毕业设计（论文）-王各庄2.4Mta炼焦煤选煤厂初步设计.docx

摘要设计内容为王各庄2.4Mt/a炼焦煤选煤厂初步设计。主要产品为炼焦用煤。通过对原煤资料的分析、综合，绘制了入选原煤的可选性曲线，并对其可选性进行了评定。预先选定三种方案，通过技术上和经济上的比较，得出混合入选且精煤灰分定为9%时的入选方案所获得的经济效益最高。在此方案下完成了工艺流程计算、设备选型、厂房布置、经济概算、图纸绘制等工作。结合原煤煤质特点，选用不脱泥无压三产品重介旋流器和煤泥浮选联合选煤生产工艺。该选煤厂煤泥水系统实现了洗水闭路循环，当系统中的水量不足时适当补加清水，全厂洗水达到平衡。在设备的选择上，尽量选用同一型号或同一系列的设备，能选大型的设备尽量选用大型设备。关键词：选煤厂；初步设计；重介质旋流器；浮选 全套图纸加扣 3012250582AbstractThe design content is the wanggezhuang area 2.4 Mt/a coking coal preliminary design of coal preparation plant. The main products for coking coal. Through the analysis of the data of raw coal, comprehensive, mapped the selected raw coal washability curve, and its optional sex is assessed. Selected three kinds of solution in advance, through technical and economic comparison, concluded that mixed selected and cleaned coal ash as 9% when the highest economic benefit gained by the selected scheme. Under the plan to complete the process calculation, equipment selection, plant layout, economic budget, drawing, etc. Combining with the characteristics of raw coal coal and choose not to take off the mud pressureless three products heavy medium cyclone and joint coal slime flotation process.The coal slime water system has realized the washing water closed-circuit circulation, when water shortage in the system, the appropriate addition of water, wash water factory equilibrium. On the choice of equipment, try to choose the equipment of the same type or the same series, can choose the large equipment as far as possible is a large equipment.Key words: Coal preparation plant; Preliminary design; Heavy-media cyclone; Flotation目录前言11厂区概况21.1项目隶属关系及地理位置21.2水文地质条件21.3工程地质和地震情况31.4气候特征31.5水源供应及电源供应条件31.6建筑材料供应32原料煤基地42.1原料煤生产及供应42.2 煤层及煤质43 煤质资料分析53.1煤样工业分析指标及筛分浮沉资料53.1.1 原煤筛分试验结果表53.1.2 原煤浮沉试验结果表73.2 煤样筛分资料整理分析与综合103.2.1 筛分资料综合103.2.2 筛分资料综合结果分析123.3 浮沉资料综合与灰分校正143.3.1 浮沉资料综合143.3.2 浮沉资料的灰分校正164 原煤可选性评定与工艺流程制定174.1 可选性曲线评定与产品结构174.1.1 入选煤层可选性曲线评定174.1.2 选煤产品方向214.1.3 选煤方案经济对比214.1.4方案分级入选214.1.5方案III分级入选344.1.6方案经济比较及选煤方案的确定414.2 煤方法与工艺流程的制定424.2.1 原则工艺流程制定434.2.2 工艺流程过程435 