張立海

(淮礦芬雷選煤工程技術(shù)(北京)有限責(zé)任公司，北京 100083)

1 問題的提出

泊江海子礦選煤廠設(shè)計(jì)初期，根據(jù)設(shè)計(jì)初步資料及礦井揭煤初期所采原煤的化驗(yàn)結(jié)果，其收到基低位發(fā)熱量(以下簡(jiǎn)稱發(fā)熱量)都在20.06 MJ/kg以上，煤質(zhì)較好，初期定位出礦商品煤發(fā)熱量為20.90 MJ/kg。隨著礦井進(jìn)入正常生產(chǎn)，開采的原煤質(zhì)量越來越差，按照原先發(fā)熱量20.90 MJ/kg的商品煤進(jìn)行外銷，必須增加末煤入洗，但由此將產(chǎn)生大量的水洗矸石及煤泥，該部分物料的處理環(huán)保壓力極大，對(duì)煤礦綜合生產(chǎn)極為不利。因此有必要對(duì)產(chǎn)品重新定位并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。

2 不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的效益對(duì)比分析

根據(jù)與相關(guān)銷售部門的溝通，對(duì)可能的兩種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算如下。

方案一：加工發(fā)熱量20.90 MJ/kg的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤，滿足長(zhǎng)距離外運(yùn)；加工發(fā)熱量17.97 MJ/kg的普通動(dòng)力煤，近距離銷售。

方案二：全廠加工一種發(fā)熱量18.81 MJ/kg以上的動(dòng)力煤，對(duì)外銷售。

測(cè)算基礎(chǔ)為：以礦井日產(chǎn)量為計(jì)算單元，取每天出煤量10 000 t、原煤發(fā)熱量17.94 MJ/kg，其中末原煤發(fā)熱量18.02 MJ/kg。

方案一的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算結(jié)果見表1。原煤8 mm分級(jí)，塊煤比例為55%，末煤比例為45%，塊原煤全部入洗，末原煤1∶4與塊精煤摻配，剩余末原煤?jiǎn)为?dú)銷售。

由表1可知：發(fā)熱量20.90 MJ/kg的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤產(chǎn)率為46.1%，普通區(qū)內(nèi)市場(chǎng)動(dòng)力煤產(chǎn)率為36%，則總的商品煤產(chǎn)率為82.1%，矸石產(chǎn)率為15.2%，矸石發(fā)熱量約3.34 MJ/kg，煤泥產(chǎn)率為2.8%，煤泥發(fā)熱量約12.54 MJ/kg，折合成噸原煤綜合單價(jià)為169元。

對(duì)方案一分析結(jié)論：目前情況下，泊江海子選煤廠末原煤發(fā)運(yùn)量不足，每天末原煤只能發(fā)運(yùn)2 400 t左右。為保證礦井生產(chǎn)，必須入洗剩余的末原煤。經(jīng)測(cè)算，剩余末原煤入洗后，其綜合單價(jià)為161元/t。

方案二的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算結(jié)果見表2。采用13 mm分級(jí)工藝，塊煤產(chǎn)品比例約為41%，末煤產(chǎn)品比例為59%，塊原煤全部入洗，末原煤與塊精煤按2∶1全部摻配成18.81 MJ/kg的商品煤外銷。

由表2可知：發(fā)熱量18.81 MJ/kg的區(qū)外市場(chǎng)普通動(dòng)力煤產(chǎn)率為86.5%，矸石產(chǎn)率為11.5%，矸石發(fā)熱量約3.34 MJ /kg，煤泥產(chǎn)率為2.0%，煤泥發(fā)熱量約12.54 MJ /kg，折合成噸原煤綜合單價(jià)為178元。

