提升選煤技術(shù) 構(gòu)筑綠色產(chǎn)品鏈
| 中煤國際工程集團沈陽設(shè)計研究院（原煤炭工業(yè)部沈陽設(shè)計研究院）始建于1952年，是我國 建立的第一所煤炭工業(yè)設(shè)計研究院，現(xiàn)持有國家頒發(fā)的10項甲級資格證書，1993年被國家經(jīng) 貿(mào)部授予對外直接經(jīng)營權(quán)?，F(xiàn)已發(fā)展成為集設(shè)計、科研、咨詢、工程監(jiān)理、工程總承包為一 體的綜合性工程設(shè)計研究單位，設(shè)有11個設(shè)計所，3個駐外（唐山、廈門、溫州）設(shè)計分院 。建院以來，完成各類工程設(shè)計過千項。近年來我院有160余項工程設(shè)計、計算機應(yīng)用軟件 和科技成果獲*********和省部級優(yōu)秀設(shè)計獎和科技進步獎，為國家和部級主編和參編標準及定 額50余項。1992年被國家評為“綜合實力百強設(shè)計單位”，1997年通過ISO9001質(zhì)量標準體 系認證。 作為沈陽院主導(dǎo)專業(yè)之一的選煤所，現(xiàn)已更名為潔凈煤所（唐山分院），設(shè)計了我國第一個 自行設(shè)計的選煤廠-鶴崗南山選煤廠；并設(shè)計了-通化鐵廠選煤廠（重介選煤廠）；設(shè)計了當(dāng) 時亞洲******的準格爾黑岱溝露天礦選煤廠；設(shè)計的七臺河新興選煤廠 獲國家建設(shè)部最高榮譽獎-魯班獎；共設(shè)計各種類型選煤廠146座，年處理原煤能力達到1.13 億t（已投產(chǎn)選煤廠總生產(chǎn)能力）。近年來，我們在模塊選煤廠、高效選煤廠的工藝和裝備 及工程承包方面做了大量工作；并以選煤為基礎(chǔ)，加強相關(guān)潔凈煤技術(shù)的設(shè)計研究，并進行 了相關(guān)的工程設(shè)計和產(chǎn)業(yè)建設(shè)，為促成煤炭工業(yè)產(chǎn)品鏈的縱向延伸 ，和建設(shè)潔凈煤工業(yè)園區(qū)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 1 選煤技術(shù)裝備的研究設(shè)計 1.1 先進合理簡化的高效選煤工藝 經(jīng)過50年選煤廠的設(shè)計研究，我們成功設(shè)計了重介（其中分：塊煤淺槽、立輪或斜輪重 介， 末煤重介旋流器；單一大型三產(chǎn)品重介旋流器兩種工藝）--浮選；跳汰-重介；跳汰-浮選- 壓濾-干燥等多種工藝流程的選煤廠。并綜合國內(nèi)選煤實踐和國外先進選煤技術(shù)與裝備情況，設(shè)計研究 了確定選煤工藝的“多因素指標的量化比較軟件”和“重、浮選及粗煤泥回收的合理粒界的 研究”。其中多因素指標包括煤可選性、煤的牌號、市場對選煤產(chǎn)品質(zhì)量波動范圍（近期及 遠期）及對應(yīng)可選性變化情況的影響，并立足于既適合當(dāng)前市場情況，又不影響未來市場發(fā) 展要求和國內(nèi)外分選、脫水、回收等技術(shù)裝備水平，制定出先進合理簡化高效的選煤工藝。 1.2 大型、高效、智能的技術(shù)裝備 通過設(shè)計大型、高智能化的選煤廠，如與美國合作設(shè)計的平朔安太堡選煤廠，年處理能力15 00萬t，采用塊煤重介、末煤重介旋流器流程，全廠集散監(jiān)控；與前蘇聯(lián)合作設(shè)計了雙鴨山 七星選煤廠，全重介三產(chǎn)品旋流器流程，全廠自動化監(jiān)控；在設(shè)計準格爾黑岱溝露天煤礦選 煤廠中（年處理能力1200萬t）選用了當(dāng)時國外先進大型高智能化設(shè)備（德國30m2巴達 克 跳汰機、英國MMD破碎機、奧地利120m2加壓過濾機、德國申克27m2香蕉篩，美國KSS公 司500 0t/h快速裝車站和國產(chǎn)的1.6m大型斗提機等設(shè)備均為煤炭行業(yè)之最），其優(yōu)煤劣煤采用分貯 、分篩、分選或混選的靈活流程以適用不同用戶的需要。 