1.2 平煤集团公司动力煤选煤厂现状 平煤集团公司的动力煤是指矿区丁组和戊组煤层的原煤,由于煤质属中等灰分,低硫和高挥发分的肥煤和1/3焦煤,做为发电厂的燃料深受欢迎。又由于各生产矿均配备井口筛分手选拣矸石系统加工成筛混煤产品,因此动力煤洗选加工一直发展比较慢。现已建成的仅有一矿动力煤选煤厂和正在兴建的六矿动力煤选煤厂。两座选煤厂总设计筛选加工原煤生产能力为600万t/a。
1.3 平煤集团公司面临选煤厂生产能力科学核定的决策问题
(1)选煤厂入选原煤生产能力未达到设计能力,更未达到全国大多数选煤厂通过挖潜实现超过设计能力的水平。 (2)供入选的炼焦煤资源紧张。 (3)炼焦精煤市场需求,稳中有降。 (4)动力煤产品灰分呈逐年上升趋势,急需提高质量。 (5)动力煤选煤加工能力与动力煤产量不匹配。 (6)用户对动力煤的质量要求越来越严格,监测手段日趋完善与先进。 综合以上各方面现状的分析可以看出,平煤集团公司在今后的建设发展中确实面临对炼焦煤选煤厂和动力煤选煤厂生产能力科学核定的重大决策问题。
2 平煤集团公司矿区选煤厂生产能力科学核定应遵守的基本原则
2.1 煤炭产品市场流向及需求 市场流向由煤炭资源赋存的地域分布和煤炭产品的销售地域分布所决定。我国煤炭资源赋存集中在西部和北部,特别是山西、河北、河南、陕西、内蒙等地区,而煤炭销售地域为经济发展快的缺少资源的东部和南部,故北煤南运,西煤东运的流向是不可逆转的,平顶山矿区的主流向为南运。 煤炭产品的需求可以概况分为发电、供热、炼焦、化工、民用和其它等方面,每个方面都有需求量的限制和煤炭质量的具体指标,对质量的要求越来越严格,趋向优质、稳定和价格合理,以提高经济效益。特别是炼焦精煤产品质量指标,如挥发分、粘结性指数、胶质层厚度等,用户都按国家标准进行严格监测。
2.2 矿区煤炭资源量和煤炭品质的状况
矿区煤炭资源的保有储量是决定矿区生产规模的基础,各矿井实际生产能力是决定选煤厂生产能力的前提。综合考虑各方面的因素与条件,在矿区内合理配置不同类型的选煤厂,按不同类型核定选煤厂生产能力。选煤厂不能搞“无米之炊”,一般也不宜远距离运煤入选。 煤炭品质是决定选煤厂生产能力的重要因素: (1)煤炭的煤种即牌号决定产品的用途是做发电、供热的动力煤,或化工造气煤或炼焦煤等,不同用途的产品需求量,就决定了各种煤种的选煤厂的生产能力。 (2)原煤的可选性及选煤产品的质量要求决定了选煤厂选煤产品的数量,也决定了选煤厂按入选原煤计算的生产能力。 其关系式为:
 选煤产品实际产率与原煤的可选性及选煤产品质量要求紧密相连。同一品质的耗煤,在不同选煤产品质量要求时,其可选性不同,理论产率不同,实际产率不同。如平煤集团公司十二矿原产炼焦原煤当精煤产品灰分要求为9.50%和10.5%时,其理论产率为81.5%和86.6%,实际产率可分77.4%和 82.2%。 (3)在一定的选煤产品质量和产品数量要求下,同一品质的原煤,采用不同的选煤方法、工艺流程和设备也会影响精煤产率,也可以影响选煤厂入选原煤的生产能力。
2.3 选煤厂副产品的销售渠道和综合利用途径 炼焦煤选煤厂炼焦精煤是主产品,有固定用户,其副产品洗混煤、中煤和煤泥的总量一般要占入选原煤量的15%~20%,而销售渠道极不稳定,特别是中煤和煤泥的发热量均属12.5MJ/kg左右的低热值燃料,灰分在40%以上,其用途多为民用或小锅炉燃料。我国民用煤消费总量和比重一直处于下降趋势, 1985~1995年消费总量从1.6983亿t降为1.3530亿t,净减3453万t。因此,配置矿区选煤厂生产能力应当综合考虑副产品的销售。比较理想的办法是配套综合利用项目,就地使用和转化。建设采用循环流化床锅炉的低热值燃料热电厂,将煤泥和中煤混合燃烧转化成电力和热力是较为现实的综合利用途径。