表1 對(duì)方案一的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

表2 對(duì)方案二的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

對(duì)方案二分析結(jié)論：將出礦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整為18.81 MJ /kg外銷，按照每天出煤10 000 t計(jì)算，日可增加經(jīng)濟(jì)效益9萬元。且目前末原煤發(fā)運(yùn)量不足，與實(shí)際情況相比，實(shí)際每天可增加經(jīng)濟(jì)效益17萬元，每月增加效益510萬元。同時(shí)，減少矸石及煤泥產(chǎn)量，減小場(chǎng)地堆放壓力，減少環(huán)保處罰風(fēng)險(xiǎn)。

3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化對(duì)效益的影響

3.1 粗煤泥回收環(huán)節(jié)優(yōu)化

原設(shè)計(jì)塊煤脫泥篩下煤泥水與塊煤磁選尾礦一起自流進(jìn)入塊煤煤泥水桶，經(jīng)泵打至濃縮分級(jí)旋流器組，濃縮底流經(jīng)振動(dòng)弧形篩+高頻篩聯(lián)合脫水后成為粗煤泥產(chǎn)品摻入產(chǎn)品煤中。實(shí)際投產(chǎn)運(yùn)行后，粗煤泥水分大、發(fā)熱量偏低，摻入產(chǎn)品后嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品煤發(fā)熱量。表3為化驗(yàn)的粗煤泥水分及對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量。

表3 原系統(tǒng)粗煤泥質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

由表3可知，使用高頻篩對(duì)粗精煤進(jìn)行脫水時(shí)，其平均水分在34%，平均發(fā)熱量在16.55 MJ/kg。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)管道進(jìn)行改造，將分級(jí)旋流器底流引到篩網(wǎng)沉降式離心脫水機(jī)，利用篩網(wǎng)沉降式離心脫水機(jī)(以下簡(jiǎn)稱篩網(wǎng))高轉(zhuǎn)速、高離心強(qiáng)度脫除較多水分。表4為使用篩網(wǎng)后的粗煤泥水分及發(fā)熱量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表4 篩網(wǎng)沉降離心機(jī)回收粗煤泥質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

由表4可知，使用篩網(wǎng)對(duì)粗煤泥進(jìn)行脫水時(shí)，其平均水分在26.2%，平均發(fā)熱量在18.49 MJ/kg，比使用高頻篩時(shí)水分降低7.7%，發(fā)熱量增加1 935 kJ/kg。

效益對(duì)比：使用篩網(wǎng)后電耗及每年的維護(hù)維修費(fèi)用增加約100萬元。使用篩網(wǎng)后每年增加效益計(jì)算如下(其中：商品煤發(fā)熱量按每4.18 J價(jià)格約0.04元，粗煤泥產(chǎn)率約4%，每天處理10 000 t)：

效益=10000×0.04×463×0.04×30×12=266.7萬元

由此可見，使用篩網(wǎng)后雖然運(yùn)行維護(hù)成本變高，但每年可增加凈利潤(rùn)166.7萬元。

3.2 矸石磁選尾礦去向的改造

原設(shè)計(jì)塊煤系統(tǒng)及末煤系統(tǒng)的矸石磁選機(jī)尾礦全部進(jìn)入煤泥桶，再經(jīng)泵打至分級(jí)旋流器組，也就是說，經(jīng)過洗煤系統(tǒng)分選后的高灰高硫末矸石再次進(jìn)入粗煤泥中，易造成粗煤泥灰分及硫分偏高。為解決這一問題，通過加設(shè)管道及閘門，有必要將矸石磁選尾礦改至二段濃縮池，將矸石磁選機(jī)尾礦分離出來。改造前后灰分及硫分對(duì)比見表5。

表5 矸石磁選尾礦去向改造前后粗煤泥質(zhì)量對(duì)比

由表5可知，將矸石磁選尾礦改到二段濃縮池后，粗煤泥灰分降低1%，硫分降低0.24%，改造效果顯著。

4 結(jié) 語

通過理論結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)的測(cè)算，結(jié)合不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，以及對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)部分環(huán)節(jié)的合理調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)選煤廠經(jīng)濟(jì)效益的提高。泊江海子選煤廠正常投產(chǎn)后，以效益最大化為目標(biāo)，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)不斷優(yōu)化、調(diào)整，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。