提升選煤技術(shù) 構(gòu)筑綠色產(chǎn)品鏈
| 中煤國(guó)際工程集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院（原煤炭工業(yè)部沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院）始建于1952年，是我國(guó) 建立的第一所煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，現(xiàn)持有國(guó)家頒發(fā)的10項(xiàng)甲級(jí)資格證書，1993年被國(guó)家經(jīng) 貿(mào)部授予對(duì)外直接經(jīng)營(yíng)權(quán)?，F(xiàn)已發(fā)展成為集設(shè)計(jì)、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(jì)研究單位，設(shè)有11個(gè)設(shè)計(jì)所，3個(gè)駐外（唐山、廈門、溫州）設(shè)計(jì)分院 。建院以來，完成各類工程設(shè)計(jì)過千項(xiàng)。近年來我院有160余項(xiàng)工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件 和科技成果獲*********和省部級(jí)優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng)，為國(guó)家和部級(jí)主編和參編標(biāo)準(zhǔn)及定 額50余項(xiàng)。1992年被國(guó)家評(píng)為“綜合實(shí)力百?gòu)?qiáng)設(shè)計(jì)單位”，1997年通過ISO9001質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體 系認(rèn)證。 作為沈陽(yáng)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(jì)了我國(guó)第一個(gè) 自行設(shè)計(jì)的選煤廠-鶴崗南山選煤廠；并設(shè)計(jì)了-通化鐵廠選煤廠（重介選煤廠）；設(shè)計(jì)了當(dāng) 時(shí)亞洲******的準(zhǔn)格爾黑岱溝露天礦選煤廠；設(shè)計(jì)的七臺(tái)河新興選煤廠 獲國(guó)家建設(shè)部最高榮譽(yù)獎(jiǎng)-魯班獎(jiǎng)；共設(shè)計(jì)各種類型選煤廠146座，年處理原煤能力達(dá)到1.13 億t（已投產(chǎn)選煤廠總生產(chǎn)能力）。近年來，我們?cè)谀K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(qiáng)相關(guān)潔凈煤技術(shù)的設(shè)計(jì)研究，并進(jìn)行 了相關(guān)的工程設(shè)計(jì)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(jì) 1.1 先進(jìn)合理簡(jiǎn)化的高效選煤工藝 經(jīng)過50年選煤廠的設(shè)計(jì)研究，我們成功設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)選煤實(shí)踐和國(guó)外先進(jìn)選煤技術(shù)與裝備情況，設(shè)計(jì)研究 了確定選煤工藝的“多因素指標(biāo)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(biāo)包括煤可選性、煤的牌號(hào)、市場(chǎng)對(duì)選煤產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)范圍（近期及 遠(yuǎn)期）及對(duì)應(yīng)可選性變化情況的影響，并立足于既適合當(dāng)前市場(chǎng)情況，又不影響未來市場(chǎng)發(fā) 展要求和國(guó)內(nèi)外分選、脫水、回收等技術(shù)裝備水平，制定出先進(jìn)合理簡(jiǎn)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(jì)大型、高智能化的選煤廠，如與美國(guó)合作設(shè)計(jì)的平朔安太堡選煤廠，年處理能力15 00萬(wàn)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(jì)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(dòng)化監(jiān)控；在設(shè)計(jì)準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦選 煤廠中（年處理能力1200萬(wàn)t）選用了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)大型高智能化設(shè)備（德國(guó)30m2巴達(dá) 克 跳汰機(jī)、英國(guó)MMD破碎機(jī)、奧地利120m2加壓過濾機(jī)、德國(guó)申克27m2香蕉篩，美國(guó)KSS公 司500 0t/h快速裝車站和國(guó)產(chǎn)的1.6m大型斗提機(jī)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(chǎng)對(duì)煤質(zhì)的要求，隨 市場(chǎng)發(fā)展對(duì)煤質(zhì)的要求選擇工藝，逐步疊加。我們?cè)谀K選煤廠的設(shè)計(jì)研究中，結(jié)合國(guó)外先 進(jìn)模塊選煤技術(shù)，考慮了國(guó)內(nèi)外鋼材質(zhì)的差別；鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)上國(guó)內(nèi)（彈性計(jì)算理論）外 （彈塑計(jì)算理論）的不同和國(guó)內(nèi)外選煤廠設(shè)計(jì)規(guī)范的差異等具體情況，進(jìn)行了設(shè)計(jì)創(chuàng)新，工 藝系統(tǒng)簡(jiǎn)化高效、設(shè)備大型先進(jìn)可靠。達(dá)到了廠房高度低，建筑體積少，設(shè)備故障點(diǎn)少，電 力消耗，材料、備品備件大幅度減少和勞動(dòng)定員少等要求。主廠房采用輕型鋼結(jié)構(gòu)；圍護(hù)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(jì)了30、60、90、120萬(wàn)t/年的單機(jī)生產(chǎn)線的重介或跳汰模塊單元及對(duì)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(jì)研究 為了保護(hù)環(huán)境，延長(zhǎng)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(jìn)行 了許多項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)。 2.1 粉煤成型 根據(jù)我國(guó)能源狀況和經(jīng)濟(jì)承受能力，型煤具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，沈陽(yáng)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(jì)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(jì)優(yōu)化”、“計(jì)量定 量裝置的研制”、“型煤養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的研究”和“0.1Mt/a型煤示范廠工程設(shè)計(jì)”。 (2)進(jìn)行了“型煤烘干養(yǎng)護(hù)增強(qiáng)裝置的研制"、“七臺(tái)河礦業(yè)精煤集團(tuán)公司1Mt/a潔凈型煤廠 工程設(shè)計(jì) ”、“沈陽(yáng)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(jì)”和“山西無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司0.5Mt/a造氣型煤廠”等科研項(xiàng)目。 