毕业设计（论文）-赵各庄1.8Mta炼焦煤选煤厂初步设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计前言发达国家历来重视煤炭的加工利用，随着洁净煤技术的兴起，作为其主导技术之一的选煤技术，在各国(包括发展中国家) 都得到了迅速发展。主要体现在以下几个方面： 1）原煤洗选比例较高，厂型趋向大型化。据统计，美国选煤厂最多时(1986年)达507 座，平均处理能力486t/ h，至1996年，选煤厂数量减至340座，平均处理能力增至716t/ h。2）重介质选煤得到较快发展。据统计，美国的340 座选煤厂中，有43.2 %装备了重介质分选机，有51.5 %装备了重介质旋流器。澳大利亚的选煤厂中90 %以上采用了重介质选煤。对德国易选煤，重介质选煤也达到22. 9 %。在俄罗斯现有的71 座选煤厂中，生产能力的42 %为重介质选。全套图纸加扣 30122505823）细粒级煤的分选与脱水成为研究开发的重点。出现了微泡浮选柱；充填式浮选柱；浮选旋流器；以及采用流膜选的多密度分选机；采用离心力选的选矿机、离心跳汰机；以及高效粉煤脱水回收加压过滤机、超高速离心机和隔膜挤压式压滤机等新技术和设备。4）广泛使用在线监控，实现选煤厂高度自动化，保证了产品质量稳定、设备工作可靠、分选工艺和产品结构达到最优化、并极大限度提高了产品产率和经济效益，使工作人员大大减少，处理能力达8001500t/ h 的选煤厂每班操作人员一般不超过3人。我国选煤工业起步于50 年代。近十年来原煤入选量增长速度逐渐接近原煤产量的增长速度。尽管如此，我国原煤入选比例在主要产煤国家中是最低的，仅为25.6 %。据初步统计，1997年底我国国有重点煤矿有选煤厂223座，年入选原煤2.46亿吨，占原煤产量的46.8%；地方国有煤矿有选煤厂469座，年入选原煤0.82亿吨，占原煤产量的23%；乡镇及个体煤矿建有小型选煤车间千处，年入选原煤不足0.1亿吨，占原煤产量的7.1 %。1997 年全国入选原煤3.38 亿吨，动力商品煤平均灰分20. 49 %，硫分1.02 %；炼焦精煤平均灰分9.85 % ，硫分0.74 %；选后商品煤排出矸石5000 万吨，节省铁路运量300 亿吨公里，省运费20 亿元。脱除黄铁矿硫50 70 %，减少S02 排放230 万吨。国内选煤的发展战略是：1）进一步开发重介质选煤工艺和设备；2）研究开发有效的细粒煤分选工艺及设备；3）完善传统选煤方法，提高设备可靠性；4）发展细粒煤脱水技术；5）高硫煤矿区煤炭脱硫降灰和综合利用技术取得阶段成果；6）干法选煤和节水型选煤技术得到进一步推广；7）实现选煤厂的部分智能监控,检测仪表的可靠性大大提高。本设计任务是设计处理量为1.8 Mt/a的大型矿井型选煤厂，工作制度为330天/年，16小时/天，采用三班制，两班生产，一班检修。本次设计的主要内容是对原煤的煤质资料进行分析和综合，评定原煤的可选性。制定原煤分选工艺流程，进行流程计算以及工艺设备的选型与计算，对厂房进行工艺布置，绘制主要生产车间的剖面图，最终对本次设计进行技术经济评价。1 厂区概况1.1 地形地貌该矿位于唐山赵各庄矿业有限公司工业广场内，矿井所处地区为缓丘地带，地势起伏较大。图1-1 区域位置图Fig.1-1 Regional Locations 1.2 气象地震1.2.1 气温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1011.3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。1.2.2 降水区内降雨多集中在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。1.2.3 季风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。1.2.4地震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。1.3公用设施现状及发展趋势1.3.1 水源选煤厂生产、生活及消防用水水源取自自备矿井水。1.3.2 电源选煤厂电源接自矿井电源。1.3.3 位置及交通运输赵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。1.4 社会经济环境1.4.1社会经济状况古冶区农业前景广阔，全区耕地面积12万亩、水浇地面积4.3万亩，高效益菜地1万亩，果园2.46万亩，养殖水面1万亩，开发潜力较大。1988年，古冶区被国家列为沿海经济开发区，外向型经济发展迅速。目前，区内已有外商投资企业29家，实际利用外资1212万美元，产品出口企业34家，年可创汇500万美元，外贸交货值超过2亿元人民币，产品远销美国、加拿大、日本、俄罗斯、香港等十几个国家和地区。1.4.2 环境状况煤炭的地面运输及存贮对环境造成污染。选煤厂的建设本身就是一项节能环保工程。煤炭通过洗选后，减少了煤炭中的杂质和矸石量，提高了产品质量及发热量，减少了矸石等杂物运输而消耗的能源，同时也降低了运输污染。1.4.3 区域发展规划及有关政策为减少燃煤造成的SO2排放，减少矸石长距离运输造成的运力浪费，必须提高煤炭质量。选煤厂工程符合国家环境保护和充分利用煤炭资源的有关政策。1.4.4 厂址选择选煤厂厂址选择在唐山开滦赵各庄矿业有限公司。1.4.5 地质资料拟建场地位于唐山市古冶区赵各庄矿院内，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。