毕业设计（论文）-兴隆庄3.0Mta矿区型炼焦煤选煤厂初步设计.docx

中国矿业大学2013届本科生毕业设计 目录第一部分第一章 概述11.1 设计规模及工作制度11.2 矿区及选煤厂概况11.3选煤工艺11.4选煤厂主要技术经济指标2第二章 选煤工艺52.1 煤质特征及其可选性52.1.1 煤质资料的审查及分析52.1.2两矿原煤可选性研究及分组分级讨论202.2 选煤方法及工艺流程可行性362.2.1 选煤方法选择的原则362.2.2 初步选定方案评述362.2.3 方案预测382.2.4 预测方案技术经济比较612.3 选定流程的介绍。642.3.1 流程的叙述642.3.2 设计工艺流程的整体描述及工艺流程图662.4 工艺流程的计算672.4.1 数质量流程计算672.4.2 介质流程计算682.5 工艺设备的选型和计算802.5.1 主要工艺设备选型原则与各车间不均衡系数812.5.2 主要设备选型与计算812.6 选煤工艺布置922.6.1 总平面布置922.6.2 原煤受煤、配煤922.6.3 准备车间922.6.4 原煤仓922.6.5 主厂房922.6.6产品仓942.6.7 煤泥压滤车间942.7 生产技术检查952.7.1 数量检查952.7.2、质量检查952.7.3 技术检查取样设置972.7.4 检查室布置98第三章 建筑物及构筑物993.1 设计原始资料993.1.1 概况993.1.2 气象资料993.2 建筑物及构筑物993.3 行政福利建筑及居住区100第四章 给水排水1014.1给水水源1014.2用水量和水压1014.2.1 用水标准及用水量1014.2.2 水压1014.2.3 其他1014.3 水质1014.4 给水系统1024.4.1 生活、消防给水系统1024.4.2 生产清水给水系统1024.4.3 管网形式及敷设1024.5 排水系统102第五章 采暖、通风及供热1035.1 概述1035.1.1、采暖设计一般原则1035.1.2、设计依据1035.1.3、气象资料1035.2采暖1035.2.1、采暖方式1035.2.2、热媒1035.2.3、采暖系统形式及采暖设备1045.3通风除尘1045.4供热管网104第六章 电气1056.1 供配电1056.1.1 电源及供电方式1056.1.2 供配电系统1056.1.3 照明1066.1.4 防雷及接地1066.2集中控制与自动化1076.2.1 概况1076.2.2 集中控制方式1076.2.3 自动化控制网络1076.2.4 控制系统及设备1076.2.5 自动化系统1076.2.6 通讯调度108第七章 生产辅助设施1097.1 机电修理车间1097.2 介质库1097.3 浮选药剂库1107.3.1油罐容量确定1107.3.2卸油及输油设备选择1107.4 压风机房110第八章 铁路运输1118.1 本厂区各铁路专用线的技术条件1118.2 股道设置111第九章 工业场地总平面1129.1 原始资料1129.2 总平面布置1129.2.1 布置原则1129.2.2 场地功能区分1129.2.3 总平面布置1129.2.4 厂内运输1139.2.5 场地利用系数及绿化113第十章 技术经济11410.1劳动定员及劳动生产率11410.1.1 劳动定员11410.1.2 劳动生产率11410.2 成本核算11610.2.1产品销售收入11610.2.2分离前成本11710.2.3分离后成本11810.2.4财务分析119第十一章 环境保护12011.1 主要污染源及其控制措施12011.1.1 主要污染物和污染源12011.1.2 粉尘污染及控制12011.1.3 噪声污染及控制12111.1.4 污废水处理12111.1.5 固体废物处理处置12111.2 厂区绿化121第十二章 劳动安全123第二部分1概算编制说明1251.1工程概况及投资范围1251.2编制依据及取费标准1251.2.1编制依据：1251.2.2概算指标：1251.2.3价格：1251.2.4取费标准1251.2.5基本预备费1261.2.6概算总投资1262概算汇总表126第三部分选煤厂工艺布置1421.