提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 目 录 综述 . Ⅰ 第一篇 山西省煤炭独立洗选企业先进适用装备 技术工艺和方法及节能措施的导向性意见 第一章 综述 1 1.1背景及意义 . 1 1.2国内外选煤技术综述 . 2 1.2.1国外选煤技术工艺及装备综述 . 2 1.2.2国内选煤技术工艺及装备综述 . 6 1.2.3山西省选煤技术工艺及装备综述 . 9 1.3研究内容 11 第二章 准备作业工艺及设备 . 13 2.1破碎作业 13 2.1.1常见破碎设备的特点及应用 14 2.1.2我省独立选煤企业在破碎设备应用上存在的问题 18 2.1.3破碎工艺要求 19 2.1.4煤炭破碎作业的作用与地位 19 2.2筛分作业工艺及设备 21 2.2.1山西省独立选煤企业主要煤炭筛分设备的分类及应用21 2.2.2筛分作业的分类 22 2.2.3煤炭筛分设备的发展 23 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 2.2.4筛分作业中存在的问题 26 2.2.5解决问题的对策 27 2.2.6对山西省独立选煤企业筛分设备的建议 27 2.3小结.28 第三章 分选作业工艺及设备 .29 3.1重介质选煤作业 29 3.1.1常见重介质选煤设备的比较分析 29 3.1.2常见重介旋流器及其入料过程 33 3.1.3预先脱泥无压三产品重介旋流器分选工艺 35 3.1.4预先脱泥无压三产品重介旋流分选工艺的优势 35 3.1.5国内重介质选煤厂常用的典型工艺流程 36 3.2跳汰选煤作业 44 3.2.1我国跳汰设备 45 3.2.2跳汰选煤工艺 48 3.2.3跳汰选煤工艺流程 49 3.3浮游选煤作业 51 3.3.1浮选机机械设备选煤的主要技术工艺 51 3.3.2浮选机械设备的选择和应用 53 3.3.3浮选新技术的研发 54 3.3.4浮选工艺流程 56 3.4磁选作业.61 3.4.1磁选设备及分类 61 3.4.2选煤厂磁选机的功能 62 3.4.3对磁选的要求 63 3.5分级作业.63 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 3.5.1筛分分级设备 63 3.5.2水力分级没备 66 3.5.3离心力分级设备 68 3.5.4三类细粒煤分级设备对比 71 3.6其它选煤工艺 72 3.6.1干法选煤 72 3.6.2摇床选煤 73 3.6.3水介质旋流器选煤 74 3.6.4斜槽选煤技术 76 3.6.5螺旋槽选煤技术 76 3.7煤泥水处理工艺 77 3.7.1煤泥重介质分选工艺 78 3.7.2水介质旋流器分选煤泥 78 3.8小结 78 第四章 脱水作业工艺及设备 . 80 4.1机械力脱水设备 80 4.1.1离心过滤 80 4.1.2过滤脱水 81 4.2脱水工艺 83 4.3小结 85 第五章 浓缩作业工艺及设备 . 86 5.1传统传动式浓缩机 86 5.2倾斜板浓缩机 86 5.3深锥浓缩机 87 5.4新型高效浓缩机 87 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 5.5小结.88 第六章 其它辅助设备 .90 6.1运输设备.90 6.1.1运输设备事故分析 90 6.1.2运输设备的改造与优化 91 6.1.3经济效益 93 6.2变频设备.93 6.3小结.96 本篇总结 97 第二篇山西省煤炭独立洗选企业能耗限额标准 和能源管理体系建设建议 第一章 企业能耗背景 102 第二章 独立洗选企业能耗限额标准建议 105 2.1能耗标准范围 .105 2.1.1规范性引用文件 .105 2.1.2术语和定义 .105 2.2综合电能消耗统计 .106 2.2.1统计范围 .107 2.2.2山西省各市的独立洗选企业综合电能消耗统计方法和数据分析 .107 2.2.3独立选煤企业洗选单位原煤综合电能消耗建议限额值的确定方法 .113 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 2.2.4独立选煤企业洗选单位产品综合能耗建议限额值的确定方法 . 