选煤产品计算445.1 原煤准备作业计算445.1.1 预先筛分作业445.1.2 手选作业445.1.3 破碎455.2 分选指标的计算455.2.1重介旋流器455.3介质流程计算475.3.1流程计算所需的各项指标475.3.2给料中煤泥水计算485.3.3补加浓介质性质计算495.3.4 产品的平均粒度和密度计算495.3.5 工作介质性质计算505.3.6 旋流器一段分选作业计算505.3.7 精煤脱介作业计算535.3.8 旋流器二段分选作业计算555.3.9 中煤脱介作业计算575.3.10 矸石脱介作业计算605.3.11 分流量、补充水及补加浓介质量计算625.3.12 煤泥重介旋流器作业计算645.3.13 精煤段磁选作业计算655.3.14粗煤泥筛分作业计算665.3.15 中煤段,矸石段磁选作业计算685.3.16 浓缩作业计算705.3.17 补加新介质及稀释用水量计算705.4 数质量流程计算715.4.1 工作悬浮液715.4.2 精煤段715.4.3 精煤产品离心脱水745.4.4 中煤段755.4.5矸石段765.4.6 浮选775.3.7尾煤浓缩和压滤785.4.8 水量平衡计算786 原煤准备作业设备的选型与计算816.1 预先筛分设备816.2 破碎设备816.3 三产品重介质旋流器826.4 脱介设备选型与计算826.4.1 精煤脱介筛分设备选型与计算826.4.2 中煤脱介筛分设备836.4.3 矸石脱介筛846.5 磁选机856.6 介质桶866.7 离心脱水机设备866.8 高频振动筛选型与计算876.9 浓缩设备选型与计算886.10 浮选设备896.11 浮选精煤过滤机906.12 浮选尾煤压滤机906.13 辅助设备的选型与计算906.13.1 输送机的选型计算916.13.2 水池的选型与计算936.13.3 给煤机的选型计算936.13.4 泵的选型计算947 主要生产车间工艺布置957.1 原煤受储车间工艺布置957.1.1 储煤仓的工艺布置957.2 筛分车间工艺布置957.3 三产品重介洗煤车间工艺布置957.4 浮选车间工艺布置957.5 产品装车仓工艺布置968 车间和厂区工作环境和环境保护978.1 粉尘的危害与防治978.1.1 粉尘的形成及其危害978.1.2 粉尘的治理978.2 噪音的危害与防治988.3 工业场地环境保护与绿化988.3.1 选煤厂污染及其控制988.3.2 厂区绿化999 选煤厂技术经济指标1009.1 选煤厂劳动定员编制1009.1.1 选煤厂生产工人劳动定员明细表1009.1.2 劳动定员汇总表1009.2设计成本计算1019.2.1总成本1019.3 分离后成本1019.4 工程概算1039.5 经济评价1049.5.1 总利润1049.5.1 投资利润率1059.5.3 投资收益率1059.5.4投资回收期1059.6 主要技术经济指标10610 结论107致谢108参考文献109附录A110附录B118辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言煤炭工业是我国国民经济的基础产业，随着经济的高速增长和对外开放的全方位展开，中国已经成为全球第一大煤炭生产国、第二大能源消费国。全国已探明煤炭资源储量为10201亿吨。其中，煤炭基础储量为3341亿吨，煤炭资源量为6872亿吨。因此，我国以煤炭做为主要能源的格局在很长时间内不会有根本性变化。煤炭既是燃料，也是工业原料，广泛的应用于冶金、电力、化工、城市煤气、铁路、建材等国民经济各部门，在我国矿物能源储量和能源消费结构中煤炭所占的比例均为70%左右。煤炭是我国的基础能源。近年来，受国民经济快速发展的推动，我国煤炭产量和消费量呈现快速增长的势头。我国是目前世界最大的煤炭开采和消费国家。在未来的几十年内，煤炭在我国能源的重要地位不会有根本性改变。煤炭是不可再生资源，为了使煤炭资源得到充分的利用，我们应对开采的原煤进行机械和化工加工。我国煤炭资源丰富，但是人均占有量少，煤炭资源的地理分布极不平衡，呈北多南少，西多东少的特点，各地区的煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。我国炼焦煤的特点是：分布不均。山西省炼焦煤储量占全国54.52%，其他地区储量不大；煤种比例与需求相比极不协调。气煤储量占炼焦煤保有储量比例较大。各煤种质量及可选性差别较大。炼焦用煤的质量指标为：灰分，一般焦炭灰分每升高1%，炉渣量约增加3%，每吨生铁消耗焦炭量增加1.7%2.0%，生铁产量约降低2.2%3.0%，炼焦用煤灰分一般控制在10%以下，最高不超过12.5%，炼焦配煤的灰分最高不超过16%；硫分，焦炭含硫会高会增大生铁的热脆性，通常焦炭硫分每增加0.1%，煤炭消耗量增加1.2%2.0%，生铁产量减少2%，此外，煤炭含硫量高还会造成环境污染。