2.4 煤炭工业洁净煤技术的应用及发展水平 煤炭是我国最主要的能源,在一次能源的消费总量中,煤炭约占70%。煤炭的开发和利用过程必须高洁净,才能实现煤炭工业可持续发展。 洁净煤技术是指在煤炭开发和利用过程中,旨在减少污染和提高效率的加工、燃烧、转化、污染控制等新技术的总称。其核心是提高煤炭利用效率,减少煤炭开发和利用过程中造成的污染。目标是使煤炭成为高效、洁净、可靠的能源。 煤炭加工技术包括选煤、型煤和配煤技术。选煤是世界上所有产煤国家都广为应用的技术,入选原煤比重已成为衡量一个国家煤炭工业技术水平的重要标志。发达国家如:英、日、美、澳、俄、德等国家,原煤入选比重达50%~100%,我国1995年仅达22%。选煤是洁净煤技术的基础和前提,所以我国计划将逐步提高原煤的入选比重。平煤集团公司1995年的入选原煤比重为25.8%,也应逐渐提高。
3 平煤集团公司选煤厂生产能力科学核定的建议
平煤集团公司选煤厂设计生产能力总规模核定为:2000万t/a。其中:炼焦煤选煤厂1040万t/a,动力煤选煤厂筛选加工生产能力为1000万t/a。当2010年原煤产量达到2400万t/a水平时,原煤入选比重为83%达到国际先进水平。 (1)炼焦煤选煤厂不再新建与扩建,稳定现有6座选煤厂年处理原煤1040万t/a的生产能力。 (2)动力煤选煤厂1000万t/a,筛选加工能力具体配置方案为:①加快完善一矿选煤厂的生产与管理,使其生产能力达到340万t/a;②加快六矿 260万t/a动力煤选煤厂建设,尽快投产和达产;③筹划与尽早建设生产能力为400万t/a的动力煤筛选加工配煤中心。 (3)规划中的首一矿留有建设选煤厂的可能。
4 平煤集团公司选煤厂生产能力科学核定的依据
(1)平煤集团矿区煤炭资源储量丰富,规划产量稳定发展,确保2000万t/a选煤生产能力的原煤供应。 各生产矿和十三矿的总可采储量达12亿t以上,与2400万t/a原煤产量相配匹。1/3焦煤和焦煤两个炼焦煤种中的己组煤占煤种总储量的61%,约7.6亿t,储量较丰富。 (2)炼焦煤规划产量与现有的选煤厂生产能力不匹配,入选原料煤不足,将限制现有炼焦煤生产能力的发挥,已无扩大炼焦煤选煤厂生产能力的必要。 2000年、2005年和2010年炼焦煤产量规划为930万t、915万t和995万t,其中:重点生产矿井为875万t、860万t和940万t。同期6座选煤厂的入选原生产能力为1040万t/a,炼焦煤选煤厂入选原煤生产能力已有富裕,入选原煤资源有缺口。如焦化公司选煤厂仍采用购进平顶山地区煤矿的原煤,则5座选煤厂仍有880万t/a的生产能力,入选炼焦煤资源不足问题,在首一矿达产后方可缓解。 (3)炼焦精煤的产量存在供大于求的销售市场危机。 6座炼焦煤选煤厂的炼精煤产品,除焦化公司选煤厂可自选自用外,其它5座选煤厂精煤产品均需外销市场。 如果现有5座选煤厂充分发挥生产能力,炼焦煤精煤产量均可达到600万t/a左右。这比1995年精煤产品最高市场量369万t/a,净增231万 t/a,增长62.6%。如果考虑公司将新建30万t/a捣固焦项目,可有40万t/a的精煤产品需求,则市场销售量也将净增190万t/a左右,增长率 51.5%,这种市场需求量的增长是难于满足的,至少相当一个时期难于达到。 (4)炼焦煤选煤厂副产品产量将形成销售渠道和综合利用的巨大压力。 炼焦煤选煤厂的副产品主要有洗混煤、中煤和煤泥,预测其产量分别为30~40万t/a、87~100万t/a和39~55万t/a,总量为 156~195万t/a。洗混煤产品灰分在25%~30%,发热量在21~24MJ/kg之间,做为大型电厂的配用燃料,销售尚能有渠道。总量为 126~155万t/a的中煤和煤泥,由于发热量在21MJ/kg以下,灰分在40%~45%之间,做为商品煤销售极其困难,特别是煤泥水分达20%左右,运输也极困难,堆存污染严重。 中煤和煤泥用循环流化床低热值发电技术综合利用形成供电、供热是好的途径。但配套建设电厂的量很大,预测可供装机容量为197~240MW电厂使用。