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設(shè)計、運營一個“中意”的選煤廠需要考慮哪些因素？

　　2002-2012年，中國的基本建設(shè)管理體制和工程項目設(shè)計審核程序發(fā)生了根本性的變化。這些變化，促進了中國的工程技術(shù)公司和國有設(shè)計院的設(shè)計文件編制質(zhì)量、技術(shù)水平均有了明顯進步，編制內(nèi)容也發(fā)生了很大的變化，主要表現(xiàn)在以下方面。

　　1、煤質(zhì)分析方面的變化

　　1.1煤炭的用途拓展延伸

　　現(xiàn)在，煤炭已經(jīng)不僅僅是傳統(tǒng)意義上的動力燃料和煉焦原料，也是作為替代石化產(chǎn)品的現(xiàn)代煤化工、煤基合成油等高附加值產(chǎn)業(yè)的寶貴原料。煤炭清潔利用、煤化油、煤液化、煤氣化化等產(chǎn)業(yè)獲得了良好的發(fā)展契機，如：超臨界、超超臨界煤粉鍋爐，大型循環(huán)流化床鍋爐，煤基合成氣制甲醇、甲醇制化工產(chǎn)品（二甲醚、醋酸及其下游產(chǎn)品）、甲醇制醇醚燃料、甲醇制烯烴、多聯(lián)產(chǎn)，直接液化、間接液化，低溫干餾對褐煤干燥提質(zhì)等。

　　煤炭的用途獲得了極大的豐富和產(chǎn)業(yè)延伸。不同的煤炭利用方式，不同的轉(zhuǎn)化工藝對煤質(zhì)又有著不同的要求。這就要求選煤工程設(shè)計工程師要努力拓展知識廣度。

　　1.2對煤質(zhì)分析的要求更加嚴格

　　煤質(zhì)特征及工藝性能分析是重中之重，因為這是確定煤炭洗選后的產(chǎn)品方向及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)條件之一。

　　1.3煤質(zhì)分析的項目和內(nèi)容更加全面

　　除常規(guī)的工業(yè)分析、元素分析而外，還應(yīng)包括煤炭工藝性能指標(biāo)分析、顯微煤巖結(jié)構(gòu)分析、煤化程度、變質(zhì)程度分析等。設(shè)計文件最好能反映地質(zhì)報告原始數(shù)據(jù)。設(shè)計文件中列出的煤質(zhì)特性資料多數(shù)時候內(nèi)容不全，也缺乏針對性，主要存在這些問題：

　　（1）作動力煤時（電煤），缺少對鍋爐腐蝕有關(guān)的氯含量、氟含量指標(biāo)，與鍋爐排渣有關(guān)的灰熔點、結(jié)渣性、結(jié)污性等指標(biāo)。

　?。?）作煤化工原料時，往缺少與移動（固定）床氣化爐氣化效率有關(guān)的機械抗碎強度、熱穩(wěn)定性、對CO2轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)。

　　[案例]潞安礦區(qū)某礦的貧煤，機械抗碎強度極低，運輸過程易粉碎。太原某廠是該礦的塊煤產(chǎn)品用戶，用作造氣。因運輸過程中塊煤粉碎，引起合同糾紛。說明該礦的貧煤不適合塊煤造氣。

　　（3）當(dāng)煤炭用作液化時，往往缺少煤的顯微煤巖組成、反映煤化程度、變質(zhì)程度的鏡質(zhì)組反射率指標(biāo)、碳氫比、氧元素含量、氫元素含量、可磨性、煤灰軟化、流動溫度等與煤炭液化、煤制合成氣工藝密切相關(guān)的重要指標(biāo)；

　　（4）當(dāng)煤炭用作生產(chǎn)合成氣的原料，而且氣化工藝采用水煤漿氣流床工藝時，缺少對煤的成漿性分析。

　　[案例]陜北榆神礦區(qū)某礦的不粘煤是供山東某煤炭集團榆林100萬噸/年煤炭間接液化項目的原料煤基地，該項目煤制合成氣采用德士古水煤漿氣流床工藝；缺少對煤的成漿性分析。該礦的不粘煤成漿性差，實驗室試驗煤漿濃度僅為59.5%，而間接液化項目《可研》設(shè)計煤漿濃度僅為65.0%，這給氣化工藝帶來諸多不利影響（煤耗、氧耗增加，為擴大空分裝置增加數(shù)億元投資）。

　　1.4對煤質(zhì)分析要求更加精細、準(zhǔn)確

　　煤質(zhì)特征及工藝性能指標(biāo)的表述不夠準(zhǔn)確，沒有嚴格按照各類煤質(zhì)指標(biāo)劃分等級的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來表述。需要注意的是，這些標(biāo)準(zhǔn)實行動態(tài)管理，隨著時間的推移和技術(shù)進步，各類煤質(zhì)指標(biāo)劃分等級的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的修改、完善。我們必須掌握新版《標(biāo)準(zhǔn)》。

