洁净煤和优化配煤生产均化方式初探.pdf

洁净煤和优化配煤生产均化方式初探 杭州煤炭设计研究院彭建平 摘 要 随着计算机技术的发展和应用， 以及催化洁净燃烧及优化配煤技术的研究， 洁净煤优化配煤生产系统也有了 很大发展。浙江省重点工程， 原煤炭部洁净煤示范 工程杭州煤场的优化配煤生产系 统， 经过一年的试运行， 其工艺设备， 自 控 系 统， 专家 系统等都运转良 好， 基本达到设计要求。但是， 要达到实验室条件下的充分、 匀质、 稳 定的产品标准， 尚有一定困难。这里牵涉诸多建设投资、 运行成本和生产效率等因 素， 因此， 利用目 前可行的生产工艺和设备， 寻找经济有效的均化方式就显得非常重 要。 关键词 生产均化 1 评价物料均匀性的指标 衡量物料成分的均匀性通常采用下列评 价指标 l ， l 标准偏差 s ／ x i 一 叉 s √ 一 x 式中 s _标准偏差 X i物料中某成分的各次测量 值 X 各次测量值的算术平均 值， 即X ∑ X i 1 ， 2 波动范围 R 一s X 1 0 0 ％ X 式中R 物料中某成分的波动范围 1 ． 3 均化效果 均化倍数 H 式中 H _均化效果， 也称均化倍数 S ． 均化前物料中某成分的标 准偏差 S 2 均化后物料中某成分的标 准偏差 由以上各式可知， 标准偏差S 越小， 则物 料的成分越均匀， R越小， 则成分的波动越 小， 而H值则可用来检验物料均化前后的效 果。 应该指出， 因为标准偏差是从数量统计 出发的， 为保证它能如实反映客观情况， 具有 一 定的代表性和可靠性， 计算标准偏差的测 量次数不应少于2 0 ～ 3 0 个。 2 煤炭均化的必要性 2 ． 1 煤炭的不均匀性 煤炭是由有机物和无机物组成的复杂混 合物， 是不均匀的矿产， 就一个大中型的综合 煤场来说， 来自不同矿区的同种品质的煤炭 有时不一定分开堆放， 即使是同一矿区的煤 炭， 其品质也是很不均匀的， 其中包括某些成 分和粒度等等。 2 ． 2 待配原煤的均化 因为目前极大多数优化配煤或洁净煤生 产线中， 几种入配原煤 通常3 ～ 5 种 一般都 取自 堆场， 而来自 铁路或水路的原煤用一般 方式卸料堆放， 这样即使同一品种的煤也存 在品质上的偏差， 而配煤专家系统是根据煤 样某一数据设定配比， 这里存在一定的误差， 如果某种原煤品质波动太大， 既便是准备先 】 3 维普资讯 进的在线检测设备， 但由于检测和给料不是 在同一煤流段， 因此很难保证各种人配原煤 按理论配比进行配煤， 所以， 待配原煤进行合 理的堆放和取送， 在整个配煤生产过程中是 非常重要的一环。 应该指出， 如果人配原煤在煤场存储很 久， 其表面层氧化严重， 其成分与煤样出入很 大， 人配时取送应特别慎重， 必要时可进行重 新均化后人配。 2 ． 3 配后成品煤的均化 几种品质差别很大， 配比很大的煤炭经 优化配制后， 充分均化是保证成品煤质量必 不可少的工艺过程， 尤其在洁净煤生产中， 因 各种添加剂的加入量很少 有时在千分之三 集 成 分 偏 差 量 集 成 分 偏 差 量 左右 ， 在生产线上往往会出现间断地撒落在 煤流上， 这时， 即使在煤流上进行全断面取样 检测结果也会出现很大的偏差， 此外， 粒度的 悬殊， 成品煤合理堆放取送会直接影响其品 质的波动和最后的质量。 3 均化方式 在生产实践中， 对于在大量的连续的配 煤线上进行象实验室中用一容器进行充分搅 拌是非常困难且很不经济的。所以， 利用煤 场装卸， 堆取过程， 贯穿到整个优化配煤生产 中， 是目 前大中型配煤场经济有效的工艺方 式。 均化库及均化堆场均化原理见图l 。 图 1 均化堆场均化原理示意图 d q 堆料时每层煤量 d Q一 取料时每层煤量 3 ． 1 均化库 均化库为几个圆库或几个方库组成， 库 顶用带S 型活动卸料小车的带式输送机往复 地往各库进料， 使之在各库内形成人字形料 堆， 卸料时几个库同时出料， 每个卸料口可形 成一个漏斗流， 可同时切割多层料， 以达到均 化目的， 其均化效果H可达2 ～ 3 。 3 ． 2 均化堆场 3 ． 2 ． 1 堆料方式 配煤场的均化堆场的堆煤方式有多人字 形， 波浪形， 水平层状形， 倾斜层状， 连续式料 堆等多种， 堆料方式的选择与煤场的规模， 配 煤线的布置， 煤炭的取送方式及建设投资等 有关， 当然， 堆料方式同时也影响均化效果， 例如单人字形堆料只要求落料点沿煤堆的纵 1 4 向中心线往返移动， 采用的堆料设备也较简 单， 容易操作， 是最常用的一种堆料方式， 其 主要缺点是由于煤炭粒度不均匀时， 会产生 颗粒的离析现象， 煤堆的两侧及底部集中了 大颗粒的煤炭， 而上部分多为细煤或添加剂 多人字形堆料和波浪形堆料可使物料颗粒离 析现象减轻， 使均化效果提高。