平煤集团已有发电装机容量85MW,尚需增加112~157MW发电装机容量,需8~10亿元左右投资。 (5)平煤集团公司动力煤选煤生产能力不足,难于应对市场对动力煤质量要求越来越严格的局面。 动力煤的主要市场为华东和华中电网各大、中型火力发电厂,约占动力煤商品煤量的50%左右。各电厂基于提高热效率和降低排灰量及烟尘固体含量的环保制约,均在控制燃料灰分上采取措施,选择灰分低,价格合理的商品煤。 平煤集团公司商品煤灰分逐年增高,特别是高产高效综合机械化程度的提高,大量的夹矸细粒混入原煤,只采用简单的手选方式不能解决商品煤质量问题。 动力煤的产量规划2000年、2005年和2010年分别为1370万t/a、1345万t/a和1465万t/a,而动力煤选煤厂筛选加工生产能力为 600万t/a,布局仅限于一矿和六矿,入选比重仅为45%~41%,是与原煤生产能力不匹配的。特别是四矿、八矿、十矿、十一矿、五矿等主要生产动力煤的矿井,其总量为435~455万t/a,没有动力煤选煤能力。 总之,平煤集团公司选煤厂生产能力的进一步发展应为尽早尽快扩大动力煤选煤厂的筛选加工能力。
5 炼焦煤选煤厂尚需解决的问题
(1)炼焦煤选煤厂选后矸石的堆存和利用问题。 (2)逐步解决选煤厂生产环节中存在的主要问题:①完善七星选煤厂煤泥水处理系统,实现闭路循环;②朝川矿选煤厂需补建煤泥水处理系统;③焦化公司选煤厂需进行技术改造。 (3)七星选煤厂入选动力煤,增加动力煤选煤能力,做为提高动力煤质量的过渡措施有现实意义及可能:①可解决全公司300万t/a的动力煤筛选加工;② 缓解公司内部炼焦煤产品争市场的矛盾;③使田庄、八矿2座选煤厂充分发挥生产能力,提高效益,缓解炼焦煤原煤资源紧张局面;④使十三矿选煤厂尽快投产达产;⑤减缓建设新的动力煤选厂的投资及建设期的压力。 这种过渡措施的实施需在公司内部遵循维护集团公司商品煤销售整体利益的原则下,统筹平衡集团公司内部各单位的经济利益关系。 (4)酝酿提高精煤产率的技术方向。八矿、十三矿等采用跳汰选煤方法的选煤厂,洗选效率虽可达90%左右,但很难再提高。可筹划对跳汰选煤后的洗混煤产品增加重介选煤方法的再选工艺,以提高精煤产率。 (5)加快发展低热值燃料发电项目建设,可充分利用中煤和煤泥等选煤副产品,既可保证选煤厂生产能力的正常发挥,又可提高效益,缓解市场销售压力和减轻环境污染。 (6)探讨与研究降低精煤水分的途径。田庄和七星选煤厂精煤水分一般在12%左右,八矿选煤厂精煤水分在14%左右。在管理上稍有疏漏还要高一些。用户有降低水分的强烈要求。平顶山矿区煤炭品质的特征有两个方面是影响产品水分。一是原煤中小于0.5mm煤泥量比重大,形成浮选精煤量大,约占总精煤量的 40%左右,而浮选精煤的水分很难降低。二是煤炭的表面性质疏水性差,脱水难度大。 解决浮选精煤水分的途径主要有4条:①采用加压过滤机脱水。田庄选煤厂耗资7500万元引进国外装备,虽可使浮选精煤水分从25%降至18%,但由于浮选精煤量大,精煤水分仍在12%左右;②火力干燥方法,投资大,精煤质量受影响,不可取;③浮选精煤单独制成水煤浆产品,能彻底解决水分问题。需寻求水煤浆销售渠道和进行效益分析;④降低浮选精煤灰分,从而减少高水分的浮选精煤量,达到降低精煤产品总水分的目的。需进行经济效益论证,测算精煤灰分降低后售价提高是否与精煤产率降低形成的收入减少相匹配,并涉及用户是否有接受高质高价产品的需求。还要考虑煤泥量增加的销售渠道和利用问题。 综上所述,选煤厂降低产品水分问题,解决的方法和途径,各有利弊,难度较大,尚需深入研究与探讨。
作者简介:张铁岗 1945年生,平顶山煤业(集团)有限责任公司总工程师,教授级高级工程师,1967年毕业于焦作矿业学院,30多年来一直从事煤矿设计、生产、安全技术和科技研究管理工作,是国家“九五”瓦斯治理攻关项目总负责人,发表论文多篇。地址:河南省平顶山市,邮码:467000。 作者单位:平顶山煤业(集团)有限责任公司 |