　　1.5煤炭種類、硫分含量是確定煤炭產(chǎn)品方向時，二個不可忽視的重要因素。這是需要特別指出的

　　國家實行煤炭資源分類使用和優(yōu)化配置的原則（發(fā)改工業(yè)[2006]1350號文）。煤炭種類和硫分含量，涉及國家有關(guān)資源合理利用的原則問題。根據(jù)國家環(huán)保總局、國家經(jīng)貿(mào)委、科技部2002年1月30日聯(lián)合發(fā)布的文件（環(huán)發(fā)[2002]26號）第3.1條規(guī)定“各地不得新建煤層含硫分大于3%的礦井”；在《煤、泥炭地質(zhì)勘探規(guī)范》（DZ/T0215-2002）附錄E建議的煤炭資源量估算指標(biāo)中，最大硫分為3%；國家發(fā)展和改革委員會2007年80號公告《煤炭產(chǎn)業(yè)政策》第十三條中也指出，“國家對特殊和稀缺煤種實行保護性開發(fā)，限制高硫、高灰煤炭資源開發(fā)”。

　　因而國土資源部在項目核準(zhǔn)會簽中十分重視這兩個問題。例如：（1）淮南礦區(qū)顧橋礦井的氣煤不作煉焦煤而用于發(fā)電的問題；（2）重慶松藻礦區(qū)的高硫煤（St.d＞4.0%）資源，開發(fā)利用是否合理的問題。在國家發(fā)改委對這兩個項目核準(zhǔn)會簽中均遇到國土資源部質(zhì)疑。另請專家，重新進行了論證。所以，當(dāng)設(shè)計遇到特殊和稀缺煤種挪作他用或高硫煤資源需要開發(fā)時，對開發(fā)、利用的必要性、合理性應(yīng)進行論證。設(shè)計文件往往缺乏這種必要的論證，特別是云、貴、川地區(qū)的高硫煤礦區(qū)的開發(fā)。

　　[案例]貴州織金礦區(qū)肥田礦井各煤層硫分總體偏高是本井田主要煤質(zhì)特征之一，其中7號、23號二層煤平均硫分分別高達4.22%和4.10%，均屬高硫煤。

　　然而，《可研》對該井田賦存的高硫煤資源進行開采、利用的理由、必要性缺乏必要的論證和闡述。

　　貴州省煤炭儲量比較豐富，但高硫煤資源較多。例如，肥田井田硫分＞3%和＜3%的煤炭儲量幾乎各占一半。使高硫煤資源得到充分合理地利用是個不能回避的現(xiàn)實問題。

　　僅從以下三個方面對開采高硫煤的理由提供一些思路，供《可研》編制單位考慮：

　?。?）開采方面。井田內(nèi)硫分＞3%的高硫煤和硫分＜3%的煤炭資源是交錯共生的。例如，上組三層煤中，6、6-1號煤層平均硫分＜3%，而7號煤層平均硫分＞3%。在開采過程中，如果邁過7號高硫煤層不采，繼續(xù)開采下部煤層，則7號煤層也會遭到垮落破壞。即便在平均硫分＜3%的同一煤層中，也存在硫分＞3%的塊段，例如，6號煤層平均硫分雖然為2.59%，但硫分波動范圍卻在1.88%～3.21%之間。在開采過程中，也不可能邁過高硫煤塊段不開采?？傊?，井下開采工藝難以實現(xiàn)只開采低硫煤，不開采高硫煤。實際情況是在開采低硫煤的同時，若不開采高硫煤，則高硫煤資源將遭到破壞，無法完整保留下來。這是對寶貴的一次性化石能源資源的極大浪費。

　?。?）煤質(zhì)方面。鑒于本井田高硫煤的硫分組成以無機硫黃鐵礦為主（占近80%），有機硫的含量低，這就為洗選脫硫提供了極為有利的條件。精查地質(zhì)報告資料表明，高硫煤洗選后理論脫硫率高達近70%。其中7號煤硫分可從4.22%降至1.32%；23號煤可從4.10%降至1.44%。對于本礦井的高硫煤而言，通過洗選加工，煤中大部分硫分是可以脫除的。采用洗選脫硫+電廠鍋爐煙道尾氣脫硫相結(jié)合的處理方式，完全能夠有效控制SO2對環(huán)境的污染，達到國家環(huán)保要求，為本礦井高硫煤資源得到合理利用提供了可行的條件。

　?。?）本礦井無煙煤除硫分高外，其余煤質(zhì)特性：如高～特高熱值、特低磷、低砷、中等煤灰軟化溫度、高熱穩(wěn)定性、高抗碎強度等特性均符合優(yōu)質(zhì)動力電煤以及優(yōu)質(zhì)造氣用煤的要求。從保護國家資源考慮，本礦井高硫無煙煤資源應(yīng)該進行開采，并通過綜合加工利用途徑加以充分利用。

　　2、煤炭產(chǎn)品方向、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位要基于市場需求

　　煤炭產(chǎn)品方向、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位要基于市場需求。市場銷售的適應(yīng)性等有了更高的要求，比計劃經(jīng)濟時期和市場經(jīng)濟初期有了質(zhì)的變化。因而在可研報告評審時，對煤炭產(chǎn)品目標(biāo)市場的分析要求更為準(zhǔn)確，用戶要求更為落實，一般要求附有與目標(biāo)用戶草簽的供煤協(xié)議作為支撐文件。