我国近年厂房布置的特点1422.澳大利亚模块式重介选煤厂1422. 1选煤工艺方面1422. 2工艺布置方面1433车间工艺布置1443-1各主要车间的平面布置原则1443-2 选煤厂车间工艺设备布置1454选煤厂工艺布置的建议1455结论146第四部分1 英文翻译原文1472 中文译文158附录图纸列表166参考书目167致 谢169目录 5 中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第5页第一章 概述1.1 设计规模及工作制度一、选煤厂类型本设计为处理能力3.00Mt/a矿区型炼焦煤选煤厂，入选兴隆庄矿区1层煤和2层煤。其中1层煤占27%，2层煤占73%。二、工作制度按煤炭洗选工程设计规范GB50359-2005的规定，本选煤厂的工作制度为年工作330天，每天工作16小时。两班生产，一班检修。全套图纸加扣 30122505821.2 矿区及选煤厂概况一、厂区位置及交通概况兴隆庄矿井地处中国儒家文化发祥地的孔孟之乡，公路四通八达，104国道沿井田东部通过，兖济公路沿井田西部通过，兖邹公路贯穿井田范围，区内地势平坦，矿井北距兖州市8km，东距程家庄2.1km，东南距邹城市14km，交通十分便利，具有得天独厚的地理条件。二、厂区地理概况1、地形地貌及水系本区属温带半湿润季风区，大陆性气候，极端最高气温40以上，极端最低气温10。年平均气温14.1，年平均降水量712.7毫米，年平均风速2.73米/秒。本区地表水体不发育，主要河流为雷河，流经勘探区南部边界附近，最高洪水水位为32.5m。其余均为季节性河流，雨季水位上涨，流量增大，旱季水量减少，甚至无水。2、气象本区属大陆海洋性气候，夏季炎热多雨，春冬寒冷多风，年平均降水量为862.29mm,降雨多集中在7月份，历年平均254.4mm，占全年降水量的29.5%。春冬季多北风、西北风，最高风速达29.6m/s且平均风速为四季最大,受干冷空气控制，气温低，降水少，多寒潮大风；夏季炎热多雨，多西、西北风，平均风速为3.1m/s；秋季气温下降迅速，降水量减少，风轻气爽。全年主导风向为西北风。历年无霜期为210d,年平均气温14.3，最高41，最低零下12，12月至3月为冻期，最大冻土0.19m。3、地震根据全国地震区规划图，本区抗震设防烈度为6度，建构筑物均按6度抗震设防。1.3选煤工艺1层和2层入洗比例为27:73，根据原始煤质资料及用户的要求的灰分级别，此时原煤可选性为极难选。经过八种入洗工艺的方案比较后，本选煤厂采用50-0mm跳汰粗选-两产品重介旋流器精选和粗煤泥干扰床分选-细煤泥直接浮选联合工艺。具体工艺为：原煤经过50mm分级筛分，大块手选除杂后经过破碎到-50mm，然后与-50mm粒级混合进入主厂房的两个跳汰缓冲仓，通过给料机进入跳汰进行粗选，中煤和矸石通过斗式提升机脱水后转送到转载皮带运往各仓，溢流进入0.5mm脱水筛，筛上物进入混料桶，然后通过量两产品重介旋流器精选，脱水筛下煤泥水和精煤磁尾以及精煤离心液进入精煤泥桶，通过分级旋流器0.25mm分级，溢流直接浮选，底流和中煤磁尾以及中煤离心液等进入中煤泥桶，通过浓缩旋流器分级，底流进入干扰床分选机分选，得到中煤泥和精煤泥。跳汰出的矸石就是最终的矸石；跳汰中煤、重介中煤和干扰床中煤最终混合作为中煤；重介精煤、干扰床精煤和浮选精煤混合作为最终精煤；浮选尾煤进入尾煤浓缩机经浓缩后压滤为煤泥产品出售。四、产品品种及用途精煤：Ad=7.50%,主要销往沪、皖、苏、浙等省市，用作炼焦（配）煤。中煤：Ad=34.06%,主要用作动力配煤和民用。矸石：Ad=79.57%,主要以地销为主，供应周边地区制砖厂或铺路。煤泥：Ad=30.58%,销售给当地居民。五、铁路运输厂区的铁路线，西与京九铁路相通，向东至石臼所新港，矿区铁路经大东章集配站与津浦铁路相接，公路四通八达，104国道沿井田东部通过，兖济公路沿井田西部通过，兖邹公路贯穿井田范围，区内地势平坦，矿井北距兖州市8km，东距程家庄2.1km，东南距邹城市14km，地理位置十分优越，能够保证产品及各种材料有很好的运输条件。