选煤是充分利用煤炭资源的最有效的方法之一。通过对原煤的洗选加工，减少原煤中的含矸量，改善煤炭资源的质量3。对于煤炭企业，为了使煤炭资源得到充分的利用，必须进行机械加工和化学加工。实践证明，选煤是提高煤炭使用价值，充分利用煤炭资源最经济而有效的加工方法之一。原煤通过选煤和筛分加工后，可改善煤炭产品质量，生产出满足不同用户需求的、不同规格的产品，进而减少矸石的无效运输，提高煤炭利用率，节约能源，同时会给企业带来丰厚的经济效益。因此，对煤炭进行洗选加工，建立选煤厂是非常必要的。1厂区概况1.1项目隶属关系及地理位置王各庄矿位于唐山市东北部，距唐山市约30Km，有专用铁路、公路与外界相通。地处华北北部，临近京、津地区和东北老工业基地，向南、向东毗邻天津港、京唐港，紧邻古冶车站和京津唐高速公路，交通运输十分便利。1.2水文地质条件拟建场地在地貌上属于山前平原，地势北高南低。场地内未发现河道、沟、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，地层基本稳定。未发现不良地质作用，适宜建筑。在勘察深度范围内未发现地下水，该场地附近无污染源且远离污染源，根据以往工程经验，该场地土无腐蚀性，故设计施工时可不考虑本场地地下水和土对混凝土、混凝土中钢筋、钢结构等建筑材料的腐蚀性。1.3工程地质和地震情况根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中提供的地震动参数区划，本区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为A.0.2-1第一组。1.4气候特征区内属于暖温带半湿润季风型大陆性气候。具有冬季干燥、夏季湿润、降水集中、季风显著、四季分明等特点。全年平均气温在10-11.3之间，年最高气温38.1，最低-19，全年最低气温一般在每年的一月份，平均-15.4。区内降雨多集中在6-9月份，春季少，时有早春。年平均降水量554.9mm，年最大降水量934.6mm，年最小降雨量372mm，日最大降雨量186.8mm，年最大蒸发量2714.3mm，年最小蒸发量360.4mm。当地的风随季节变化而变化。冬季受西伯利亚较强冷空气影响，该地区盛吹西北风；夏季，受海洋暖湿气团影响，盛吹偏南风；春秋两季是冬季风和夏季风的过度季节，风向多变。1.5水源供应及电源供应条件1）水源选煤厂生产、生活及消防用水水源取自自备矿井水。2）电源选煤厂电源接自矿井电源。1.6建筑材料供应本工程所用的建筑材料购置方便，均可由当地采购2原料煤基地2.1原料煤生产及供应煤质资料分析与综合的目的是为了进一步了解煤的内在特性，根据工业对煤质的要求，制定合理的选煤工艺流程,掌握综合原煤的特性，绘制可选性曲线，评定原煤可选性以及进行工艺流程的计算。选煤厂主要入选邻近王各庄等矿的原煤。王各庄矿生产能力约2.4Mt/a，采用胶带输送机运输到厂。另外，周围地方煤矿年生产能力约为8.00Mt。可以收购作为补充煤源。选煤厂煤源稳定可靠。该设计厂型为矿井型炼焦煤选煤厂，年生产能力2.4Mt/a，每年工作330天，每天选煤16h，主要用作炼焦煤。按固定比例混合入选A、B层煤，煤层系数K1=60%，K2=40%。2.2 煤层及煤质选煤厂后主要入选邻近王各庄等矿的原煤。王各庄矿精煤大都为单一煤层煤，按照中国煤炭分类标准（GB5751-2009）属于焦煤。开滦炼焦煤粘结性好，粘结指数均大于85，单独炼出的焦炭热性质较好。王各庄矿精煤胶质层厚度大于25mm。开滦矿区炼焦煤品种丰富，主要为肥煤、焦煤，部分煤层为瘦煤，炼焦精煤粘结性好，单独炼出的焦炭热性质较好，适应市场能力强。3 煤质资料分析煤质资料分析与综合的目的是为了进一步了解煤的内在特性，根据工业对煤质的要求，制定合理的选煤工艺流程,掌握综合原煤的特性，绘制可选性曲线，评定原煤可选性以及进行工艺流程的计算。3.1煤样工业分析指标及筛分浮沉资料原煤的煤质资料是制定选煤工艺流程、进行流程计算和设备选型的基本数据。煤质资料分析与研究的目的是为了进一步了解煤的内在特性和制定合理的选煤工艺流程。煤质资料综合的目的是为了掌握综合原煤的特性，绘制粒度特性曲线和可选性曲线，进行工艺流程的计算，是选煤厂设计的基础工作。