中国选煤业技术水平的国际比较

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摘　要　将我国选煤技术水平与第14届国际选煤大会展示的 国际选煤先进水平进行了多方面比较，认为我国选煤 技术水平与国际先进水平相近，在重介质选煤领域已处国际领先水平 ，但国产选煤设备的可靠性仍较低，我国的原煤入选比例和厂型低于 国际先进水平。
   《中国煤炭》2002年第8期发表了笔者的文章“第14届国际选煤会议概况”，本文介绍 我国选煤业技术水平的国际比较。
    1　我国选煤技术水平与国际先进水平相近?
   1.1　我国自行研制开发的设备已能满足400万t/a选煤厂建设的需要
   目前，我国已经形成了自行设计、制造400万t/a选煤厂成套设备的能力。在规格上，跳 汰机已达40 m?2，重介质分选机槽宽4.5 m，重介质旋流器直径700mm，浮选机单槽容积16 m?3 ，筛分机面积27 m?2，压滤机面积1050 m?2，过滤机面积200 m?2，且已形成系列，满足 了大型 选煤设备的需求。在品种上，重介、跳汰、浮选、煤泥水处理、干燥、脱水等方面较为齐全 ，能适应不同工艺对设备的要求。在技术水平上，许多设备已接近或达到国际先进水平。自 行研制开发的设备已能满足年处理能力400万t、不同厂型、不同煤质、不同工艺的新厂建设 及老厂技术改造的需要。?
   1.2　选煤工艺技术能基本适应选煤生产的需求
   (1) 跳汰选煤。在深入进行理论和实验室工作的基础上，采用多项新技术开发了SKT系列和X 系列跳汰机，其适应煤质的能力、自动化程度都可与国外同类设备相媲美，目前进一步向智 能化、全自动化方向发展。自行开发的动筛跳汰机已初步形成系列，其技术指标、理论研究 成果都接近或超过国际先进水平。?
   (2)重介质。研究开发的大型无压、有压三产品重介质旋流器选煤系统，技术指标优于 国际先进水平，且实现了大面积推广。我国研制的大型重介质分选机，分选指标优于同型号 的“ TESKA”分选机，已形成系列。在国际上率先研制成功的50～0mm重介质旋流器分选工艺及设 备和随后开发的-?0.5?mm级煤泥重介质旋流器分选工艺，使分选工艺得到了简化并取得了 良好 的技术效果。我国自行开发的空气重介流化床干法选煤系统，在国际上首先应用于工业生产 。
   (3)浮选。在对传统浮选工艺和设备进行进一步完善的基础上，已经形成了各种机械搅 拌式、喷射旋流式浮选机系列，同时对强化细粒级浮选效果的各种浮选柱、高选择性浮选机 等进行了深入研究并取得较大进展。?
   (4)煤泥水处理。在压滤机得到广泛应用的基础上，提出了强气压穿流式压滤脱水的概 念，100m?2的精煤压滤机得到广泛推广。经过20多年的研究开发，研制成功了系列 圆 盘加压过滤机，技术指标与国际同类设备相近并已得到推广。研制的大型卧式沉降离心机、 平带式过滤机、大型盘式真空过滤机等新型煤泥回收工艺及设备也已在工业生产中应用。?
   (5)原煤准备及筛分脱水方面。现已开发使用大型多齿辊破碎机和强力分级破碎机，超过1 6 m?2的大型分级筛也已在选煤厂应用；利用模态分析技术开发了系列重心偏移式振动脱水筛 并广泛推广；节能的高频振动电磁筛、各种高频筛也已在生产中应用。?
   此外，在复合式干法选煤、煤泥滤饼干燥破碎等方面，也取得一定成果。对高梯度 磁选、选择性絮凝、摩擦静电选煤及微波、化学脱硫等新技术，也进行了实验室探索。?
   1.3　选煤生产的主要环节已实现自动测控和全厂集中控制
   我国近年来研制成功的自动化仪表及传感器、计算机软件和自控装置，已能实现选煤厂主要 生产环 节的自动测控和全厂集中控制。“八五”期间完成的“跳汰机主要参数自动控制”、“浮选 系统产品质量在线测控技术”、“末煤重介系统产品质量在线测控技术”及“单机自动化系 统和工控网络系统”，加上已在选煤厂广泛使用的重介质密度控制、计算机全厂集控系统和 大量的一次仪表及传感器，使选煤厂自动化逐步由简单控制启停车向工艺参数优化及控制方 向发展。?