1.3 模塊選煤技術(shù) 模塊式選煤廠，其處理能力可以很方便地疊加，所以業(yè)主可根據(jù)目前市場對煤質(zhì)的要求，隨 市場發(fā)展對煤質(zhì)的要求選擇工藝，逐步疊加。我們在模塊選煤廠的設(shè)計研究中，結(jié)合國外先 進模塊選煤技術(shù)，考慮了國內(nèi)外鋼材質(zhì)的差別；鋼結(jié)構(gòu)計算標準上國內(nèi)（彈性計算理論）外 （彈塑計算理論）的不同和國內(nèi)外選煤廠設(shè)計規(guī)范的差異等具體情況，進行了設(shè)計創(chuàng)新，工 藝系統(tǒng)簡化高效、設(shè)備大型先進可靠。達到了廠房高度低，建筑體積少，設(shè)備故障點少，電 力消耗，材料、備品備件大幅度減少和勞動定員少等要求。主廠房采用輕型鋼結(jié)構(gòu)；圍護結(jié) 構(gòu)采用雙層彩色壓型鋼板，中間充填保溫隔音材料，采光用透明不飽和樹脂采光帶（在屋頂 和周邊圍墻設(shè)置）。 近幾年我們專門設(shè)計了30、60、90、120萬t/年的單機生產(chǎn)線的重介或跳汰模塊單元及對應(yīng) 的煤泥水處理模塊單元。 2 其他潔凈煤技術(shù)與裝備的設(shè)計研究 為了保護環(huán)境，延長礦井壽命，形成煤基高效系列產(chǎn)品，提高煤礦綜合效益，建設(shè)潔凈煤工 業(yè)園區(qū)，我們以現(xiàn)有選煤技術(shù)和產(chǎn)業(yè)為依托研究開發(fā)了煤基系列潔凈煤技術(shù)與裝備，并進行 了許多項目工程設(shè)計。 2.1 粉煤成型 根據(jù)我國能源狀況和經(jīng)濟承受能力，型煤具有無可比擬的優(yōu)勢，沈陽院在型煤的技術(shù)（粘結(jié) 劑和成型工藝等）裝備和工程設(shè)計方面取得了許多成果。 (1) 原煤炭工業(yè)部“九五”型煤攻關(guān)課題：“型煤示范廠合理工藝及設(shè)計優(yōu)化”、“計量定 量裝置的研制”、“型煤養(yǎng)護系統(tǒng)的研究”和“0.1Mt/a型煤示范廠工程設(shè)計”。 (2)進行了“型煤烘干養(yǎng)護增強裝置的研制"、“七臺河礦業(yè)精煤集團公司1Mt/a潔凈型煤廠 工程設(shè)計 ”、“沈陽軋鋼總廠0.1Mt/a型煤廠工程總承包”、“撫順西露天礦0.2Mt/a煤泥型煤廠工程 設(shè)計”和“山西無煙煤礦業(yè)集團有限責(zé)任公司0.5Mt/a造氣型煤廠”等科研項目。 目前，我們正在承擔(dān)國家建設(shè)部委托編寫“型煤廠設(shè)計規(guī)范”的編制任務(wù)。 2.2 煤系共伴生礦物的加工利用 利用現(xiàn)有選煤技術(shù)拓寬設(shè)計研究領(lǐng)域，開發(fā)利用煤系非金屬礦產(chǎn)，可以利用煤炭企業(yè)的地下 和地面基礎(chǔ)設(shè)施，投資少，工期短、見效快；并且可以安置富余人員，延長煤礦壽命；減輕 環(huán)境污染、變廢為寶。 在煤系非金屬礦物中高嶺土是優(yōu)勢最強的礦產(chǎn)資源。特別是硬質(zhì)煤系高嶺土，又稱煤系高嶺 巖或含煤建造高嶺土。 