知识篇动力配煤与洗选加工Word格式.docx

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21.原料煤：

供给选煤厂或选煤设备以便用某种方式加工处理的煤。

22.混煤：

粒度小于50mm的煤。

23.精煤：

经过分选获得的高质量煤炭产物。

24.中煤：

经过分选获得的质量介于精煤与矸石之间的选煤产物。

25.矸石：

泛指采掘过程中顶底板和夹层混入煤中的岩石；

专指分选过程排出的高灰分产物。

26.块煤：

粒度大于13mm的各粒级煤的总称。

27.特大块煤：

粒度大于100mm的煤。

28.大块煤：

粒度大于50mm的煤。

29.中块煤：

粒度介于25～50mm的煤。

30.小块煤：

粒度介于13～25mm的煤。

31.末煤：

粒度小于13mm的煤。

32.煤泥：

选煤厂粒度在0.5mm以下的一种选煤产品。

33.粗煤泥：

通常指粒度在0.3～0.5mm，不宜用浮选处理的颗粒。

34.细泥：

存在于悬浮液中或粘附在较大颗粒上的极细颗粒，一般指小于45μm。

35.泥化：

矸石或煤浸水后碎散成细泥的现象。

36.煤泥水：

煤泥与水混合而成的流体。

37.洗水闭路循环：

煤泥水经过充分浓缩、澄清后，煤泥在厂内回收，澄清水全部回收循环使用的煤泥水流程。

38.夹矸：

夹在煤层中的矿物质层。

39.可见矸石：

粒度大于50mm的矸石。

40.含矸率：

煤中粒度大于50mm矸石的质量百分数。

41.粒度：

颗粒的大小。

42.粒级：

一定粒度级别的范围。

43.限下率：

筛上产品中小于规定粒度部分的质量百分数。

44.限上率：

筛下产品中大于规定粒度部分的质量百分数。

45.分选作业：

降低矿物质和其他杂质的含量，以提高煤炭质量的加工作业。

46.分级作业：

将物料分成若干个标准粒级的作业。

47.可选性：

通过分选改善煤质的可处理性。

48.浮沉试验：

将煤样用不同密度的重液分成不同的密度级，并测定各级产物的产率和特性。

49.煤泥（粉）浮沉试验：

即小浮沉试验，在离心力场中对煤泥（粉）进行的浮沉试验。

50.可选性曲线：

根据浮沉试脸结果绘制的一种用以表示煤的可选性的一组曲线，包括灰分特性曲线；

浮物曲线；

沉物曲线；

密度曲线；

密度±

0.1曲线。

51.分选密度±

0.1含量法：

以邻近密度物含量的多少，评定煤炭可选性的一种方法。

52.筛分：

使不同粒度的固体物料通过筛面按粒度分成不同粒级的作业。

53.筛分试验：

为了解煤的粒度组成和各粒级产物的特性而进行的筛分和测定。

54.小筛分：

对粒度小于0.5mm物料进行的筛分试验。

55.破碎：

借外力作用，使物料碎裂成较粗颗粒的作业。

56.脱水：

利用除蒸发以外的方法降低物料水分的作业。

57.干燥：

主要利用蒸发作用降低物料水分的作业。

58.重力选煤：

以密度差别为主要依据的选煤方法。

59.跳汰选煤：

在垂直脉动为主的介质中实现分选的重力选煤方法。

60.重介质选煤：

在密度大于水的介质中实现分选的重力选煤方法。

61.浮游选煤：

依据矿物表面润湿性的差别，分选细粒（小于0.5mm）煤泥的选煤方法。

62.风力选煤：

利用空气作分选介质的重力选煤方法。

63.重介质：

用加重质（一般为磁铁矿）与水配成密度大于1g/cm3的悬浮液，用于将煤分成不同密度的级别。

64.重介质分选机：

用重介质分选煤炭的选煤设备，其分选利用重力或者离心力完成。

例如刮板重介分选机、斜（立）轮重介分选机、重介质旋流器等。

65.处理能力：

选煤厂或其车间、设备单位时间加工原料煤的数量。

66.产率：

任一作业获得的产物数量，用占入料量的百分数表示。

67.单位消耗量：

处理一吨原料煤所消耗的加重质、浮选药剂、水和电等指标。

