水力旋流器分级,浮选机和浮选柱配套使用,在提高煤质、降低灰分方面潜力很大。红菱项目目前正在设计、建造中。其工艺由美国KRS公司设计,采用Ø1mm脱泥;-1mm煤泥水采用大直径水力旋流器(Ø1000mm)分级,1～0.25mm采用TBS(TeeterBedSeparator)分选,-0.25mm采用浮选柱处理。该工艺同时在贵州响水选煤厂设计中应用。德国的伯特勃格博士曾在选矿技术杂志上发表文章,赞赏分级浮选的好处,认为它效率高,有利于降硫。试验结果为:不分级浮选的精煤灰分10.6%,尾煤灰分79.2%,而分级浮选后的精煤灰分为8.0%,尾煤灰分80.3%,分级浮选的效果很明显。浮选设备在浮选作业中起重要作用。利用微泡析出机理,拥有国内自主知识产权的FJC系列喷射式浮选机在太西选煤厂、镇城底选煤厂等多家选煤厂成功应用,其处理能力达到普通浮选机的1.5倍以上。李光明等人撰写的《FJCR12-4型喷射式浮选机在太西选煤厂的应用》文中,将其与普通浮选机进行的详细比较证明,该喷射式浮选机能大大提高浮选速度和选择性,并可回收一些超粒级、粗粒级煤泥,具有投资少、效益高、见效快的优点。笔者认为,把FJC系列喷射式浮选机与中国矿大研制的旋流-静态微泡浮选柱有机结合,可以收到更好效果。(2)煤泥水处理的优化建议煤泥水处理是各选煤厂无法回避的现实问题。多数选煤厂设计中均采用圆形锥底传统浓缩机作为煤泥水澄清设备;通过改变入料方式及加药方式(絮凝剂制备装置)并配以自动控制的高效浓缩机。其处理能力较普通浓缩机大有提高,但毕竟增加了投资。笔者建议,是否考虑过采用长方体斜管浓缩机处理煤泥水呢?唐山森普矿山装备公司制造的斜管浓缩机已在现场应用多台,并收到了满意效果。尤其是其占地面积小、投资省、单位面积处理量大的特点,一般可室内布置,在选煤厂煤泥水处理系统中很有推广价值。(3)粗煤泥回收利用选煤厂煤泥(-0.5mm)回收设备多采用厢式压滤机,对未设浮选系统的动力煤选煤厂,也有用加压过滤机的例子。此外,有些选煤厂将煤泥水分级处理:粗粒煤泥用高频筛或沉降过滤离心机回收,细粒级煤泥用厢式压滤机回收;也有好多选煤厂用煤泥离心机处理粗煤泥,效果也不错。但将沉降过滤离心机与厢式压滤机并联,处理浓缩机底流的例子并不多见。该工艺(美国赛吉满公司设计)在东欢坨选煤厂已经应用。需说明的是,该选煤厂没有浮选系统。如此设计并能成功使用,一定有其道理,很值得选煤同行去研究。带式压滤机由于故障率高或许在好多选煤设计人员的脑海中已经消失,但近年来却得到很大推广,尤其在东北地区,应用较多,效果也不错。沈阳红菱选煤厂(沈阳禹华公司生产)及贵州响水选煤厂都选用了带式压滤机。该两座选煤厂正在设计、建设中。这就提醒我们设计工作者,不能以一种不变的观点去看待发展的事物,选煤技术日新月异,我们的思想也应与时俱进。2总体布置2.1碎车间及产品布置土地资源越来越宝贵,因此,总平面布置也应随之紧凑。除工艺设置简单外,单体建筑物间的位置关系也需简化。以永煤集团城郊选煤厂为例,谈谈其筛分破碎车间、原煤仓与主厂房的位置关系。该选煤厂设计主要特点为:原煤可不经过原煤仓直接入洗,减少块煤进仓摔碎机会,从而提高块煤产率;也可经主厂房顶层转载(充分利用主厂房高度),折回入原煤仓储存。