毕业设计（论文）-王各庄6.0Mta炼焦煤选煤厂初步设计.doc

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。煤炭洗选加工技术是洁净煤技术发展的源头技术，是提高煤炭质量的有效技术。目前，国内煤炭洗选加工技术的开发、应用、推广方面有显著的进展。应加大煤炭洗选力度，使用户用上符合自己质量要求的产品，既可提高能源利用效率，还可减少环境污染，又可节约矿产资源。目前中国原煤入洗比例还是很低，仅为36.7%，在主要产煤国中是最低的，这为煤面料行业的洗选煤加工技术及水平的发展带来了较大的空间。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。全套图纸加扣 30122505821 厂区概况1.1 地理、行政区域及交通1.1.1 地理位置及行政区域王各庄矿业分公司选煤厂是隶属于开滦（集团）有限责任公司王各庄矿业分公司的一座矿区型选煤厂，王各庄矿业分公司位于河北省丰南市王各庄镇，与范各庄矿相邻。选煤厂与矿井在同一工业广场内，东部为选煤厂厂区，西部为矿井区。矿区西北有京山铁路经过，矿井距唐山站14.5km，距古冶站16km。厂区有铁路支线与吕家坨、古冶及陡河电厂相接。图1-1 交通示意图Fig.1-1 Traffic schemes1.1.2 交通情况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自然地理情况本厂水源由矿井将符合水质要求的清水送至选煤厂所设的生产水池和相应的管网。为了合理利用水资源，选煤厂生产用水为经过处理之后的矿井排水，同时考虑把矿井未除氟水作为生产用水的补充水源。生活用水水质应符合现行的生活饮用水卫生标准（GB5749-85）生产用水水质应符合煤炭工业设计规范有关规定。1.2.1 地形、地貌该矿位于唐山董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。1.2.2 水文、气象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。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。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。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 电源一、水源、电源选煤厂生产、生活及消防用水水源取自自备矿井水。选煤厂电源接自矿井电源。2 原料煤基地2.1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。2.2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。选煤厂技术改造工程符合国家环境保护和充分利用煤炭资源的有关政策。2.3厂址选择选煤厂厂址选择在王各庄矿业有限公司2.4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。3煤质资料分析及可选性评定煤质资料的分析是对原料煤的内在特性进行进一步的研究与测试。其作用是根据煤质资料分析的结果，并结合工业以及煤炭用户对煤质的要求，制定合理的选煤工艺流程，为后续的流程计算和主要设备的选择的提供依据。3.1煤样工业分析指标及筛分浮沉资料煤的工业分析是指用指定的方法测定煤炭分析基下水分、灰分、挥发分和固定炭。按煤炭分类国家标准，中国煤炭分类用挥发分Vdaf结合粘结性指数G值。煤中的灰分、硫分是主要的有“害”杂质，硫分不仅对炼焦工业有害，对工业和民用以及环境都有很大的危险性，因此，灰分和硫分是评价煤质的重要指标。3.2煤样筛分资料整理分析与综合煤质资料分析的目的是为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。3.2.1原煤筛分试验资料审查与校正本选煤厂的原料煤来自王各庄煤矿，其原煤筛分试验资料见表3-1、表3-2。表3-1 A煤层筛分试验结果表Tab.3-1 A coal screening test results table粒级/mm产物名称产率质量Qgr，dMJ/kg质量/kg占全样/%筛上累计/%Mad/%Ad/%St,d/%100手选煤2.0121.66夹矸煤4.7355.76硫铁矿-矸石3.9894.07小计10.7210.7263.5910050手选煤3.6021.47夹矸煤5.5255.61硫铁矿-矸石3.6691.65小计12.7823.5056.3150合计23.5023.5059.6350合计(去矸石)15.8643.605013煤40.9264.4245.66136煤15.8280.2438.1563煤9.1389.3737.1430.5煤7.7397.1034.110.50煤2.90100.0034.16500合计76.5041.48毛煤总计100.0045.75原煤总计（除去大于50mm级矸石和硫铁矿）92.36表3-2 C煤层筛分试验结果表Tab.3-2 C coal screening test results table粒级/mm物名称产率/%灰分/%硫分/%5013煤33.6054.820.71136煤25.4035.770.9863煤18.0033.121.4230.5煤17.7825.330.970.50煤5.2224.490.86500合计100.0038.850.96毛煤总计100.00原煤总计（除去大于50mm级矸石和硫铁矿）100.003.2.2 筛分资料综合和结果分析综合入厂原煤两层煤的原始煤质资料可得原煤筛分试验分析表，综合过程如下，综合结果用表格示出，见表3-3。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，KA=40%，KC=60%，K=40%+60%=100%。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， (3-1)式中：入选的各层煤中某一粒级换算成占入选原煤的百分数，%；某层煤占入厂原煤的百分数，%； 各层煤某一粒级占本层煤的百分数，%3) 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， (3-2)4) 综合后各粒度级的灰分用加权平均法计算，例如，表中第14栏各行为表3-3 A、C两层原煤筛分试验结果综合表Tab. 