116 第三章 独立选煤企业能源管理体系建设建议 123 3.1能源管理体系标准研制的背景、意义及其理论基础 . 123 3.1.1能源管理体系的产生背景 . 123 3.1.2建立、实施能源管理体系标准的意义 . 124 3.1.3能源管理体系标准的基本理论基础 . 125 3.2体系的核心思想、基本概念/构架分析和关键要素分析 128 3.2.1体系制定的核心思想 . 128 3.2.2能源管理体系基本概念/构架分析 128 3.2.3能源管理体系模式 . 130 3.2.4能源管理体系关键要素分析 . 131 3.3体系的指导思想、工作原则和总体目标 . 132 3.4建设内容 . 134 3.4.1能源管理部门建设 . 134 3.4.2能源管理制度建设 . 139 3.4.3能源管控系统建设 . 144 3.5企业能源管理的基础工作 . 147 3.5.1加强能源管理基础工作，树立五个基本观点 . 147 3.5.2企业能源管理工作的三个阶段 . 148 3.5.3基础工作的主要内容 . 149 3.6关于选煤厂节能降耗对策的建议 . 154 3.6.1节水降耗 . 155 3.6.2节电降耗 . 156 3.6.3降低药耗 . 158 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 3.6.4降低重介质损失，减少介耗 .159 本篇总结 .161 附表一 .165 附表二 .166 附表三 .180 第三篇 山西省煤炭独立洗选企业中煤、煤泥合理 有效利用及煤矸石资源化利用途径建议 第一章 中煤合理有效利用途径与建议 193 1.1背景意义193 1.2中煤合理有效利用现状及分析 .194 1.2.1按照发热量划分 .194 1.2.2按照灰分划分 .203 1.3中煤合理有效利用途径及建议 .211 1.3.1中煤合理有效利用途径 .211 1.3.2中煤合理有效利用建议 .213 第二章 煤泥合理有效利用途径与建议 215 2.1背景意义215 2.2煤泥合理有效利用现状及分析 .218 2.2.1按照发热量划分 .218 2.2.2按照灰分划分 .227 2.2.3煤泥合理有效利用分析 .235 2.3煤泥合理有效利用途径及建议 .236 2.3.1煤泥合理有效利用途径 .236 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 2.3.2煤泥合理有效利用建议 . 240 第三章 煤矸石资源化利用途径与建议 243 3.1背景意义 . 243 3.2煤矸石合理有效利用现状及分析 . 245 3.3煤矸石合理有效利用途径及建议 . 251 3.3.1煤矸石资源化利用途径 . 251 3.3.2煤矸石资源化利用建议 . 255 本篇总结 . 257 总结论 . 259 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 I 综 述 山西是煤炭大省，全省保有查明煤炭资源储量2654.84 亿吨，占全国的26。“十一五”全省生产煤炭32.24亿吨，占全国同期煤炭生产总量的23。“十一五”煤炭出省销量24.9亿吨，占全国同期省际煤炭净调出量的70以上。山西煤种齐全，煤质优良，特别是炼焦煤、无烟煤均占全国的一半以上。得天独厚的煤炭资源禀赋，使得山西成为了焦炭产销大省。焦炭产量和外销量均排名全国第一。 在煤炭、焦炭生产的带动下，山西煤炭的洗选得到了迅速发展。具有山西地方特色的是独立煤炭洗选企业有了长足的发展，已成为一个独立的产业独立选煤产业。独立选煤企业是指不隶属煤矿、焦化厂单独设立，以买进原煤通过洗选加工后卖出精煤、中煤等煤炭产品为主要业务的选煤企业。我国的矿产资源利用方式还比较粗放，一些地方采富弃贫、一矿多开、大矿小开的现象较为普遍。