目前，我們正在承擔(dān)國(guó)家建設(shè)部委托編寫“型煤廠設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǎng)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(shì)最強(qiáng)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(jì)效益（“雙90”煅燒土，噸售價(jià)：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(jí)、分選 、脫水、回收等都是微米級(jí)的加工，所以對(duì)選煤乃至整個(gè)選礦行業(yè)具有先行性和開拓性。 沈陽(yáng)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(jí)土和硅鋁炭黑 或偏高嶺石粉；改性填料級(jí)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(jī)膨潤(rùn)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(yáng)院正在和大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司合作建設(shè)用煤系高嶺巖生產(chǎn)填料級(jí)高嶺土（ 包括改性土）和“雙90”造紙涂料的年處理40萬(wàn)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(shí)施國(guó)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(yáng)院開發(fā)了煤矸石制 磚的技術(shù)和設(shè)備，并進(jìn)行了阜新（10000萬(wàn)塊）、鐵法（12000萬(wàn)塊）、沈陽(yáng)（12000萬(wàn)塊） 煤矸石磚廠的工程設(shè)計(jì)。 另外，我們還與有關(guān)單位合作開發(fā)建設(shè)了動(dòng)力配煤廠、煤矸石電廠、水煤漿廠等項(xiàng)目。與阜 新礦務(wù)局合作開發(fā)了煤層氣、煤炭地下氣化項(xiàng)目。與沈陽(yáng)礦務(wù)局在“高硫煤矸石資源化”項(xiàng) 目上進(jìn)行了合作，并參與了七臺(tái)河精煤集團(tuán)的煤液化項(xiàng)目。 3 集散監(jiān)控系統(tǒng) 3.1 選煤廠全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 沈陽(yáng)院在選煤廠自動(dòng)化監(jiān)控方面進(jìn)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(dòng)化均居國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。 (1)單機(jī)智能化和子系統(tǒng)閉路回控。全自動(dòng)跳汰機(jī)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(cè)控裝置組合成重介質(zhì)懸浮液密度自控系統(tǒng) ，獨(dú)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(jī)入料密度自控系統(tǒng)，和 壓 力檢測(cè)裝置組合構(gòu)成重介旋流器的壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，和液位計(jì)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(chǔ)配倉(cāng)及產(chǎn) 品倉(cāng)料位自動(dòng)檢測(cè)和配倉(cāng)自動(dòng)化系統(tǒng)；篩網(wǎng)離心機(jī)過電流和超扭矩及耙式濃縮機(jī)超扭矩和自 動(dòng)提耙自控系統(tǒng)。 (2)全廠集散監(jiān)控和辦公自動(dòng)化。由PLC程序控制系統(tǒng)和上位機(jī)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(diǎn)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(jī)系統(tǒng)通過人機(jī)對(duì)活，可實(shí)現(xiàn)屏幕 操作功 能和屏幕顯示功能。控制程序帶有自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，可以全面統(tǒng)計(jì)選煤廠機(jī)電設(shè)備的運(yùn) 行及選煤廠生產(chǎn)情況。 3.2 型煤生產(chǎn)的自動(dòng)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(jì)量定量監(jiān)控技術(shù)、智能養(yǎng)護(hù)技術(shù)等。 型煤養(yǎng)護(hù)是在養(yǎng)護(hù)倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行的相對(duì)獨(dú)立的工藝過程，三維卸料的自動(dòng)控制是一個(gè)獨(dú)立的閉環(huán) 控制系統(tǒng)：由上位機(jī)（PC機(jī)）、PLC、傳感器、遠(yuǎn)程通訊組成。既可獨(dú)立運(yùn)行，也可優(yōu)先接 受全廠集控的指令，按全廠集控的要求運(yùn)行。 3.3 自動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化配煤。 4 工程總承包和科工貿(mào)實(shí)踐 沈陽(yáng)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(jìn)性、可靠性和建設(shè)先進(jìn)高效的煤炭加工企業(yè)方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)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(jī)，大型等厚篩，高強(qiáng)力雙齒輥破碎機(jī)等設(shè)備和各種檢測(cè)監(jiān)控儀 器儀表。分別在沈陽(yáng)礦務(wù)局紅陽(yáng)三井選煤廠等廠使用，為用戶創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。并與 國(guó)外大型選礦設(shè)備制造廠家合作開發(fā)，促進(jìn)了選煤裝備的發(fā)展。 我們成功地進(jìn)行了遷西水廠鐵礦技改、沈陽(yáng)軋鋼總廠潔凈型煤生產(chǎn)線等6項(xiàng)工程總承包； 正在實(shí)施神華準(zhǔn)格爾能源有限公司黑岱溝露天礦選煤廠產(chǎn)品倉(cāng)技改等3項(xiàng)承包業(yè)務(wù)。 5 發(fā)展綠色產(chǎn)品鏈經(jīng)濟(jì)，建設(shè)潔凈煤工業(yè)園區(qū) 綠色產(chǎn)品鏈經(jīng)濟(jì)又稱生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)。其核心是：將上一級(jí)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物依次轉(zhuǎn)化為 下一級(jí)生產(chǎn)過程的原料或能源，在系統(tǒng)內(nèi)部存在一個(gè)協(xié)調(diào)、互補(bǔ)、共生的關(guān)系。 以選煤為龍頭，將上述潔凈煤技術(shù)有機(jī)合理地集成為多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，作為極具環(huán)保優(yōu)勢(shì)和高效 煤炭利用方式，它必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益。 沈陽(yáng)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) |