通过原煤仓下胶带机运至主厂房入洗。从总平面布置上看,3个建筑物几乎在一条直线上,依次为筛分破碎车间、原煤仓与主厂房。其中,筛分破碎车间与原煤仓几乎紧贴。该布置节约了很多空间,设计理念新颖,打破了传统总平面布置的特点,很值得学习。2.2煤流管及煤流管理体制选煤厂设计中,胶带走廊大部分采用正向布置。这是国内设计中一个俗成的规范。但与几家外国公司合作设计后彻底改变了看法,总平面布置应该因地制宜、不拘一格,应充分利用主井和装车点的位置关系,不仅要使煤流顺畅,还要考虑节省投资,实用可靠。不必拘泥于正向布置的定势思维,应该冲破传统设计的禁锢,某些皮带走廊完全可以斜向布置,虽在总平面上显得零乱,但节约了大量的土建工程,实为可取之处。3非标准设备的生产3.1定压混料桶目前,国内绝大多数新建选煤厂均采用重介选煤工艺,尤其是大直径重介旋流器工艺得到逐步推广。其中,混料桶在整个工艺流程中起重要作用。笔者在此推崇的是澳大利亚公司的定压混料桶。其外形像一个垂直安装的梯形溜槽,并带有一方形溢流箱。其优点是全宽度给料,混料均匀,便于调节,结构灵活紧凑,节省空间。在借鉴国外先进经验后,选煤院设计的定压混料桶已在东庞矿选煤厂技改工程中应用,其泵排量1200m3/h,混合箱长3800mm,液面高差设定为400mm,混合箱宽度设计为900mm,缓冲时间为25s,混合箱与介质箱的加介量基本相同。近3年的使用证明,其混料效果很好,缓冲时间能满足系统要求,正常生产时液面及液面高差始终保持稳定,基本上没有溢流现象。笔者建议,在今后混合桶的设计制造中,应充分吸收国内外先进经验,不要拘泥于传统结构,其形状可以是四棱锥形、梯形、多种结构组合或异形的,只要能满足生产需要,方便设备布置,或有利于降低厂房投资就行。3.2分流箱入料管更细分流是重介选煤厂必不可少的工艺环节。通过分流可调节悬浮液中的煤泥量,即非磁性物含量,以维持介质系统的稳定。分流依靠分流箱来实现,分流箱常设在精煤脱介筛下合格介质段管路上。传统设计为,精煤脱介筛下全部合格介质进入分流箱分流后,一部分进入合介桶,另一部分进入稀介桶。由于合格介质量大,往往分流箱入料管达Ø300mm以上,出料管也在Ø300mm左右。大型选煤厂,该管路管径更大。值得一提的是,由于进分流箱的悬浮液多,使分流量调节变得不很精确,引起介质系统不稳定,进而给分选作业带来麻烦,同时也缩短了分流箱的使用寿命,严重时还会影响生产。下面以东欢坨选煤厂为例,谈谈国外设计公司在分流环节是如何设计的。东欢坨选煤厂分流环节设有2个分流箱,一个为手动粗调分流箱,一个为气动电控微调分流箱;精煤脱介筛下合格介质分成两路,大部分进入粗调分流箱,一小部分进入微调分流箱;各分流箱均有两趟出料管,一路进入合介桶,另一路进入稀介桶。该厂原煤(已脱泥)带入的煤泥量几乎不变。通过计算可知,分流比是一定的,即分流后进入稀介桶和进入合介桶的介质量是成比例的,而且不变。入料发生微小波动,只需调节一小股介质流即可,没有必要调节总流量。国外设计公司分流环节的设计相比传统的分流环节设置,先进了好多,也比较典型,更易于实现悬浮液稳定,很值得去仿效、探究。4选煤厂设计的灵活性及比选方案的意义结合两年