3.1.1 原煤筛分试验结果表表3-1 A层原煤筛分试验结果表Tab.3-1 Results of A coal bed natural grade screen test粒级/mm产物名称产率灰分占本层/筛上累计/Ad/100煤2.01 21.66夹矸煤4.73 55.76矸石3.98 94.07 小计10.72 10.7263.59 10050煤3.60 21.47 夹矸煤5.52 55.61 矸石3.66 91.65 小计12.78 23.5056.31 50合计23.5023.5059.6350合计（去矸）15.8643.605013煤40.92 64.42 45.66136煤15.8280.24 38.15 63煤9.1389.37 37.14 30.5煤7.7397.10 34.11 0.50煤2.90100.00 34.16 500合计76.5041.48 毛煤总计100.0045.75 原煤合计（除去大于50mm级矸石和硫化铁92.3641.85表3-2 B层原煤筛分试验结果表Tab.3-2 Results of B coal bed natural grade screen test粒级/mm产物名称产率Ad/St/占全样/筛上累计/5013煤33.6033.6054.82136煤25.4059.0035.770.9863煤18.0077.0033.121.4230.5煤17.7894.7825.330.970.50煤5.22100.0024.490.86500合计100.0038.850.96毛煤总计100.0038.85原煤总计（除去大于50mm级矸石和硫铁矿）100.00表3-3 A煤层破碎级筛分试验结果表Table 3-3 Table of the results of A coal bed broken level grade screen test粒级（mm）产率灰分重量/kg占全样/%Ad/%501312.5759.541364.8656.306.03.02.8055.293.00.52.3752.260.50.00.9052.31总计23.5059.633.1.2 原煤浮沉试验结果表表3-4 A煤层自然级浮沉试验结果表Tab.3-4 Results of A coal bed natural grade float-and-sink test粒级5013mm136mm63mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L40.9245.6615.8238.159.1337.14占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.846.46 18.6483.00 36.24 5.46 83.86 34.47 2.79 80.59 合 计100.00 40.1245.46 100.00 15.06 37.65 100.00 8.09 36.14 煤 泥1.960.849.61 4.79 0.76 50.41 11.39 1.04 50.24 总 计100.00 40.9245.53 100.00 15.82 38.26 100.00 9.13 37.74 续表3-4粒级30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L7.7334.1173.6041.77占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%11121314151617181.824.48 1.58 82.89 40.82 28.47 17.0882.92 合 计100.00 6.46 30.44 100.00 69.74 41.8441.30 煤 泥16.46 1.27 50.41 5.25 3.86 2.3250.20 总 计100.00 7.73 33.73 100.00 73.60 44.1641.76 表3-5 A煤层破碎级浮沉试验结果表Tab. 3-5 Results of A coal bed broken level grade screen test粒级5013mm136mm63mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L12.5759.544.8656.302.8055.29占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.874.00 8.71 83.03 63.472.60 83.86 63.931.53 80.59 合 计100.0011.77 64.77 100.004.1057.39100.002.4056.13煤 泥6.360.80 49.61 15.640.76 50.41 14.290.4050.24 总 计100.0012.57 63.80 100.004.8656.30100.002.8055.29续表3-5粒级30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L2.3752.2622.6059.92占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%11121314151617181.856.301.17 