山西省一些大中型选煤企业对煤矿资源不能进行充分利用，造成一部分煤炭资源的浪费；大中型洗煤企业的精煤产品的灰分、发热量等指标不能满足所有市场的需求，这就造成了产业链的脱节。在这种情况下，独立选煤企业应运而生。独立选煤企业可对部分浪费的煤炭资源进行简单的洗选，或对大中型企业的洗选精煤买进再选，以进一步达到部分市场的需求，这就对山西的煤炭资源达到了一个拾遗补缺的作用。目前，全省共有独立选煤企业2400个，办理了煤炭经营资格证的企业1443个。其中120万吨/年以上（含120万吨/年）224个，60-120万吨/年1158个，60万吨/年以下61个。独立洗煤企业的快速发展，对促进地方经济的发展，提高煤炭质量，减提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 II 少煤炭直接燃烧，提高能源效率，降低环境污染，减少煤炭无效运输以及促进山西焦炭乃至全国焦炭产业的发展都起到了积极的作用。 山西独立选煤产业快速发展的同时，也出现了许多不容忽视的问题。一是山西独立选煤企业的建设、生产和经营，由于缺乏有效的监督和管理，企业规模总体偏小，装备水平、选煤技术工艺和选煤方式参差不齐，同等条件下，不同企业的精煤回收率相差很大。企业的管理尤其是企业的能源管理粗放、落后，企业的能效水平总体不高，可比单位产品综合能耗总体偏高且企业间相差近几倍。能源加工转换损失量巨大。山西省节能监察总队2009年和2010年对全省纳入“省千家”重点耗能企业重点监察的独立选煤企业进行的节能监察和能源审计，结果表明能源加工转换损失量占到了全省总能耗的近16。 二是在煤炭洗选加工过程中，除精煤产出外，主要伴生物中煤、煤泥和煤矸石，没有得到有效的利用。通常情况下，中煤的热值为16726千焦/千克，煤泥的热值为12550千焦/千克。一吨中煤相当于0.57吨标准煤，一吨煤泥相当于0.43吨标准煤。由于缺乏有效的利用途径和政策约束，独立煤炭洗选企业产生的中煤和煤泥，通常是直接销售给了煤炭销售企业，与原煤重新配合后，按电煤销往了省外。既浪费了能源，又增加了煤炭的无效运输，出现了煤炭洗选后又重新混合的怪现象。独立选煤企业往往规模偏小，产业链短，煤炭洗选过程中所产的煤矸石基本上处于长期露天堆放，不仅浪费能源而且污染环境。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 III 这些问题的存在，客观上造成了山西能源加工转换损失量居高不下。对山西节能目标的完成形成了很大的挑战。为此，必须加以认真研究，找出破解的方法，探索解决的途径。 鉴于此情，本项目的实施试图依照国家和山西节约能源和资源综合利用方面的有关法律、法规以及相关的产业政策，结合山西独立选煤企业所属地域的煤种、煤质情况，按照现有独立选煤企业产能分级120万吨/年以上（含120万吨/年），60-120万吨/年，60万吨/年以下，进行分类研究。 通过典型调研，基本摸清不同产能分级范围内企业主要选煤装备、技术工艺和方法，在此基础上提出先进、适用的选煤装备、技术工艺和方法以及相应的节能措施的导向性意见。 通过选择国内外、省内外标杆企业，运用对标的方法，找出现有独立选煤企业在能源管理方面存在的问题，提出可比单位产品综合能耗等能耗指标体系，提出产品的限定值、准入值和先进值建议。提出选煤企业能源管理体系建议。为政府依法制定产业政策、行业准入条件和能耗限额标准提供真实可靠的依据。 通过调研，基本摸清不同地域、不同规模的独立选煤企业的中煤、煤泥和煤矸石的产出情况和质量情况，结合山西“十二五”资源综合利用和循环经济发展规划，提出中煤、煤泥合理、有效利用途径。提出独立选煤企业煤矸石资源化利用途径，使独立选煤企业成为山西煤炭循环经济产业链和产品链的新起点。 对于本文件的制定，我们进行了以下相关工作 省经信委组织政府有关部门、院校和企业的专家召开讨论会，会议主要讨论了山西煤炭的分布以及项目具体的计划规程，会议指出下一步要初步完成调研提纲及调研的安排进度。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 IV 编写、制作调研提纲和工作计划，筛选调研对象，对调研内容进行具体落实。 