   2　重介质选煤技术处于国际领先水平
   国际上二产品重介质旋流器技术性能比较见表1，由表中可知，我国二产品重介质旋流器 除直径比国外略大外，其它技术指标相差不大。?
   表1　国际上二产品重介质旋流器技术性能比较 ?（略）
   目前国际上仅有中国、俄罗斯和英国研制三产品重介质旋流器，实际应用于选煤 工业的只有11种规格，其中俄罗斯3种，中国7种，英国1种。国内外三产品重介质旋流器的 主要性能列于表2。由表2可见，我国研制的3NWX1200/850型三产品重介质旋流器，是目前国 际上首次应用于工业生产的规格最大、技术指标最先进的无压给料三产品重介质旋流器。在 三产品重介质旋流器方面，我国无论是直径指标还是其它指标均处于国际领先地位。〖FL) 〗?
   表2　国内外三产品重介质旋流器主要技术性能比较?（略）　　
   在工艺方面，我国研制成功的以大型无压给料三产品重介质旋流器为主选设备，配以小直径 重介质旋流器，采用1种密度的悬浮液、使用1套介质系统，可实现85～0.1mm不分级原 煤三产品有效分选的简化重介质选煤新工艺，解决了既能保持重介质选煤的优点又能降低投 资和加工成本的难题，首创了用一套介质系统同时完成粗煤泥重介质分选的工艺。 该工艺与国际上的典型重介质选煤工艺相比，节省了脱泥、分级、高密度悬浮液配置系统和 高密度分选系统，减少了浮选量，节省主厂房设备、体积各50%以上，投资减少50%以上，加 工成本降低20%，使重介质选煤的经济性大大提高。
   在重介质选煤过程自动测控系统方面，我国利用重介质选 煤过程中各种参数的动态平衡关系，推导出具有普遍意义的重介质悬浮液密度多参数动态智 能控制数学模型，国外还未见报道。目前国际上较为先进的重介质选煤过程自动测控系统属 美国PTI公司研制的“53SU1000”型重介质选煤过程自动测控系统，但控制算法仍采用PID控 制。我国重介质悬浮液密度自校正控制方法和技术比国内外传统使用的PID方法更精确，将 重介质悬浮液密度控制精度稳定在±0.006 kg/l，与国外的±0.01kg/l相比，精度提高了40 %。采用精煤灰分仿人工智能控制方法，能实现精煤灰分的在线回控。尚未发现国外重介质 选煤过程自动测控系统具备此功能的报道。?
   3　国产选煤设备的可靠性仍存在较大差距
   通过考察和参观发现，国产选煤设备的可靠性距国际先进水平还有较大差距。由于我国 整体工业 水平较低，使得大型选煤设备和自动化元器件的原材料、制造工艺落后，设备可靠性不佳， 我国选煤设备的平均可靠性仅为70%左右。尤其进入WTO后，国内选煤设备制造业如何应对国 外选煤设备的冲击，迅速提高产品的可靠性和技术性能，是我们面临的重大课题。?
   4　我国原煤入选比例和厂型低于国际先进水平
   (1)原煤入选比例低，精煤灰分高。目前全国煤炭平均入选比例为32%，其中国有重点煤矿为46.7%， 地方国有煤矿为27.6%，乡镇煤矿9.1%，远远低于国外50%～95%的水平。我国炼焦精煤和商 品动力煤平均灰分分别为9.88%和22.43%，而同期美国仅为7%和17%。?
   (2)选煤厂厂型小，生产工效低。全国选煤厂年平均年生产能力为31万t，其中国有重点煤矿 为150万t，乡镇煤矿只有7万t，而美国平均生产能力为340万t。由于自动化程度较低， 设备可靠性不高，造成我国选煤厂用人多、工效低，工效为17t/工，仅为国外的10%～15%。
   总之，通过第14届国际选煤会议的实地考察和会议交流，认为我国选煤业的相关技 术与国际 先进水平相差不大，并在重介质选煤技术方面处于国际领先水平，但国产选煤设备的可靠性 还与国际先进水平有较大差距，并且应进一步提高原煤入洗比例。