　　目標(biāo)市場分析、落實之所以重要，是因為它是確定煤炭產(chǎn)品方向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的依據(jù)之一。

　　2.1確定煤炭產(chǎn)品方向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的依據(jù)

　　煤炭產(chǎn)品方向和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定位的依據(jù)主要有二條：一是煤質(zhì)特性；二是市場需求。產(chǎn)品目標(biāo)市場不落實，產(chǎn)品方向定的不準(zhǔn)確，建成后將會造成被動與損失。

　　[案例]濟北礦區(qū)某選煤廠主要入洗本礦生產(chǎn)的3號煤層原煤。3號煤層的內(nèi)在灰分較低，與兗州礦區(qū)煤的內(nèi)灰相近。但是，輕密度級物料的產(chǎn)率卻比兗州煤要低得多?，F(xiàn)將兗州礦區(qū)的3＃煤與濟北礦區(qū)某兩個煤礦的3＃煤，對比如下：

　　兗州（3＃） 濟北塘口（3＃） 濟北許廠（3＃）

　　浮煤累計灰分% 8.54   8.52          8.57

　　浮煤累計產(chǎn)率% 87.32    70.43        71.88

　　由此可見，濟北礦區(qū)的原煤在生產(chǎn)低灰產(chǎn)品的條件下，精煤產(chǎn)率大大低于兗州礦區(qū)（約低16個百分點），其經(jīng)濟效益可能遠不如兗州礦區(qū)好。加之華東地區(qū)氣煤儲量極為豐富，而當(dāng)?shù)責(zé)捊姑菏袌鰧饷河米髋浣姑旱男枨罅坑质钟邢蕖钡V區(qū)生產(chǎn)低灰煉焦配煤產(chǎn)品，無法與鄰近的兗州礦區(qū)優(yōu)質(zhì)氣煤競爭，故選后產(chǎn)品的灰分不宜定得過低。根據(jù)濟北礦區(qū)某選煤廠3＃煤的浮沉資料分析得出，當(dāng)生產(chǎn)灰分≤12%的優(yōu)質(zhì)動力煤時，其產(chǎn)率增加幅度最大。比生產(chǎn)灰分為9%的煉焦配煤產(chǎn)品時，每年提高產(chǎn)量約18萬噸，增加利潤約2000萬元以上。所以，建議對濟北礦區(qū)某選煤廠產(chǎn)品定位，宜以生產(chǎn)灰分≤12%的優(yōu)質(zhì)動力煤為主。

　　[案例] 陜西省黃陵礦區(qū)某礦的弱粘煤，雖然具有低內(nèi)水、低灰、低硫、高發(fā)熱量等優(yōu)良煤質(zhì)特性，但是，并不是高爐噴吹的理想用煤。因揮發(fā)分較高（Vdaf=33.75%屬中高揮發(fā)分）、磷分較高（Pt.d=0.067%屬中磷）、煤灰成分中可作為高溫條件下噴吹煤粒骨架的Al2O3含量低（僅為21.67%），作為高爐噴吹煤并不理想。

　　國內(nèi)高爐噴吹煤市場需求量有限，年需高爐噴吹煤20.00Mt/a左右。而本礦煤炭因煤質(zhì)方面的原因，作為高爐噴吹煤并不理想，與周邊省份的礦區(qū)如晉城、陽泉礦區(qū)的無煙煤、潞安礦區(qū)的貧煤相比，質(zhì)量差距較大，作為高爐噴吹煤其市場競爭力不強，銷路難以打開。另外，弱粘煤作為煉焦配煤市場用量更不大。故黃陵二號煤礦將高爐噴吹煤和配焦煤作為主要產(chǎn)品方向，原煤基本全部洗選，生產(chǎn)低灰精煤產(chǎn)品的加工原則，是不盡合理的。

　　據(jù)了解，該選煤廠試運行期間，因高爐噴吹煤和煉焦配煤市場推不開，末精煤產(chǎn)品銷路不暢，致使其末煤重介分選系統(tǒng)和干擾床煤泥分選系統(tǒng)長時間閑置不用，造成了浪費。

　　本案例充分證明了煤質(zhì)條件和市場需求對確定正確的產(chǎn)品方向，制定合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有著舉足輕重的影響，具有典型意義。

　　3、《可研報告》中市場分析普遍存在的共性問題

　　（1）市場分析涵蓋國際和國內(nèi)，內(nèi)容空泛，與可研項目本身掛鉤不緊密。

　?。?）對目標(biāo)市場用戶的分析不夠具體；缺少最終用戶煤炭需求意向的文字協(xié)議。

　　對目標(biāo)市場的具體分析和向用戶供煤的文字協(xié)議均是國家發(fā)改委核準(zhǔn)項目的重要條件之一，是不可或缺的，切忌空對空。（最簡單的道理：如果沒有用戶，開礦就沒有必要，國家不提倡用新開礦井的產(chǎn)品去擠兌現(xiàn)有市場，這是浪費資源。）