煤系高嶺巖的分選提純，不僅產(chǎn)生高附加值的顯著經(jīng)濟效益（“雙90”煅燒土，噸售價：38 00～4500元，噸盈利：1500～2000元），并且由于它的分選提純、篩分、破碎、分級、分選 、脫水、回收等都是微米級的加工，所以對選煤乃至整個選礦行業(yè)具有先行性和開拓性。 沈陽院在煤系共伴生礦物的加工利用方面，開發(fā)了一系列技術(shù)：1250目填料級土和硅鋁炭黑 或偏高嶺石粉；改性填料級煅燒土；“雙90”造紙涂料；普通不定型耐火材料；新型精密鑄 造砂和不定型耐火材料；4A、5A分子篩生產(chǎn)技術(shù)；硅土礦填料，活性白土和有機膨潤土；精 制硫酸鋁和高鐵鈦煤矸石生產(chǎn)聚合氯化鋁和白炭黑系列化工產(chǎn)品。 目前，沈陽院正在和大同煤礦集團有限責(zé)任公司合作建設(shè)用煤系高嶺巖生產(chǎn)填料級高嶺土（ 包括改性土）和“雙90”造紙涂料的年處理40萬t煤系高嶺巖深加工廠。 2.3 煤矸石磚廠 隨著煤炭入選比例的提高，煤矸石的排放量也愈來愈大。利用煤矸石制磚，是磚瓦產(chǎn)業(yè)貫徹 實施國務(wù)院關(guān)于2003年取締粘土制磚，尋找新原料基地的******選擇。沈陽院開發(fā)了煤矸石制 磚的技術(shù)和設(shè)備，并進行了阜新（10000萬塊）、鐵法（12000萬塊）、沈陽（12000萬塊） 煤矸石磚廠的工程設(shè)計。 另外，我們還與有關(guān)單位合作開發(fā)建設(shè)了動力配煤廠、煤矸石電廠、水煤漿廠等項目。與阜 新礦務(wù)局合作開發(fā)了煤層氣、煤炭地下氣化項目。與沈陽礦務(wù)局在“高硫煤矸石資源化”項 目上進行了合作，并參與了七臺河精煤集團的煤液化項目。 3 集散監(jiān)控系統(tǒng) 3.1 選煤廠全自動監(jiān)控系統(tǒng) 沈陽院在選煤廠自動化監(jiān)控方面進行了許多技術(shù)創(chuàng)新工作，主要設(shè)備智能化、子系統(tǒng)的閉路 回控、全廠集散監(jiān)控及辦公自動化均居國內(nèi)外領(lǐng)先水平。 (1)單機智能化和子系統(tǒng)閉路回控。全自動跳汰機及風(fēng)、水、給（料）、排（料）系統(tǒng)的閉 環(huán)自控；以變頻泵、可控閥門為基本設(shè)施和密度測控裝置組合成重介質(zhì)懸浮液密度自控系統(tǒng) ，獨特的1套介質(zhì)系統(tǒng)，兩套密度調(diào)節(jié)（出三產(chǎn)品）的自控和磁選機入料密度自控系統(tǒng)，和 壓 力檢測裝置組合構(gòu)成重介旋流器的壓力監(jiān)測系統(tǒng)，和液位計組合構(gòu)成全部桶、池等容器的液 位自控系統(tǒng)；產(chǎn)品灰分的在線監(jiān)控系統(tǒng)，煤泥水處理系統(tǒng)加藥的自控系統(tǒng)；原煤儲配倉及產(chǎn) 品倉料位自動檢測和配倉自動化系統(tǒng)；篩網(wǎng)離心機過電流和超扭矩及耙式濃縮機超扭矩和自 動提耙自控系統(tǒng)。 (2)全廠集散監(jiān)控和辦公自動化。由PLC程序控制系統(tǒng)和上位機系統(tǒng)組成，包括上述功能的全 廠集散監(jiān)控系統(tǒng)。控制方式分為2種：有閉鎖的集中程序控制方式和無閉鎖的分散（就地） 控制。2種控制方式可以方便地互換。集控系統(tǒng)還將主要的通排風(fēng)設(shè)備，各煤流轉(zhuǎn)載點的噴 霧除塵設(shè)備納入監(jiān)控，以確保潔凈生產(chǎn)環(huán)境。上位機系統(tǒng)通過人機對活，可實現(xiàn)屏幕 操作功 能和屏幕顯示功能。