项目组成员与专家组对山西有关选煤厂进行了现场实地初步调研，得到企业能耗的一些现场问题，对企业能耗内容进行了初步性的总结。 省节能中心召开调研初步研讨会，参会主要人员有山西省节能和太原理工大学以及一些相关企业人员及专家，对初步调研得出的结论进行了汇报，以及对下一步的深入调研内容进行讨论并做出相应的优化。 省节能中心召开提高山西煤炭独立洗选行业能源利用率措施和途径研究启动会，山西省经济和信息化委员会多位领导、相关专家和课题组的成员召开了关于山西独立洗选企业能源调研实施方案的研讨会。各专家对调研方案提出了宝贵和中肯的意见。 经过大量文献资料的查阅以及专家和省领导的帮助，项目组成员对企业能源管理体系建设情况；企业的设备、技术和工艺、洗煤方法；洗煤伴生产品中煤、煤泥、煤矸石产出情况、质量情况和利用情况等方面制定了具有代表性的问题并进行了汇总，并确定了书面调研问卷。 山西省煤炭独立洗选企业能效调研培训会，山西省经信委、山西省节能中心、太原理工大学、各地市经信委领导及300多家企业代表参加了会议，会议阐述了山西省煤炭独立洗选企业的现状，并对300多家企业进行了能源方面的相关培训。 由专家组对调研回执以后的信息进行系统的分析，初步得出调研结果，并对调研不足之处提出相应的措施。同时查阅相关文献，对后期编制内容进行准备。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 V 课题组先后调研了大同、朔州、太原、吕梁、晋中、长治、晋城和阳泉等地区的大量煤炭独立洗选企业。 针对书面以及现场调研结果总结和分析，省经委领导、专家组以及项目组召开研讨会，制定出山西省煤炭独立洗选企业先进适用装备、技术工艺和方法及节能措施的导向性意见、山西省煤炭独立洗选企业能耗限额标准和能源管理体系建设建议及山西省煤炭独立洗选企业中煤、煤泥合理有效利用及煤矸石资源化利用途径建议的提纲及编制要点。 在对大量调研数据及现场数据的分析整理的基础上，采用科学的数理统计方法，最终编制完成提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 1 第一篇 山西省煤炭独立洗选企业 先进适用装备、技术工艺和方法 及节能措施的导向性意见 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 1 第一章 综 述 1.1背景及意义 山西是煤炭大省，全省保有查明煤炭资源储量 2654.84 亿吨，占全国的26。目前，全省共有独立选煤企业2400个，办理了煤炭经营资格证的企业1443个。其中120万吨/年以上（含120 万吨/年）224个，60-120万吨/年1158个，60万吨/年以下61个。独立选煤企业的快速发展，对促进地方经济的发展，提高煤炭质量，减少煤炭直接燃烧，提高能源效率，降低环境污染，减少煤炭无效运输及促进山西焦炭乃至全国焦炭产业的发展都起到了促进作用。 然而，山西对独立选煤企业的建设、生产和经营，由于缺乏有效的监督和管理，企业规模总体偏小，装备水平、洗煤技术工艺和洗煤方式参差不齐，同等条件下，不同企业的精煤回收率相差很大。企业的管理尤其是企业的能源管理粗放、落后，企业的能效水平总体不高，可比单位产品综合能耗总体偏高且企业间相差近几倍。能源加工转换损失量巨大。其中，选煤厂设备装备和工艺流程的应用对选煤厂能耗指标有很大的影响。如今，许多独立选煤企业的设备装备和工艺流程与现今选煤状况不相符，导致能源消耗巨大，造成很多不必要的经济损失，比如一些企业仍在使用一些相对比较落后的设备工艺，不仅能源消耗高，而且经济效益低，对煤炭资源的综合合理利用产生了巨大的阻滞作用。 下面重点从独立选煤企业的设备和工艺流程方面着手，对提高煤炭资源综合利用和降低能源消耗提出一些导向性意见。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 2 1.2国内外选煤技术综述 1.2.1国外选煤技术工艺及装备综述 目前大部分国家对煤炭洗选非常重视，尤其是发达国家，煤炭入选率均在80％以上，欧洲一些国家尽管关闭了几乎所有的煤矿，但选煤厂还存在，用来处理进口煤炭。