场区内层杂填土层力学性质差异性大，呈松散状，未经处理不宜作为拟建建筑物的天然地基。建议以第二层粉土作为地基持力层，并对基础底面以下进行换填处理，压实系数不小于0.97。场区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，所属设计地震分组为第一组，建筑的设计特征周期为0.35s。场地内无可液化土层。场地标准冻深为0.80m。2 原料煤基地概况开滦赵各庄矿筹办于1906年，兴建于1909年，是一座具有百年历史的老矿。煤的牌号为肥煤，采用炮采和综采基本实现机械化采煤生产。2.1 煤源及煤质煤的牌号为肥煤，采用炮采和综采基本实现机械化采煤生产。2.2 建设规模开滦有限责任公司赵各庄矿选煤厂年处理原煤能力180万吨，属大型选煤厂。2.3 工作制度工作制度为每年工作330天，每天工作16小时。两班生产，一班检修。2.4 生产能力年处理原煤能力180万吨，日处理能力5454.55吨，小时处理能力340.91吨。3 煤质资料分析3.1 筛分资料综合与分析3.1.1 筛分试验资料审查、综合与灰分校正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：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表3-3中，。将各层煤占本层煤的粒度级别分别换算成占入厂（选）原煤的百分数如表3-3中第4栏和第7栏。将占全样各个数值按等粒级相加，即得原煤各粒级的含量。如表3-3中综合后各粒度级的灰分用加权平均法计算，例如，表3-3中，第11栏各行为对于破碎级来说，从表3-3中，可以确定破碎级各煤层在入厂原煤中所占的百分数，如表3-2中，。然后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，将自然级和破碎级的数量和灰分进行综合，其结果填入表3-7中。表3-1 ZGZ02-A煤层筛分试验结果表Table 3-1 ZGZ02 - A coal screening test results table 粒级产物名称占全样/%灰分/%/mm100手选煤11.00 38.78 矸石2.00 80.84 小计13.00 45.25 10050手选煤9.50 38.78 矸石2.50 80.84 小计12.00 47.54 5025.00 46.35 5025煤15.28 69.63 2513煤12.16 65.97 136.0煤11.95 44.96 6.03.0煤9.38 36.24 3.00.5煤16.88 28.51 0.50.0煤9.37 27.04 500合计75.00 46.36 总计100.00 46.36 表3-2 ZGZ02-B煤层筛分试验结果表Table 3-2 ZGZ02 - B coal screening test results table 粒级产物名称占全样/%灰分/%/mm100手选煤9.00 26.22 矸石2.00 79.37 小计11.00 35.88 10050手选煤6.00 26.22 矸石3.00 79.37 小计9.00 43.94 5020.00 39.51 5025煤6.68 58.65 2513煤10.01 60.15 136.0煤16.69 47.10 6.03.0煤11.51 36.09 3.00.5煤14.97 28.94 0.50.0煤20.14 26.43 500合计80.00 39.51 总计100.00 39.51 表3-3 两层原煤筛分试验结果综合表Tab. 3-3 Table of analysis of the short coal sieve test 粒级产物名称甲层（K140%）/mm占本层/%占全样/%Ad/%12345 100手选煤11.00 4.40 38.78 矸 石2.00 0.80 80.84 小 计13.00 5.20 45.25 10050手选煤9.50 3.80 38.78 矸 石2.50 1.00 80.84 小 计12.00 4.80 47.54 50合计25.00 10.00 46.35 5025煤15.28 6.11 69.63 2513煤12.16 4.86 65.97 136.0煤11.95 4.78 44.96 6.03.0煤9.38 3.75 36.24 3.00.5煤16.88 6.75 28.51 0.50.0煤9.37 3.75 27.04 500合计75.00 30.00 46.36 毛煤总计100.00 40.00 46.36 （续表3-3）乙层（K260%）综合（K100%）占本层/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%678910119.00 5.40 26.22 9.80 9.80 31.86 2.00 1.20 79.37 2.00 2.00 79.96 11.00 6.60 35.88 11.80 11.80 40.01 6.00 3.60 26.22 7.40 7.40 32.67 3.00 1.80 79.37 2.80 2.80 79.90 9.00 5.40 43.94 10.20 10.20 45.63 20.00 12.00 39.51 22.00 22.00 42.62 6.68 4.01 58.65 10.12 10.12 65.28 10.01 6.00 60.15 10.87 10.87 62.75 16.69 10.01 47.10 14.79 14.79 46.41 11.51 6.91 