站场主要干线为7股：一股材料、油脂、介质线，两股装车线，一股停车整备线，两股机车正线,一股调车线。两股正线与国铁相通，其他铁路线与两股正线相通。1.4选煤厂主要技术经济指标主要技术经济指标见表1-2-1。表1-2-1 主要技术经济指标表顺序指标名称单位指 标备注1选煤厂类型矿区型2处理能力（1）年处理能力万t300（2）日处理能力t9090.1（3）小时处理能力t568.23设计工作制度（1）年工作天数d330（2）日工作小时h164原煤质量牌号气煤灰分17.485煤的可选性极难选6选煤方法跳汰、重介、干扰床、浮选7选后产品质量（灰分/水分）（1）精煤7.50/10.10（2）中煤34.06/17.87续表1-2-1主要技术经济指标表顺序指标名称单位指 标备注（3）矸石79.57/27.00（4）煤泥30.58/24.008选后产品产率（1）精煤79.17（2）中煤8.96（3）矸石9.92（4）煤泥1.959选后产品年产量（1）精煤万t238（2）中煤万t27（3）矸石万t30（4）煤泥万t610全厂在籍人数人185其中：生产工人16211劳动生产率（1）全员效率t/工68.35 （2）生产工效率t/工75.7612吨煤用水量（1）清水m3/t0.20（2）循环水m3/t3.2313吨煤电耗kw.h7.514重介系统吨煤介耗Kg/t0.9915建设项目静态总投资万元22480.76其中：土建工程万元17066.44 设备购置万元3140.76 安装工程万元364.76 其他费用万元1908.80 工程预备费万元1272.5016入选一吨原煤的投资元74.9417入选一吨原煤的加工费用元23.7018投资回收期年0.19 中国矿业大学2013届本科生毕业设计 第91页第二章 选煤工艺2.1 煤质特征及其可选性建一座现代化煤炭选煤厂，对其煤质进行分析和评述就是对煤进行“号脉诊断”。设计就是以入洗原煤资料为基础，进行透彻煤质分析，把握准确原煤特性，设计出适合于入选原煤实际特性的工艺流程,即“对症下药”，以便为选煤厂洗选加工创造出更大的经济效益。众所周知，由于成煤环境和成煤条件不同，导致煤炭赋存状况和煤质方面的差异。因而不同煤田、不同矿区的煤质千差万别，有时候即便同属一块煤田，但在不同的井田，甚至不同的采区，不同的层位，其煤质的变化和区别也非常大。如何将被选原煤的“脉”号准，是选煤工艺设计必须重视的基础问题。所以，建设现代化选煤厂，至关重要的问题是选煤工艺设计必须符合不同矿区不同的煤质特性。为了进一步了解煤的内在性质，以制定合理的选煤工艺流程，下面将原煤资料进行如下分析：2.1.1 煤质资料的审查及分析一、资料审查对原煤资料的分析，首先要特别重视煤质资料的代表性。用不具代表性或代表性差的筛分、浮沉资料提供设计，是对设计的误导，后果严重。因此，对煤质资料的代表性问题应该引起高度重视。现将原煤资料可靠性分析如下：1、原煤矿样是该厂设计入洗兴隆庄1层、2层的建井煤质资料，没有用相邻矿井和其他资料作替代资料，故该矿样具有高度的代表性。2、该矿样是经过采样、试验、制样、化验、计算等工序完成的，各工序都可能产生误差。如果误差超过一定限度，不仅影响资料的准确性和可靠性，甚至判定该资料不能使用，所以筛分、浮沉试验都要按国家标准GB/T477-1998煤炭筛分试验方法、GB478-87煤炭浮沉试验方法和行业标准MT-93煤粉筛分试验方法、MT57-93煤粉浮沉试验方法进行审查。（1）、试验过程中试样重量损失的审查：对筛分或浮沉试验资料，试验前后煤样的重量的差值比不得超过2%。即 1=（煤样总质量毛煤质量）/煤样总质量=2%；对于1层：1=(5548.95539.9)/5548.9=0.16%2%，小于规定的重量损失百分数，资料可用；对于2层：1=(5436.55434.77)/5436.5=0.32%2%，小于规定的重量损失百分数，资料可用；（2）、试验结果的灰分差值：筛分试验前总样灰分与试验后各粒级产物灰分的加权平均值的差值，以及浮沉试验前煤样灰分与试验后各密度级产物灰分的加权平均值的差值，按其灰分不同、粒度不同有不同的规定。