一些欠发达国家原煤入选率相对较低，多在20％～30％，甚至更低。为了适应环境要求，提高煤炭产品质量，相应建立了一些新的选煤厂。一些国家目前所拥有的选煤厂的基本情况见表1-1。 表1-1 一些国家目前选煤厂的基本情况 选煤厂建设的格局在变化，有的国家关闭选煤厂，有的国家在增建选煤厂，选煤厂的建设趋向大型化、集中化、高效化。 根据原煤煤种及对精煤产品质量要求的不同，目前世界上一些国家的选煤厂采用的选煤工艺主要有块煤跳汰、重介质分选；细粒煤螺旋分选机、摇床分选；煤泥浮选等。另外，精煤脱水、干燥工艺也越来越受到重视。目前煤泥脱水主要采用离心机、浓缩沉降和过滤等工艺，块煤脱水则主要采用圆筒离心筛。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 3 加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国家的典型选煤厂的选煤工艺如表1-2所示。 表1-2 加拿大等国家典型选煤厂的选煤工艺状况 表 1-2 中几个国家的典型选煤厂的工艺流程基本代表了目前国外选煤厂的选煤工艺现状。可以看出国外选煤厂采用的选煤方法主要是块煤重介质和跳汰分选、细粒煤螺旋溜槽分选和煤泥浮选。 由于各国选煤的历史和对产品要求的不同，选煤技术的发展也大不一样，所以各国在选煤设备制造与研究的投入和水平上相差很大。随着世界范围内的技术交流和商贸的发展，这些差异在逐渐缩小。各国选煤厂目前使用的选煤设备各有特色，具体情况见表1-3。 表1-3 各国选煤设备的使用情况 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 4 目前在选煤设备生产与开发方面较先进的国家主要有美国、德国、中国、俄罗斯、英国、加拿大等。 目前各国选煤厂的自动化控制程度有很大提高，尤其是发达国家的选煤厂几乎完全实现了自动化控制，大大减少了生产成本，提高了生产效率。在设备自动控制技术方面，主要是开发了重介质分选密度的自动调控装置和跳汰机自动控制装置等。 为了更好地控制选煤产品的质量和提高选煤厂的生产效率，各国在选煤厂在线检测方面进行了大量的研究和实践，一些选煤厂安装了在线灰分、水分检测设备。在这方面，美国、加拿大、澳大利亚、英国、俄罗斯和波兰等国在技术上处于领先水平。 目前英国使用的在线灰分检测设备为天然 γ 射线煤炭灰分检测仪，该设备安装在运输能力为 200～4000t／h 的胶带上，灰分测量范围在 5％～80％之间，为配煤和选煤提供灰分资料，以便及时进行生产调整。俄罗斯为了提高选煤效率，通过使用连续监测仪对生产过程中的产品质量进行有效控制，降低了煤炭产品的生产成本，成功开发了 RK-TP-6 型最新灰分测量仪和具有广泛功能的 IVA-1.1提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 5 型水分测量仪。在线检测技术在澳大利亚也得到了广泛的应用，其中包括胶带输送机用在线 γ 射线煤炭灰分分析仪、带式低频微波水分测量仪和在线超声波矿浆粒度分析仪。波兰在一些选煤厂也安装了硫和水分的在线检测设备。 国外选煤厂建设和选煤技术的发展趋势，概括起来主要有以下几个方面 1. 改进和扩大现存的选煤厂，关闭一些零散的处理能力小、技术落后、效益不佳的选煤厂。这一点在发达国家和一些矿产大国如俄罗斯、澳大利亚、美国等表现得非常明显。 2. 新建选煤厂采用的选煤工艺主要是以重介质分选槽和重介质旋流器为主要分选设备的重介选，其次是跳汰分选。建设选煤厂时，都非常注重考虑细粒煤和煤泥的分选回收，对于细粒煤的分选趋向于采用重介质旋流器、螺旋分选机和摇床。摇床的缺点是处理能力低，开发新型摇床也是解决细粒煤分选的一个有效手段。对于煤泥的分选趋向于采用浮选机、浮选柱。另外，自动化控制系统的开发，产品脱水和干燥工艺的研究和应用发展也很快。总之，在今后选煤厂的建设中，目标是在降低生产成本和保证产品质量的同时，最大限度地减少煤炭的损失提高煤炭的回收率，减少有限资源的浪费。 3. 