82.89 68.8514.00 8.4082.92 合 计100.002.0752.53100.0020.3412.2061.01煤 泥12.660.3050.41 10.002.261.3650.10总 计100.002.3752.26100.0022.6013.5659.92表3-6 B煤层自然级浮沉试验结果表Tab.3-6 Results of B coal bed natural grade float-and-sink test粒级5013mm136mm63mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L33.6054.8225.4435.7718.0033.12占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.859.42 19.63 79.46 34.09 7.98 74.47 27.56 4.53 75.29 合 计100.00 33.04 55.34 100.00 23.41 36.74 100.01 16.45 32.66 煤 泥1.67 0.56 24.20 7.85 1.99 24.40 8.63 1.55 24.71 总 计100.00 33.60 54.82 100.00 25.40 35.77 100.01 18.00 31.98 续表3-6粒级30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L17.7825.3394.7838.85占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%11121314151617181.8100.00 17.78 23.77 100.00 90.67 36.2740.24 合 计0.00 0.00 24.29 4.33 4.11 1.6424.49 煤 泥100.00 17.78 23.77 100.00 94.78 37.9139.55 总 计14.55 2.59 4.35 7.08 6.42 2.575.14 3.2 煤样筛分资料整理分析与综合3.2.1 筛分资料综合对原始大筛分资料的数据和结果进行审查，将错误的数据和结果改正过来，然后根据入选比例将所有入选煤层大筛分资料综合成一个结果。当原煤最大粒度大于入选上限，对大于入选上限的煤,需要进行破碎后入选时，须对破碎级那部分煤的筛分试验资料进行综合。对于缺少大于入选上限煤的破碎筛分资料时，则假设破碎后的粒度组成与同煤层原煤自然级粒度组成相同，各粒度级灰分用大于入选上限灰分进行校正。综合过程简单叙述如下：1） 对于自然级来说，确定各层煤在入厂（选）原煤中所占的百分数2）将各层煤占本层煤的粒度级别分别换算成占入厂（选）原煤的百分数3）将占全样各个数值按等粒级相加，即得原煤各粒级的含量。4）综合后各粒度级的灰分用加权平均法计算。 5）对于破碎级， 6）得知这些系数之后，然后重复用步骤2、3、4的方法，将破碎级资料用同样的方法换算成占入选原煤的百分数进行综合。7）将自然级和破碎级的数量和灰分进行综合，其结果填入表中。表3-7 A、B两层原煤筛分试验结果综合表Tab. 3-7 Results of the A、B coal bed natural grade screen test粒级（mm）产物名称A层（K160%）C层（K240%）综合（K100%）本层/%全样/%Ad/%本层/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%1234567891011 100手选煤 2.01 1.2121.66 1.211.2121.66 夹矸煤 4.73 2.8455.76 2.8424.855.76 硫铁矿 - - 矸 石 3.98 2.3994.07 2.392.3994.07 小 计 10.72 6.4363.59 6.436.4363.59 10050手选煤3.60 2.1621.47 2.162.1621.47 夹矸煤5.52 3.3155.61 3.313.3155.61 硫铁矿 - -矸 石3.66 2.2091.65 2.202.2091.65 小 计12.78 7.6756.31 7.677.6756.31 50合计23.50 14.1059.63 14.1014.1059.635013煤40.92 24.5545.66 33.6013.4454.8237.9937.9948.90 136.0煤15.82 9.4938.15 25.4010.1635.7719.6519.6536.92 6.03.0煤9.13 5.4837.14 18.007.2033.1212.6812.6834.85 