（3）、筛分试验的审查：对于筛分试验，煤样灰分20%，相对差值不超过10%；煤样灰分20%，绝对差值不超过2%。2=（筛分试验前总样灰分试验后各粒级产物灰分的加权平均值）/筛分试验前总样灰分；对于1层：2=29.7329.53=0.20%2%，小于规定的重量损失百分数，资料可用；对于2层：2=(12.5612.951) /12.56=3.11%10%，小于规定的重量损失百分数，资料可用；（4）、浮沉资料的审查：对于浮沉资料，粒度大于或等于25mm时，煤样灰分20%，相对差值不超过10%；煤样灰分20%，绝对差值不超过2%；最大粒度小于25mm时，煤样灰分0.2时,采用调整各密度级的数量,各密度级的灰分不变,使其实验前后的灰分相等。=100（A后-A前）/（A+1.8-A-1.8） （公式2-4）式中：为调整的数量，%A前校正前灰分，%A后校正后灰分，% A+1.8+1.8密度级灰分，%A-1.8-1.8密度级灰分，%在A后A前的情况，为负值，即+1.8密度级减量，而-1.8累计的密度级增量。在计算出以后，还应该用比例关系分别计算出-1.8每一个密度级调整后的数量百分数n=n（1-/-1.8） （公式2-5）式中：n-1.8中的某密度级n调整后的数量百分数，%n-1.8中的某密度级n调整前的数量百分数，%-1.8-1.8所有密度级数量百分数的累计数，%三、煤质分析为了采用合理正确的工艺方法，将煤质资料的数据规律和分析内容与选煤方法的选择、工艺环节的设置、流程的制定、甚至与产品的定向定位结合起来，为下一步工艺设计做基础，现将煤质特征分析如下：1、1层煤工业分析表2-1-1 1层煤煤样工业分析结果表煤样水分灰分挥发分全硫胶质层厚度，mm粘结性Mad %Ad %Vdaf %St,d %XYGRI毛煤2.7429.7339.130.7222.60精煤（-1.4）1.066.6740.370.4531.7858.017.0由表2-1-1可知：（1）由于原煤灰分为29.73%大于10.0%，所以应当依据减灰后的工业分析相关数据进行分类。煤样挥发分Vdaf(%)=39.13，初步判断此煤属于烟煤大类，可能为肥煤、1/3焦煤、气煤、1/2中粘煤、不粘煤，再根据粘结指数GR.I.和胶质层最大厚度Y确定牌号，查煤化学（P150）表9-6，确定此牌号为气煤。（2）根据选煤工艺设计与管理P40表3-1煤中灰分和硫分等级划分可知：此煤灰分为：29.73%，属于中灰分煤；硫分为0.72%，属于低硫煤，不需要考虑脱硫。2、2层煤工业分析表2-1-2 2层煤煤样工业分析结果表煤样水分灰分挥发分全硫胶质层厚度，mm粘结性Mad %Ad %Vdaf %St,d %XYGRI毛煤3.0212.5634.650.27731629.03精煤（-1.4）2.585.7140.140.2647.58.031.1由表2-1-2可知：（1）煤样挥发分Vdaf(%)=34.65，初步判断此煤属于烟煤大类，可能为肥煤、1/3焦煤、气煤、1/2中粘煤、不粘煤，再根据粘结指数GR.I.和胶质层最大厚度Y确定牌号，查煤化学（P150）表9-6，确定此牌号为气煤。（2）根据选煤工艺设计与管理P40表3-1煤中灰分和硫分等级划分可知：此煤灰分为：12.56%，属于低灰煤；硫分为0.27%，属于特低硫煤，不需要考虑脱硫。综合：由1层煤和2层煤的工业分析结果可知，两者均为气煤。根据目前煤炭工业对煤炭的综合利用，气煤是一种变质程度较低的炼焦煤，在我国的炼焦煤资源中所占比例最大。气煤的挥发分指标较高，为28.0%-37.0%，粘结性指数在50-65之间。由于挥发分高，生成的焦炭呈长条形，很多纵向裂纹，块度小，抗碎强度和耐磨强度均较差。一般在配煤炼焦时多配入气煤，可增加产气率和化学产品的回收，同时能增加焦炭的收缩度，减少膨胀压力。加之两层原煤的硫分含量相差很小，这为混合入洗确立了先决条件，具体情况还需后续进一步分析。