68.加工费：

扣除原料煤费用外，成本中的各项费用之和，以“元/吨原料煤”表示。

69.筛分效率：

筛下物中筛下粒的回收率与筛上粒的混杂率之差。

70.数量效率：

精煤的实际产率与相当于精煤实际灰分时的理论产率的百分比。

第二节动力配煤

一、动力配煤的概念

动力配煤是指根据用户对煤炭质量的要求，将若干种不同种类、不同性质的煤按照一定比例掺配加工得到对锅炉燃烧状况最佳的燃料煤。

有时在动力配煤中还可根据需要加入一定量的固硫剂和助燃剂等添加剂以取得更好的效果。

二、动力配煤的原理、特点和流程

（一）原理

动力配煤的基本原理是基于各单一原料煤的发热量、挥发分、硫分、灰分等主要指标在配制过程中相应的存在着线性可加成性。

通过优化配比，使各原料煤的各成分和性质间实现取长补短、互为补充，充分发挥各种原料煤的优点和长处，综合性能优于其中任一种单一原料煤，既符合燃烧要求又减少污染排放。

1.线性可加性的定义

任意给定n种煤，它们按X1，X2，X3…，Xn的比例混合后得到配煤P，对于煤化参数A，如果有：

A1×

X1+A2×

X2+…+An×

Xn=Ap

X1+X2+…+Xn=1

式中，A1，A2，…，An——各种煤煤化参数A的指标；

X1，X2，…，Xn——各种煤的配煤比例。

则煤化参数A具有线性可加性。

2.线性可加性在动力配煤中的应用

配煤过程是一个物料间相互混合的过程，只有物理变化，没有化学变化。

在配煤过程中，水分有可能会受外界环境的变化而蒸发或吸收，随着煤炭在空气中暴露时间的变化而发生氧化，导致煤中的水分、不可燃物质和含硫物质的总量发生变化。

但是，分析基水分受外界影响较小，如果配煤时间很短且外界环境变化不大，忽略配煤过程中煤的轻微氧化等因素，就可认为煤中的灰分、水分和硫分等不发生变化。

也就是说，配煤的分析基水分、灰分、硫分、挥发分、固定碳、发热量、灰成分、灰熔融性这些质量指标具有线性可加性。

（二）动力配煤的特点

（1）提高锅炉效率。

我国工业锅炉热效率明显低于工业发达国家的主要原因之一是煤炭供应不对路，锅炉实际燃烧的煤炭与锅炉设计煤种不相符，使煤质与炉型严重脱节。

燃用动力配煤，可使煤质完全满足锅炉设计要求，且保持煤质稳定，使锅炉燃烧长期处于最佳状态，提高热效率，节约煤炭。

（2）合理利用低质煤，物尽其用。

对小型锅炉来说，单烧炼焦煤（如1/3焦煤、肥煤等）是“良材劣用”，且这些煤易结焦、结渣或冒黑烟等，致使热能不能充分利用而造成浪费，并污染环境。

低质煤（如褐煤、高灰煤等）热值低，单独燃烧很难燃尽。

因此，若优质煤和低质煤混烧，优化配比，各取所长，则既可使煤质适合锅炉设计要求，又可合理利用低质煤，减少优质煤用量，降低燃料开支。

（3）实现煤质互补，改善燃烧特性。

单一品种的动力煤煤质不可能十全十美，难以做到所有煤质指标都能达到用户的要求，或多或少存在某些煤质特征缺陷。

如低变质程度的年青煤，往往在较短或很短时间内燃尽，燃烧持续时间短，有热能不能得到很好利用；

而高变质程度的煤，挥发分低，着火困难，且不易燃尽。

两者通过优化配方，加工成动力配煤燃用，则早、中、晚各期的燃烧状况都将得到改善，优化燃烧特性，提高热能利用率。

通常是采用低热值煤与高热值煤配、低挥发分煤与高挥发分煤配、高灰煤与低灰煤配、高硫（或氯）煤与低硫（或氯）煤配、低灰熔点煤与高灰熔点煤配等。

（4）可添加固硫剂，降低SO2排放。

对于高硫煤，在条件许可的情况下，可与低硫煤混配，使动力配煤的硫分降至1％以下，使燃煤SO2排放总量及废气中SO2的浓度达到环保要求。

当动力配煤的硫分仍然比较高时，可以在配煤中加入固硫剂，使动力配煤在燃烧过程中固硫，进而减少SO2排放。

（三）动力配煤的基本流程

动力配煤生产线的工艺流程一般包括原料煤的收卸、按品种堆放或仓储、分品种化验、计算和优化配比、原料煤的取料输送、筛分、破碎、加添加剂、混合掺配、抽取检测、动力配煤的存贮和外运等。