控制程序帶有自動生成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以全面統(tǒng)計選煤廠機電設(shè)備的運 行及選煤廠生產(chǎn)情況。 3.2 型煤生產(chǎn)的自動控制技術(shù) 上述選煤廠的全廠集散監(jiān)控技術(shù)大部分已應(yīng)用在型煤廠中，并專門開發(fā)了智能化監(jiān)控技術(shù)， 如智能計量定量監(jiān)控技術(shù)、智能養(yǎng)護技術(shù)等。 型煤養(yǎng)護是在養(yǎng)護倉內(nèi)進行的相對獨立的工藝過程，三維卸料的自動控制是一個獨立的閉環(huán) 控制系統(tǒng)：由上位機（PC機）、PLC、傳感器、遠程通訊組成。既可獨立運行，也可優(yōu)先接 受全廠集控的指令，按全廠集控的要求運行。 3.3 自動化配煤技術(shù) 編制了包括灰分（或發(fā)熱量）、硫分、水分等控制參數(shù)的配煤工業(yè)軟件；利用可編程序控制 器PLC的PID功能，構(gòu)成雙閉環(huán)（內(nèi)、外）PID自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。實現(xiàn)自動化配煤。 4 工程總承包和科工貿(mào)實踐 沈陽院的“新技術(shù)開發(fā)公司”和“中北建設(shè)工程有限公司”，在提高選煤及相關(guān)潔凈煤技術(shù) 裝備的先進性、可靠性和建設(shè)先進高效的煤炭加工企業(yè)方面進行了技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計研發(fā)，并 開展技術(shù)與裝備的科工貿(mào)一體化和工程總承包業(yè)務(wù)。 自行開發(fā)研制TSG混煤跳汰機，大型等厚篩，高強力雙齒輥破碎機等設(shè)備和各種檢測監(jiān)控儀 器儀表。分別在沈陽礦務(wù)局紅陽三井選煤廠等廠使用，為用戶創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益。并與 國外大型選礦設(shè)備制造廠家合作開發(fā)，促進了選煤裝備的發(fā)展。 我們成功地進行了遷西水廠鐵礦技改、沈陽軋鋼總廠潔凈型煤生產(chǎn)線等6項工程總承包； 正在實施神華準格爾能源有限公司黑岱溝露天礦選煤廠產(chǎn)品倉技改等3項承包業(yè)務(wù)。 5 發(fā)展綠色產(chǎn)品鏈經(jīng)濟，建設(shè)潔凈煤工業(yè)園區(qū) 綠色產(chǎn)品鏈經(jīng)濟又稱生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)。其核心是：將上一級生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物依次轉(zhuǎn)化為 下一級生產(chǎn)過程的原料或能源，在系統(tǒng)內(nèi)部存在一個協(xié)調(diào)、互補、共生的關(guān)系。 以選煤為龍頭，將上述潔凈煤技術(shù)有機合理地集成為多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，作為極具環(huán)保優(yōu)勢和高效 煤炭利用方式，它必將帶來巨大的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益。 沈陽院正在阜新礦區(qū)和魯西煤炭集散中心等地構(gòu)筑綠色產(chǎn)品鏈，建設(shè)潔凈煤工業(yè)園區(qū) |