3、1层原煤的筛分资料分析表2-1-3 1层煤原煤筛分试验报告表粒级mm产物名称产率质量Qgr,d重量kg占全样%筛上累计%Mad %Ad %St,d %MJ/kg100手选煤487.08.7912.72 12.64 0.4728.30夹矸煤硫铁矿矸石326.05.88514.6761.32 87.35 0.611.68小计813.014.67514.6762.16 42.60 0.5318.2210050手选煤602.010.8672.88 12.86 0.5129.23夹矸煤硫铁矿矸石238.34.30229.8441.30 84.09 1.022.27小计840.315.16829.8442.43 33.06 0.6521.5850合计1328.622.7031,653.329.84329.8442.30 37.75 5025煤663.011.96841.8122.50 28.18 0.5323.482513煤935.116.87958.6913.00 26.82 0.6223.91136煤632.611.41970.1102.64 28.62 0.7023.1363煤644.211.62881.7392.82 25.74 0.8624.2530.5煤736.513.29495.0312.52 23.53 0.8624.820.50煤275.24.968100.0002.52 23.57 0.7824.98500合计3,886.670.1572.6526.110.71 26.32 毛煤总计5,539.9100.0002.5529.530.68 29.73 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫化铁）4,975.689.8142.6923.150.67 23.35 由表2-1-3可知：（1）+50mm粒级中，大块可见矸石含量为10.187%，根据选煤工艺设计与管理P42表3-5入厂原煤含矸量等级（参考值）可知：此煤的含矸等级为高含矸煤。理论上需要对其进行块煤排矸，具体方案需综合两矿煤煤质情况才能确定。（2）+50mm粒级煤含量为19.657%，灰分为12.56%，含量较大，灰分10%，所以入选粒度不易过大。（3）原煤50-0.5mm各粒级的质量百分数相近，说明原煤的粒度分布均匀；随着粒度的减少灰分减少，说明细粒级中含煤较多，煤质较矸石而言较脆。（4）10%,所以入选粒度不易过大。（3） 原煤主导粒级为25-13mm,占原煤总量的19.43%，次主导粒级为13-6mm，占原煤总量的16.74%。3mm粉煤产率为17.43%，因此制定流程与设备的选型应考虑此因素。 （4）原煤的灰分随粒度的降低，无明显的降低趋势，说明原煤为不易碎煤。（5）原生煤泥（-0.5mm粒级）的灰分比相邻近粗粒级灰分均高，由此可以初步判定矸石存在一定的泥化现象，故该煤洗选的煤泥水处理较为复杂。综合以上分析可知，两矿原煤牌号相同，都属于气煤。根据目前煤炭工业对煤炭的综合利用，该煤种既能作为气化用煤，也是良好的配煤炼焦的基础煤，故主要用作炼焦配煤；且两矿煤性质基本相近，硫分含量悬殊较小，为混合入洗提供了先决条件（最终确定根据分组分析）。5、1层原煤浮沉资料分析根据前面所述的原煤浮沉资料的审查，该资料准确可信，对指导设计有很大的作用，下面将该矿的浮沉资料分析如下：第二章 选煤工艺 91表2-1-5 1层煤50-0.5mm自然级筛分浮沉试验报告表筛分5025mm2513mm136mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级11.96828.1816.87926.8211.41928.62Kg/L占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%2.019.312.26886.7817.252.79686.5319.302.12784.17合 计100.0011.74526.02100.0016.20724.93100.0011.02226.20煤 