动力配煤的原则流程图如下：

图2-1动力配煤原则流程图

三、动力配煤的主要质量指标及其检测

动力配煤的主要煤质指标有：

（1）发热量。

动力用煤最主要的质量指标之一。

其数值过高或过低均会给锅炉的运行带来不利的影响，因此动力配煤的发热量应与锅炉炉型相适应，以提高锅炉热效率，充分利用其热能。

（2）挥发分。

一般来说，煤的挥发分越高，煤越易着火，固定碳也越易燃尽，在发热量相同的情况下，燃用挥发分高的煤，锅炉的热效率也会较高。

许多用煤工业以挥发分的大小作为能否使用的依据。

如工业锅炉用煤，要求以Vdaf大于或等于20%为最低限度；

水泥回转窑用煤要求Vdaf大于25%。

发电用煤的Vdaf下限为6.5%。

不同锅炉对煤的挥发分要求有所不同，只有当煤的挥发分与锅炉设计煤种的挥发分指标一致时，煤才能稳定燃烧，燃烧效率最高，锅炉出力最好；

否则，煤的燃烧不稳定，燃烧效率低，锅炉出力差，严重时可能导致锅炉熄火，影响正常生产。

合成氨用无烟煤Vdaf应低于10%，配煤炼焦中以28—34%为最佳。

（3）灰分。

煤的灰分是所有的可燃物完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

灰分高不仅使煤的热值降低，增加热能的消耗，还会由于灰的结渣而引起操作困难，使锅炉出力和煤的燃烧效率降低，严重时可能会引起熄炉、停电事故。

煤的灰分高也使煤的破碎难度加大。

燃烧高灰分的煤会增加飞灰和灰渣的热损失，降低燃烧效率和锅炉热效率。

此外，燃煤的灰分高，粉煤灰和灰渣的排放量大，粉煤灰和灰渣量影响烟囱排放及占地，微尘及微量有害元素对大气的污染，以及灰渣有害元素的积聚对水质的污染。

（4）全硫。

硫是燃煤过程中最主要的污染源。

燃烧时，煤中硫转化为SO2和SO3，SO3遇水转化为硫酸，腐蚀锅炉尾部受热面，降低锅炉寿命。

排放到大气中的SO2和SO3也会进一步转化为硫酸，形成酸雨。

（5）水分。

煤中水分高，运输时增加运力；

炼焦时消耗热量，延长炼焦时间；

燃烧时降低发热量，每增加1%的水分，降低发热量的0.1%，从而增加了煤耗。

煤中的水分还会给破碎、筛分造成困难，降低效率，损坏设备。

但煤中存有适量的水分可将煤屑、煤粉与煤块粘附在一起，防止粉屑飞扬和粉煤的损失，提高煤的利用率。

同时，水分蒸发之后，煤层疏松，可均匀通风，有利于煤的燃烧。

（6）煤灰熔融性。

评价煤灰是否容易结渣的一个重要指标。

在工业上通常以煤灰的软化温度（ST）作为衡量煤灰熔融特性（灰熔点）的指标。

煤的灰熔点大体能说明煤在锅炉中灰渣的熔融结渣特性。

不同的锅炉要求不同的灰熔点，当锅炉采用液体方式排渣时，要求煤的灰熔点必须低于一定的值；

当锅炉采用固体排渣时，要求煤的灰熔点必须高于一定的值，否则给排渣带来困难。

配煤的质量检测是动力配煤技术的一个重要组成部分，它主要包括来煤（原料煤）的质量检测、配煤过程的质量检测和最终产品的质量检测三个过程。

原料煤和最终产品的质量检测一般采用常规的标准测试方法，所用设备为煤炭化验室通用的分析仪器设备；

而对配煤过程的质量检测一般采取在线检测技术，以便及时了解和控制配煤生产过程的煤质情况。

四、动力配煤的注意事项

在选择用于生产动力配煤的原料煤时，应注意符合以下几点：

（1）不同煤种相配时，各煤种的浮煤（Ad≤10.00％）挥发分（Vdaf）不能相差过大，如原料煤的挥发分（Vdaf）值相差15.00％以上，应该进行燃烧试验，并应在销售时注明配煤的煤种和配比。

（2）无烟煤和褐煤不能相配。

烟煤中原则上不能配入褐煤，如烟煤中配入褐煤，在销售时应注明配入褐煤的配比和褐煤的挥发分（Vdaf）值。

褐煤中配入少量烟煤时，在销售时应注明配入烟煤的配比和烟煤的挥发分（Vdaf）值。

（3）下列固体物质不宜作为动力配煤原料。

例如各种矸石、尾矿、焦粉（含半焦粉）、废渣等污染环境或损坏锅炉的物质。

五、动力配煤的发展现状及前景

国外的动力配煤技术主要用于燃煤电厂，通常是采用高、低硫分（或灰分）煤的混配燃烧，以减少SOX的排放，降低锅炉的结渣、沾污和积灰，充分利用中、低热值煤与高热值煤混配，以保证燃煤的低位发热量和控制燃煤的灰分。