近几年模块式选煤厂在国外得到了快速发展与应用。如美国设计的模块式选煤厂的小时处理量可达700t。 4. 在分选技术上，大直径重介质旋流器的开发与应用；重介质分选工艺在炼焦煤和动力煤分选中的应用；为简化流程，开发选别深度更大的各种分选设备如跳汰机、螺旋溜槽和新型的重介质分选机等是今后努力的方向。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 6 5. 细粒煤和超细粒煤的分选工艺和设备是未来选煤技术研究的热点，此外还应包括煤泥的处理与合理利用技术。 6. 现有选煤厂工艺的完善与调整。 7. 煤炭的深度分选方法和手段的开发与引进，通过开发合理有效的技术，改善传统的选煤方法。 8. 加强在线检测和自动化控制技术的应用，保证精煤产品质量，稳定生产，降低生产成本，同时减少煤炭的损失，提高选煤厂的整体操作和管理水平，以适应市场的需求。 总之，随着环境要求的不断提高及各国对能源有效利用的重视，选煤工业会越来越得到政府的关注和企业的青睐。 1.2.2国内选煤技术工艺及装备综述 我国煤炭资源丰富，保有资源量10202亿t。根据第三次煤炭资源预测与评价，我国煤炭资源总量为 5.57 万亿 t，位居世界第一；可采储量为2040亿t，位居世界第二。截止到2010年，煤炭在我国一次性能源生产和消费结构中仍占 60％左右，到 2050 年，这一比例不会低于50％。在未来几十年内，煤炭仍将是我国的主要能源之一。 目前，国内采用的选煤方法主要为重介、跳汰、浮选以及干法选煤。 1. 重介选煤技术 经过几十年的科学研究和生产实践，重介选煤技术日趋成熟，重介质旋流器选煤技术取得了重大进展。我国拥有自主知识产权的三产品重介质旋流器选煤技术取得成功并广泛推广应用。选煤效率达到了95％。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 7 2. 跳汰技术 跳汰选煤对易选和中等可选性煤具有广泛的适应性，具有系统简单可靠、生产成本低、分选效果好等优点。目前跳汰选煤在我国各种选煤方法中约占60％。此外，动筛跳汰近几年也逐步被应用，用来代替人工排矸。 3. 浮选技术 浮选技术近年来发展很快，多应用于炼焦煤选煤厂和生产高炉喷吹用无烟煤粉的选煤厂。我国研制的浮选柱有效分选下限达10μm，使细粒精煤产率平均提高1-3个百分点；机械搅拌式浮选机单槽容积已达 20m3；“十五”国家科技攻关课题“带有矿浆预矿化器的机搅拌式浮选机”已大面积推广应用。 4. 干法选煤技术 干法选煤包括流化床选煤和风力选煤。主要应用于寒冷、水资源短缺地区的煤炭分选以及易泥化煤种的分选，在众多选煤方法中应用比例相对较小。应用较多的为风力选煤。为了提高干法选煤的分选效果，日本、加拿大和我国先后开展了空气重介质流化床干法选煤技术的研究。 5. 细粒煤脱水技术 对细粒煤的脱水，美国多采用超高速离心脱水技术。而欧洲则趋向于采用加压过滤技术或隔膜挤压技术。为了进一步降低细粒煤产品的水分，已开始尝试压滤脱水与热力干燥构成一体的蒸汽压滤脱水技术的研究，预期将具有节能和简化工艺系统等技术特点。我国研制并推广应用了加压过滤机、超高速离心机和强气压穿流式隔膜挤压压滤机，很大程度上降低了浮选精煤水分，改善了煤泥水处理系统的情况。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 8 另外，随着选煤技术的不断发展，选煤厂自动化、计算机技术和自动装车技术、装配式洗煤厂的设计和建设、在线测灰技术等辅助技术也在不断更新和发展。目前，我国选煤厂的自动化控制程度已有很大提高，集选煤厂生产过程控制、生产设备集中控制，工艺参数、产品质量及数量、材料及能源消耗等数据的实时采集，生产及市场经营管理为一体的“管”、“控”一体化的选煤厂设计、生产质量管理体系正被广泛采用。 选煤工业的发展离不开选煤技术装备的支持，然而，我国选煤装备的发展却不尽人意。改革开放以来，虽然我国在大型三产品重介质旋流器、微泡浮选柱等选煤设备的研发领域取得了长足进步，但与此同时，在18m2以上振动筛、直径1300mm以上的卧式振动离心机及大型破碎机等领域，由于国内尚未生产或者技术不过关，市场基本被国外产品所占领。