36.09 10.66 10.66 36.14 14.97 8.98 28.94 15.73 15.73 28.76 20.14 12.09 26.43 15.83 15.83 26.57 80.00 48.00 39.51 78.00 78.00 42.14 100.00 60.00 39.51 100.00 100.00 42.25 表3-4 两层原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表Table 3-4 two layers of raw coal + 50 mm crushing stage screening test results table 粒级/mm甲层（K110%）乙层（K212%）占本层/%占全样/%Ad/%占本层/%占全样/%Ad/%123456750255.09 2.04 69.63 1.67 1.00 58.6525134.05 1.62 65.97 2.50 1.50 60.15136.03.98 1.59 44.96 4.17 2.50 47.16.03.03.13 1.25 36.24 2.88 1.73 36.093.00.55.63 2.25 28.51 3.74 2.25 28.940.50.03.12 1.25 27.04 5.04 3.02 26.43500合计25.00 10.00 46.36 20.00 12.00 39.51 （续表3-4）综合（K22%）占本层/%占全样 /%Ad/%校正89101113.81 3.04 66.01 66.02 14.19 3.12 63.17 63.18 18.62 4.10 46.27 46.28 13.53 2.98 36.15 36.16 20.43 4.50 28.72 28.73 19.41 4.27 26.61 26.62 100.00 22.00 42.62 42.63 表3-5 两层原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表Table 3-5 two layers of raw coal + 50 mm crushing stage screening test results table 粒级/mm自然级.破碎级占本层/%占全样/%Ad/%占本层/%占全样/%Ad/%1234567502512.9710.1265.2813.813.0466.02251313.9310.8762.7514.193.1263.18136.018.9614.7946.4118.624.1046.286.03.013.6610.6636.1413.532.9836.163.00.520.1715.7328.7620.434.5028.730.50.020.3015.8326.5719.414.2726.62500合计100.0078.0042.14100.0022.0042.63(续表3-5)综合级占本级/%占全样/%Ad/%89101113.1613.1665.45500.5mm灰分为46.20%13.9913.9962.8518.8918.8946.3813.6313.6336.1520.2320.2328.7520.1020.1026.58100.00100.0042.253.1.2 筛分资料综合结果分析根据筛分资料综合结果绘制入选原煤粒度曲线，对粒度组成，物理和化学特性及对选煤产品结构的影响程度做出详细评价。图3-1 粒度特性曲线Fig. 3-1 granularity characteristic curve 由上图可得：原煤正累积的粒度曲线向左下角凹进，表明原煤中细粒级含量较高，说明原煤较易破碎，因此应尽量减少选煤作业单元，防止产品过粉碎。3.2 浮沉资料综合与灰分校正3.2.1 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，如表3-6、表3-7、表3-8和表3-9中第3栏、第6栏、第9栏、第12栏和第15栏。综合的密度级的灰分用加权平均法求出。2）将占本层全样第18栏换算成占入选全样第19栏，其比例分别从表3-3中得出。3）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。见表3-10、表3-11。4）将两层煤的自然级和破碎级分别综合得到浮沉资料见表3-12。3.2.2 浮沉资料的灰分校正浮沉资料的校正通常用调出量法。校正的基准为筛分综合表中的相应粒级综合校正灰分值为准。注意煤泥灰分不校正，则式中 -灰分校正系数，此值可正、可负，% -筛分表中参加浮沉各粒级的综合校正灰分减去综合浮沉表中浮沉煤泥的灰分，%-综合浮沉表中各密度级累计灰分（去泥），%而 =45.88%0.2%校正前后的灰分仍为除去浮沉煤泥的灰分，但其方法假定各密度级灰分不变，调整各密度级质量百分数。即：1） +1.8kg/L密度级质量百分数增加x%，同时相应减少-1.8kg/L密度级的质量百分数x%，其总质量百分数仍为100%。增减x%后，建立新的平衡关系如下 化简后，得： （3-1）式中， x校正值，% -筛分表中参加浮沉各粒级的综合校正灰分减去综合浮沉表中浮沉煤泥的灰分，% -综合浮沉表中各密度级累计灰分（去泥），% - +1.8kg/L密度级灰分，% - -1.8kg/L密度级灰分，%而2） 按校正值x将大于+1.8kg/L和-1.8kg/L密度级的质量百分数进行调整。考虑到x应按比例分配到+1.8kg/L和-1.8kg/L各密度级中去则有：式中-分别为+1.8kg/L密度级调整后和调整前的质量百分数，%；-分别为-1.8kg/L密度级调整后和调整前的质量百分数，%。