动力配煤技术在我国的研究与应用起步于20世纪80年代，上海、北京、天津、沈阳和南京等十几个大中城市的燃料公司率先建成了动力配煤场（车间）。

到90年代初，全国已建成了近200条动力配煤生产线，配煤量已达2000万t／a，取得了较好的经济效益、社会效益和环境效益。

近年来，动力配煤技术在我国发展较快，一些用煤量较大的城市、大的煤炭集散地以及一些煤种较多且煤质复杂的矿区都兴建了动力配煤厂。

我国目前约有50万台工业锅炉和窑炉，它们的热效率普遍较低，这不仅浪费了大量的煤炭资源，而且造成了严重的环境污染。

决定锅炉热效率的因素主要有三条：

一是炉型是否先进；

二是煤质与炉型是否相符；

三是操作是否得当。

我国工业锅炉和窑炉热效率之所以低，这三个方面的原因都存在。

但其中最主要的原因是实际供应的煤质与锅炉的设计用煤煤质不相符。

目前来看，解决这一问题切实可行的最有效的措施就是开展动力配煤，使煤质能够满足锅炉（窑炉）的设计要求，从而提高锅炉（窑炉）的热效率，节约煤炭，减轻环境污染。

动力配煤的最大经济效益不仅是可以充分利用当地低热值煤资源，而且电厂粉煤锅炉和工业锅炉、窑炉采用动力配煤后供煤质量稳定且符合设计要求，燃烧时可提高锅炉热效率，使煤炭充分燃烧。

这是由于采用科学配煤后，往往是其中的年轻煤在锅炉内首先燃烧，接着中等变质程度煤燃烧，高变质煤燃烧时间较晚，这样就能延长配煤的燃烧持续时间，燃烧热值得到充分吸收。

单煤（尤其是年轻煤）燃烧时，往往在较短或很短时间内燃烧完全，热值不能得到完全吸收，而且由灰渣带出的热量也多，煤的热能利用率就低。

对高变质的单煤来说，由于着火困难，如同时灰分又高，灰融融性温度又低，就很难燃烧完全，灰渣含碳量增高。

动力配煤的环境效益也十分明显。

某些硫分在2.0%以上的动力煤单独燃烧时，SO2排放浓度较高，不仅严重污染大气，破坏生态平衡，而且还腐蚀锅炉炉体和管线，缩短锅炉整体使用寿命，这种煤与硫分低于0.5%的低硫煤相配后，配煤硫分降至1%以下甚至更低，燃煤的SO2排放总量及废气中的SO2浓度能达到环保要求。

实践表明，动力配煤技术已日臻成熟，具有投入及生产成本低，均质化煤质与节煤效益显著，产品适应面广等特点，并作为一种适合中国国情的洁净煤技术列入了煤炭工业洁净煤技术发展规划，具有广阔的发展前景。

第三节煤炭洗选加工

一、兖州煤业选煤厂简述

兖州矿区可采煤层，主要是山西组的第三层煤和太原群的第十七、十八层煤，入选的绝大部分是第三层煤。

第三层煤属气煤，煤质特征为：

硫分低（St＜0.8%），发热量高（Qgr,d＞27MJ/kg）,粘结性中等（粘结指数53—70，胶质层厚度Y=9—11mm）,挥发分高（Vdaf=37%—38%）,灰熔点高（ST＞1450℃）；

第十六、十七层煤，属气煤或气肥煤，除硫分属中至高（＞3.75%）外，其它指标同第三层煤相近，而胶质层厚度Y达到18mm，高于第三层煤。

近年来，随着矿井服务年限的延长以及受“三下”压煤等因素的影响，三层煤的可采储量已大幅下降，部分矿井开始开采十六、十七层高硫煤和二层煤。

目前对于矿区赋存的薄煤层煤质特征正在进行进一步的探索和分析中，以寻求适合的加工利用方法。

70年代国家把兖州矿区的低灰煤列为准许入选煤种，向上海宝钢专供冶炼所需的配焦精煤。

改革开放初期，成套引进了先进的美国选煤工艺、技术与装备，于兴隆庄煤矿首先建成了第一座先进的选煤厂。

为配合宝钢二期工程的上马，随后又分别于鲍店、东滩矿建设同类工艺国产设备为主的选煤厂。

兖矿矿区四座大型选煤厂，从1982年1月16日开工建设兴隆庄煤矿选煤厂开始，到1993年12月18日东滩煤矿选煤厂正式投产，历时11年零11个月，建成设计规模1180万吨/年选煤厂。

济东矿区采取了矿井和选煤厂同步建设的战略步骤，从1993年11月20日开工建设济宁二号煤矿选煤厂开始，到2001年7月28日济宁三号煤矿选煤厂正式投产，历时8年零4个月，建成设计规模900万吨/年选煤厂。

赵楼煤矿选煤厂设计入洗能力300万吨/年，于2009年9月1日正式投产。

至今为止，兖州煤业本部共有七座现代化大型选煤厂，设计原煤入洗能力2530万吨/年，最新核定生产能力为2795万吨/年（不含赵楼煤矿选煤厂）。

表2-1兖州煤业选煤厂生产能力概览表

单位名称

设计能力

（万吨/年）