3.00.5煤7.73 4.6434.11 17.787.1125.3311.7511.7528.80 0.50.0煤2.90 1.7434.16 5.222.0924.493.833.8328.88 500合计76.50 45.9041.48 100.0040.00 38.8585.90 85.90 40.26毛煤总计100.00 60.00 45.75 100.0040.00 38.85100.00 100.00 42.99 表3-8 A原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表Tab. 3-8 Results of A coal bed +50 broken level grade screen test粒级/mm甲层（KA14.10%）综合（K14.10%）本层/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%校正12345678501312.5753.49 7.5459.5412.5753.49 7.541364.8620.68 2.9256.304.8620.68 2.92632.8011.91 1.6855.292.8011.91 1.6830.52.3710.09 1.4252.262.3710.09 1.420.50.00.903.83 0.5452.310.903.83 0.54500合计23.50100.00 14.1059.6323.50100.00 14.10表3-9 A、C两层原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表Tab.3-9 Results of A、C raw coal natural grade and crash grade screen test粒级/mm自然级破碎级综合本层/%全样/%Ad/%本层/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%灰分1234567891011501344.2337.9948.9053.497.5459.5445.5345.5350.66500.5mm灰分为43.50%136.022.8819.6536.9220.682.9256.3022.5722.5739.436.03.014.7612.6834.8511.911.6855.2914.3614.3637.243.00.513.6811.7528.8010.091.4252.2613.1713.1731.330.50.04.463.8328.883.830.5452.314.374.3731.78500合计100.0085.9040.58100.0014.1059.63100.00100.0042.993.2.2 筛分资料综合结果分析根据筛分资料综合结果对照选矿学书，分析其入选原煤粒度曲线，对其做出影响评价。图2-1 原煤累积粒度特性曲线Fig 2-1 Raw coal granulation curve由表2-1数据和图2-1可以进行煤质资料的分析：1）+50mm粒级情况：将+50mm粒级的煤采用分选的方法分开并进行分析实验，得到煤、矸石的含量和灰分。从综合的那栏数据可以得知原煤中含有夹矸煤，矸石含量为4.87%5 %，含矸等级为中矸等级。对于+50mm粒级，设置检查性手选，除去金属及杂物，即可满足炼焦精煤的灰分要求。无需设置机械排矸。2）各粒级含量分析：甲层煤及乙层煤各粒级的质量百分数差别不大，说明原煤粒度分布较均匀。两层原煤大粒级含量较少，而且灰分较低，说明煤质较较软。3）各粒级的质量分析：原煤的综合灰分为43.50%。两层煤各粒级的的灰分随着粒度的减小而减小，这表明原煤的煤质脆比较易碎。 4) 原煤主导粒级为5013mm，产率为37.99%，灰分为48.90%；原煤次主导粒级为136 mm，产率为19.65 %，灰分36.92 %，两者均为洗选加工的主要处理对象。1293.3 浮沉资料综合与灰分校正3.3.1 浮沉资料综合浮沉试验资料综合的原则与方法和筛分资料相似，是按等密度级综合的原则进行。简单叙述如下：1）将自然级、破碎级中各密度级所占本级质量百分数换算成占全样的质量百分数，然后按等密度级相加得该煤层自然级和破碎级0.550mm的综合浮沉质量百分数，综合的密度级的灰分用加权平均法求出。2）将本层自然级和破碎级进行综合，只要将自然级和破碎级分别综合后的总量进行综合即可。表3-10 A层煤自然级与破碎级浮沉试验综合表Tab.3-10 Results of A coal bed natural-level and crush grade float-and-sink test密度级/kgL-1自 然 级破碎级综合占本级/%占入选全样/%Ad/%占本级/%