选煤装备的落后已成为制约我国选煤工业健康快速发展的重要因素之一。深入分析我国选煤装备发展中存在的问题及其原因，对于选煤工业的发展无疑具有重要意义。 我国选煤装备发展中的主要问题有选煤厂技术装备较为落后，设备可靠性差，设备规格少，处理能力低，自动化水平有待提高，选煤技术研发能力不足，产业集中度低，制造质量较差，设备重复引进等。 针对我国选煤装备发展中存在的问题，可采取下列措施来提高装备技术水平 1. 建立由企业技术创新体系、共性技术研究机构、科技中介服务组织共同构建的选煤技术装备业技术创新体系。 2. 制定扶持民族选煤制造业的相关政策。鼓励选煤厂及设计院选用国产选煤装备，在技术指标、可靠性相近的情况下，从市场准入、提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 9 技术标准、关税等方面制定相应的政策，扶持民族选煤装备制造业的发展。 3. 借鉴工业发达国家的成功经验，结合国情，建立健全新型的选煤技术装备开发投入体制。逐步形成技术及产品研发由以企业为主体投入，产研结合共同研发，产业共性技术研发由政府、企业、研究单位联合投入的新型科技经费投入机制及研发机制，从而不断提高选煤装备制造业的竞争力。 4. 加强选煤工业人才队伍的建设。为实现我国选煤技术装备水平的跨越式发展，需要制定相应的政策，采取切实的措施，力争培育出大批高水平的科技研发人才，大批熟悉国际国内选煤技术及装备市场、具有现代管理知识和管理能力的企业家，大批能熟练掌握先进技术、工艺和技能的高级技能人才。 1.2.3山西省选煤技术工艺及装备综述 作为全国最大的产煤输煤大省，山西省相应的煤炭洗选业也已经连成了一个庞大的网络。山西的选煤工艺容括了世界上几乎所有的选煤方法和工艺，其有共同处的同时也各具特点，对这些选煤厂的工艺现状进行系统分析，不但对研究整个山西省的选煤工艺的特点和发展趋势有一定的指导意义，同时，对分析全国选煤工艺现状和把握未来发展方向提供了理论支持。 1. 跳汰工艺 一直以来，在传统选煤方法中，跳汰选煤以工艺简单、处理量大、分选效果好、投资少等优点在山西省的煤炭洗选中占主要地位，主要应用在山西省的沁水煤田、西山煤田、霍西煤田、大同煤田等。提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 10 随着煤炭用户对精煤灰分控制的要求越来越高，致使为数众多的选煤厂采用跳汰选工艺。 选煤厂入选原煤可选性由原来的中等可选或易可选变为难选甚至极难选，原有的跳汰已不适应当前的市场形势、跳汰选煤工艺在山西省选煤厂的主体地位将会被逐渐取代。动筛跳汰机是近年兴起的新型洗选设备，具有工艺操作简便、节能节水、投资少和运行成本低等优点。动筛跳汰工艺将会在山西省特定选煤厂中继续得到使用。 2. 重介工艺 重介质选煤具有的分选精度高，对原煤适应性强、易于实现自动控制等优点，满足目前选煤业的需求。特别是近年来随着重介质选煤装备技术的发展和进步，其存在的介耗高、耐磨材料性能差、介质回收复用系统复杂、管理难度大等突出问题已经得到一定程度的解决，促进了重介质选煤工艺的应用。重介质选煤工艺在山西省的应用比例迅速上升，将成为主体工艺。无压工艺采用脱泥入洗，不仅可以提高系统的稳定性，而且能够有效降低无压工艺的介耗。该工艺具备无压给料分选工艺的优点对原煤粒度破碎率低，不存在物料堵塞介质泵，合格桶和混料桶的液位平衡问题；同时兼备具有有压给料重介旋流器系统合格介质分流量低，悬浮液密度稳定性高，分选效率高，单位介耗低的优点。选前脱泥无压三产品重介旋流器分选工艺将在山西省选煤厂得到广泛推广。 3. 煤泥分选工艺 浮选工艺在山西省的应用有一定的地域性，主要应用于西山煤田和霍西煤田山西焦煤集团的炼焦煤选煤厂，对动力煤的应用不是很多（1）短时期内，浮选仍然是山西省炼焦煤选煤厂回收煤泥提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 11 的主要技术；（2）浮选工艺在山西省选煤厂的应用有一定的局限性；（3）伴随着低成本。