泥1.860.22324.433.980.67225.213.480.39727.28总 计100.0011.96825.99100.0016.87924.94100.0011.41926.241层煤50-0.5mm自然级筛分浮沉试验报告表(续)筛分63mm30.5mm500.5mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级11.62825.7413.29423.5365.18826.53Kg/L占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%2.016.291.75682.8713.211.59781.3617.0510.5484.72合 计100.0010.78023.53100.0012.08821.12100.0061.8424.37煤 泥7.290.84827.649.071.20625.015.133.3525.95总 计100.0011.62823.83100.0013.29421.48100.0065.1924.46由2-1-5可知：（1）、由该煤样自然级50-0.5mm及浮沉试验综合表可以看出：该矿的主导密度级为1.301.40kg/L，占该矿样的500.5mm级的47.08%，占该矿全样的28.06%，小于1.30kg/L的适中，占全样8.84%，这表明精煤产率适中，有利于分选。（2）、煤样中中煤（1.5-1.8 kg/L）的含量为11.66%，由此可大致判断出来该煤的可选性一般。综上可以发现，1.8 kg/L的含量为13.28%，该煤样的密度分布是“两头多中间少”，可以粗略的判断出，该煤样在灰分要求不低的情况下可选性较好。在具体的灰分要求下，用0.1邻近密度物含量法来判定煤的可选性。（3）原煤中2.0 g/cm3的产率为12.40%，灰分为84.72%，因此矸石含量较多，初步考虑需进行机械排矸。（4）随着粒度的降低，低密度级（-1.301.40 g/cm3）和中间密度级（1.40-1.80 g/cm3）含量无明显变化趋势，说明该煤硬度中等。随着粒度的降低，高密度级（+2.00 g/cm3）含量降低，但灰分无明显变化，说明矸石硬度中等。由表2-1-6分析可知：该煤样经过破碎可得到较好的解离，得到部分低灰煤，但50mm以上粒级含量较少，仅占19.66%，且由于破碎时还会导致细粒级增多，增大煤泥量，所以是否破碎需要经过后续讨论。表2-1-6 1层煤50mm破碎级筛分浮沉试验报告表筛分5025mm2513mm136mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级17.49139.326.30639.202.93734.36Kg/L占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%2.036.586.38087.9435.652.24187.5231.530.92487.09合 计100.0017.44139.71100.006.28539.10100.002.93235.30煤 泥0.290.05122.250.330.02123.450.170.00539.89总 计100.0017.49139.66100.006.30639.05100.002.93735.31表2-1-6 1层煤50mm破碎级筛分浮沉试验报告表(续)筛分63mm30.5mm500.5mm浮沉产率%灰分%产率%灰分%产率%灰分%密度级1.41830.951.13627.9929.28837.95Kg/L占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%占本级%占全样%灰分%2.027.440.38786.3822.930.25685.8934.9110.18887.66合 计100.001.41031.46100.001.11628.10100.0029.18338.29煤 泥0.560.0084