但需多点下 料， 操作较复杂， 水平状堆料的优点是物料颗 粒分布均匀， 可完全消除离析现象， 但要求堆 料设备必须沿煤堆宽度均匀摆动下料， 对设 备的自动化程度较高其余几种堆料方式对设 备的要求不高， 但取料时切取的料层不多， 均 化效果较差。 煤堆的各种形式见图2 。 维普资讯 t t I t 1 t t 圆I l 2 一 a 单人字形 2 一 b 多人字形 2 一 C 波浪形 2 一d 水平层状形 2 一 e 倾斜层状形 2 一f 连续形 图2 堆料断面示意图 3 ， 2 ， 2 堆料层数 料堆的堆料层数直接影响均化堆场的均 化效果， 煤层数太少， 均化效果差， 层数达到 一 定数量后， 均化效果就不一定随煤层数量 的增加而提高了， 煤堆层数与未均化前煤质 的波动情况， 粒度、 堆高及堆煤速度等有关。 当待配原煤或配后未均化煤的品质波动 幅度较大， 波动周期较短的时候， 煤堆的层数 应多些， 返之则少些， 并应注意避免煤炭品质 波动的短周期等于堆一层煤所需时间的整数 倍， 以导致煤堆产生纵向品质波动的不利迭 加， 降低均化效果。 煤堆层数应当与堆料设备的布料速度相 适应， 以人字形料堆为例， 如果布料速度保持 不变， 其每层的厚度就随料堆的增高而减薄。 因此， 堆料设备的布料速度应随煤炭的料度， 煤堆的大小、 煤堆的方式和层数而定。 3 ， 3 ， 3 取料方式 均化堆场的取料方式有端面取料、 侧面 取料和底部取料等方式， 选择取料方式的原 则是应该最大限度地同时切取到料堆的各料 层， 由图 1 一 C可见， 不同的堆料方式， 应采 取不同的取料方式。 端面取料是在料堆的整个横断面上进行 的， 它是从矩形料堆的一端或圆形料堆的截 面开始， 向另一端或整个料堆推进， 对人字 形， 波浪形， 水平形等料堆一般采用端面取 料， 也是最常用的一种取料方式。 侧面取料是在料堆一侧从一端至另一端 沿料堆的纵向往返取料。 底部取料是在料堆底部设有缝形仓的取 料方式， 较少用。 取料方式可根据成品煤的要求， 煤场的 规模， 工艺设备的配置进行不同的搭配， 如在 大中型煤场， 一般都配有斗轮堆取料机， 而堆 取料机为获得最佳取料效率， 常采用斗轮臂 回转切割煤堆， 这样就成了端面侧面结合取 料方式 见图3 。 图3 一a 取料断面示意图 下转第2 4页 1 5 维普资讯 选用电机 J 一 1 2 8 8 1 5 5 k w 3 ． 5 预期的经济技术效果 3 ． 5 ． 1 若完成改造， 可使主扇在高效率区内 运行， 并将取得良 好的经济效益， 预计每年可 降低人工、 维护及电耗费用2 3 ． 5 l 万元。 风井系统改造前后年度费用比较 改造前 改造后 备 注 年耗电费用 万元 9 2 ． 2 7 7 6 ． 7 6 抽风机工年 年人工费用 万元 6 3 工资支出 年维护费用 万元 1 0 5 节省 2 3 ． 5 l 合计 万元 1 0 8 ．2 7 8 4 ． 7 6 万元 3 ． 5 ． 2 北翼采用一个风井排风， 能够较好地 适应不同阶段、 不同区域集中生产的风量需 求， 并能有效地降低矿井外部漏风量， 同时北 副井4 7 2 1 1 N o 2 0 风机通过提高扇风机 转速仍有一定风量及风压调节余地， 若系统 阻力增加或小井漏风增大较难控制时， 可采 用此方法调节， 实施比较方便， 增强了小系统 的调控能力。 北翼风井系统改造方案已得到集团公司 批准， 矿已安排施工， 预计年底投入使用。 4 结束语 随着矿井开采深度的不断加深， 各种自 然、 非自 然因素对矿井生产及通风系统影响 程度加剧。因此， 仍需根据各阶段的实际及 生产规划的要求， 本着经济、 合理、 稳定、 可靠 的原则， 加大通风系统调整、 改造和管理力 度， 及时理顺矿井通风系统， 确保安全生产。 上接第 1 5页 图3 ～b 斗轮取料示意图 4 结论4式 ． 2 ，尤 济’ 高效的均化方 4 ． 1 洁净煤及优化配煤生产过程中， 原料煤4 ． 3 堆料， 取料是均化的一个整体， 生产中 及成品煤均应进行必要的均化。 是一个完整的工艺过程， 缺一不可。 2 4 维普资讯