高效率的煤泥洗选新工艺的出现，单一浮选可能被其它工艺所取代；浮选工艺和其它工艺结合组成联合分选工艺已经得到了一定程度的应用。 1.3研究内容 设备选型和计算是选煤厂工艺设计的重要步骤，它将直接影响到选煤厂建成投产后的生产运行情况，一部好的设计不论工艺多么先进、完善，最终要靠设备的正常运行才能体现出来。独立选煤企业的设备安装型号和数量应根据选煤厂的实际入选量及入选煤炭的煤质等状况进行合理选择，以较少的经济投资，对设备进行最大化的利用。 选煤工艺是选煤厂的灵魂，它决定了选煤厂的生产规模、生产方式、生产成本、产品结构和经济效益。选煤工艺的设计应结合原煤的特性、用户对产品煤的质量要求、最大产率和最高经济效益以及选煤厂的建设规模、工艺环节设置等多个方面综合考虑，应根据每个厂的具体情况进行设计，做到工艺先进、合理、适应性强，系统设置应前后协调，相互照应，选煤厂的工艺设计应具有前瞻性，应有发展的眼光，尽可能提高煤炭的洗选效率，降低工艺流程中的能耗损失，以最少的投资得到最高的回报。 本项目针对山西省独立选煤企业的设备装备及工艺状况进行分析，根据反馈的文件及现场实际调研情况，对各厂设备及工艺流程状况进行归纳总结，分别从准备车间、分选车间、脱水车间、浓缩车间及辅助设备着手，对破碎、筛分、重介质选煤、跳汰选煤、浮游选煤、磁选、分级、煤泥水处理、产品脱水、浓缩等方面的相关提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 12 设备及工艺进行具体的归纳整理，并结合山西省独立选煤企业的设备及工艺流程状况，根据其所属地区的煤质状况、处理量及入洗原煤可选性等指标，制定出一套完整的设备及工艺选择方法，为山西省独立选煤企业节能降耗提供导向性意见。提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 13 第二章 准备作业工艺及设备 根据调研结果，目前我省独立选煤企业的准备作业工艺流程大致如图2-1所示 -矸石原煤- 破碎筛分手选- 原煤准备 筛分图2-1 山西省常见准备作业工艺流程 2.1破碎作业 利用外力将大颗粒变成小颗粒物料的过程称为物料破碎，其使用的相应设备称为破碎机。目前山西省独立选煤企业主要使用的破碎机械有三种颚式破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。其它破碎机如滚筒破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机和对辊机等也在一些选煤厂中使用。 提高山西煤炭独立洗选行业能源利用效率措施和途径研究 14 随着我国经济的高速发展，受原煤性质的影响，选煤厂每年所需经过破碎工艺处理的原煤呈现几何级数增加，原煤的破碎作业日益显示其重要性。影响破碎过程的因素有很多，都与破碎设备性能相关联。因此，设备性能的优劣将极大地影响到工作效率和能耗的高低。基于设备的节能降耗，提高破碎设备工作效率，不断优化破碎作业，从而提高独立选煤企业的经济效益，深入研究破碎理论并研制开发新型、高效、节能和环保的现代破碎设备具有非常重要的现实意义。 2.1.1常见破碎设备的特点及应用 1. 颚式破碎机 美国人BakeEW发明了颚式破碎机，由于其结构简单、容易制造、工作可靠、使用维修方便等优点，在煤炭行业中得到广泛应用。为了改善颚式破碎机性能和提高工作效率，国内外研制出各种颚式破碎机。主要有简摆双腔颚式破碎机，该破碎机不仅具有大破碎比、产品粒度细，而且使间歇运动变成连续工作，提高了破碎机工作效率；双动颚颚式破碎机，该破碎机在动颚破碎机的基础上拆除了破碎机的前墙，由2 个破碎机对置而成，并在偏心轴上设计了一对开式齿轮，保证了两动颚的同步运转，双动颚颚式破碎机具有可强制排料、生产能力较高和使用寿命较长等特点；外动颚匀摆颚式破碎机，该机将动颚与连杆分离，动颚为连杆上的延伸部分，因此改变机构参数即可调整动颚运动轨迹。连杆作为破碎机的边板，并把动力传递给动颚，该机具有处理能力大、外型低、给料高度及整体重心低、破碎比大等优点；振动颚式破碎机利用不平衡振荡器产