如果+1.8kg/L密度级别中，不止一个密度级，也参照-1.8kg/L密度级的算法。表3-6 ZGZ02-A层煤自然级筛分浮沉试验报告表Table 3-6 ZGZ02 - A layer of coal level natural screening fugitive dust test report筛分5025mm2513mm136mm浮沉产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级15.2868.2512.1664.4311.9544.92/kgL-1占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%灰分/%123456789101.877.4911.7282.0069.838.2882.0042.074.9580.75小计(去泥)100.0015.1368.58100.0011.8663.83100.0011.7745.09煤泥0.980.1535.452.530.3135.551.510.1833.54总计100.0015.2868.25100.0012.1664.43100.0011.9544.92（续表3-6）63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%9.3834.3016.8827.9665.6348.09占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%占入选全样/%灰分/%1112131415161718192022.412.047.4331.605.335.9615.029.723.896.6320.921.9113.9924.584.1513.0917.8211.544.6213.496.750.6224.1610.531.7823.327.204.661.8623.545.930.5434.897.021.1933.364.753.081.2333.7414.251.3047.582.710.4645.534.622.991.2045.2014.091.2848.242.530.4345.844.352.811.1248.2615.651.4379.0921.073.5674.3946.2529.9311.9780.84100.009.1134.27100.0016.8827.96100.0064.7325.8948.272.880.2734.980.000.0027.781.390.920.3734.96100.009.3834.30100.0016.8827.96100.0065.6326.2548.09表3-7 ZGZ02-A 层煤破碎级筛分浮沉试验报告表Table 3-7 ZGZ02 - A crushing stage screening layer coal fugitive dust test report 筛分5025mm2513m136mm浮沉产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-15.0968.254.0564.433.9844.92占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%灰分/%123456789101.877.493.9182.0069.832.7682.0042.071.6580.75小计(去泥)100.005.0468.58100.003.9563.83100.003.9245.09煤泥0.980.0535.452.530.1035.551.510.0633.54总计100.005.0968.25100.004.0564.43100.003.9844.92（续表3-7）63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%3.1334.305.6327.968.7548.09占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%灰分/%占本级/%占全样/%占入选全样/%灰分/%1112131415161718192022.410.687.4331.601.785.9615.023.241.306.6320.920.6413.9924.581.3813.0917.823.851.5413.496.750.2124.1610.530.5923.327.201.550.6223.545.930.1834.897.020.4033.364.751.030.4133.7414.250.4347.582.710.1545.534.621.000.4045.2014.090.4348.242.530.1445.844.350.940.3848.2615.650.4879.0921.071.1974.3946.259.983.9980.84100.003.0434.27100.005.6327.96100.0021.588.6348.272.880.0934.980.000.0027.781.390.310.1234.96100.003.1334.30100.005.6327.96100.0021.888.7548.09表3-8 ZGZ02-B层煤自然级筛分浮沉试验报告表Table 3-8 ZGZ02 - B layer coal level natural screening fugitive dust test report 筛分5025mm2513mm136mm浮沉产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级6.6860.8510.0160.4516.6946.68/kgL-1占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.865.634.3782.5065.656.5682.0047.177.7979.76小计(去泥)100.006.6660.96100.009.9960.50100.0016.5246.88煤泥0.360.0230.030.160.0230.031.010.1726.99总计100.006.6860.85100.0010.0160.45100.0016.6946.68（续表3-8）63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%11.5136.1514.9728.2459.8643.93占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%111213141516171819208.891.015.8114.862.223.966.433.822.294.8431.523.5810.2035.655.349.4027.9116.609.969.9513.961.5818.8814.862.2218.2511.807.024.2120.816.700.7629.764.860.7328.454.772.841.7028.843.530.4038.622.620.3937.652.961.761.0638.482.470.2848.291.870.2845.862.021.200.7247.6632.933.7477.0325.283.7872.6744.1226.2415.7479.37100.0011.3436.29100.0014.9728.24100.0059.4835.6944.031.460.1726.990.000.0027.450.630.380.2327.31100.0011.5136.15100.0014.9728.24100.0059.8635.9243.93表3-9 ZGZ02-B层煤破碎级筛分浮沉试验报告表Table 3-9 ZGZ02 - B layer coal crushing stage screening fugitive dust test report 筛分5025mm2513mm136mm浮沉产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级1.6760.852.5060.454.1746.68/kgL-1占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%123456789101.865.631.0982.5065.651.6482.0047.171.9579.76小计(去泥)100.001.6660.96100.002.5060.50100.004.1346.88煤泥0.360.0130.030.160.0030.031.010.0426.99总计100.001.6760.85100.002.5060.45100.004.1746.68（续表3-9）63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%2.8836.153.7428.2414.9643.93占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%占全样/%灰分/%111213141516171819208.890.255.8114.860.563.966.430.960.584.8431.520.8910.2035.651.339.4027.914.152.499.9513.960.4018.8814.860.5618.2511.801.751.0520.816.700.1929.764.860.1828.454.770.710.4328.843.530.1038.622.620.1037.652.960.440.2638.482.470.0748.291.870.0745.862.020.300.1847.6632.930.9377.0325.280.9572.6744.126.563.9479.37100.002.8436.29100.003.7428.24100.0014.878.9244.031.460.0426.990.000.0027.450.630.090.0527.31100.002.8836.15100.003.7428.24100.0014.968.9843.93表3-10 ZGZ02-A层煤自然级与破碎级浮沉试验综合表Table 3-10 ZGZ02 - A layer of coal natural and broken off test table 密度级自 然 级破碎级综 合占本级/%占全样Ad占本级占全样Ad占本级占全样AdkgL-1/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101.846.2511.9780.8446.253.9980.8446.2515.9680.84小计(去泥)100.0025.8948.27100.008.6348.27100.00