3-3 A,C two layers of raw coal screening test results table粒级（mm）产物名称A层（K140%）C层（K260%）综合（K100%）本层/%全样/%Ad/%本层/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%1234567891011100手选煤2.010.8021.660.800.8021.66夹矸煤4.731.8955.761.891.8955.76硫铁矿- 矸 石3.981.5994.071.591.5994.07小 计10.724.2963.594.294.2963.5910050手选煤3.601.4421.471.441.4421.47夹矸煤5.522.2155.612.212.2155.61硫铁矿0.00-0.000.00-矸 石3.661.4691.651.461.4691.65小 计12.785.1156.315.115.1156.3150合计23.509.4059.639.409.4059.635013煤40.9216.3745.6633.6020.1654.8236.5336.5350.72136.0煤15.826.3338.1525.4015.2435.7721.5721.5736.476.03.0煤9.133.6537.1418.0010.8033.1214.4514.4534.143.00.5煤7.733.0934.1117.7810.6725.3313.7613.7627.300.50.0煤2.901.1634.165.223.1324.494.294.2927.10500合计76.5030.6041.48100.0060.0038.8590.6090.6039.74毛煤总计100.0040.0045.75100.0060.0038.85100.00100.0041.61表中的3、4取表3-3中的10、11栏数据，6、7栏取表3-6中的11、13栏数据。，11栏由加权平均法得出。由表3-7可以作出粒度曲线见图3-1。根据原煤筛分资料综合结果（见表3-5）绘制入选原煤粒度曲线，并根据原煤粒度曲线对原煤的粒度组成、物理和化学特性以及对选煤产品结构的影响程度做出详细分析。 图3-1 原煤累积粒度特性曲线 Fig.3-1 The diagram of raw grain size characteristic curve由表3-4数据和图3-1可以进行煤质资料的分析：(1) +13 mm粒级情况：将+13 mm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没有夹矸煤，矸石含量为3%50 mm粒级含矸石3.00 %， 50 mm粒级煤的综合灰分为27.19%。并且由于矸石具有较低的硬度；所以，可先设置检查性手选，然后将50mm的原煤破碎，使其小于50mm。又因 50 mm粒级煤的灰分比较均匀，可选性比较接近，没有必要采用分级入选。所以，在此次设计中采用检查性手选，然后破碎混合入选。3.3 方案一：+50 mm破碎后混合入选3.3.1 破碎后筛分资料综合表3-4 A煤层破碎级筛分试验结果表Tab.3-4 A screening test results for a coal seam broken class粒级（mm）产率灰分重量/kg占全样/%Ad/%501312.5759.54136.04.8656.306.03.02.8055.293.00.52.3752.260.50.00.9052.31总计23.5059.63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3-6中，KA9.40%，其它各行各列的计算方法同自然级相似。两层原煤+50 mm破碎级综合表的灰分校正简略步骤如下：破碎级筛分资料的灰分校正是以实验前煤样的总灰分（+50 mm的灰分为59.63%），来校正筛分后的各粒级灰分。即，将表中Ad栏的每一粒级的灰分加上0即得校正后各粒级灰分。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。将自然级和破碎级的数量和灰分进行综合，其结果填入表3-6中。表3-5 A、C两层原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表Tab.3-5 A, C two layers of raw coal +50mm crushing stage screening test results table粒级/mmA层（KA9.40%）综合（K9.40%）占本层占本级占全样Ad占本层占本级占全样Ad校正/%/%/%/%/%/%/%/%12345678910501312.5753.495.0359.5412.5753.495.0359.5459.54136.04.8620.681.9456.34.8620.681.9456.356.36.03.02.811.911.1255.292.811.911.1255.2955.293.00.52.3710.090.9552.262.3710.090.9552.2652.260.50.00.93.830.3652.310.93.830.3652.3152.31050合计23.51009.459.6323.51009.459.6359.63表3-6 A、C两层原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表Tab.3-6 A, C two layers of raw coal crushing level with the natural level screening test results table粒级/mm自然级破碎级综合本级/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%灰分1234567891011501340.32 36.53 50.72 53.49 5.03 59.5441.56 41.56 51.79 500.5mm灰分为42.22%136.023.81 21.57 36.4720.68 1.94 56.3023.51 23.51 38.11 6.03.015.95 14.45 34.14 11.91 1.12 55.2915.57 15.57 35.66 3.00.515.19 13.76 27.30 10.09 0.95 52.2614.71 14.71 28.91 0.50.04.74 4.29 27.10 3.83 0.36 52.314.65 4.65 29.05 500合计100.00 90.60 39.74 100.00 9.40 59.63100.00 100.00 41.61 3.3.2 煤样浮沉资料整理、综合与灰分校正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3-7、表3-8、表3-9、表3-10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。见表3-9、表3-10。3）将两层煤的自然级和破碎级分别综合得到浮沉资料见表3-11。表3-7 A煤层自然级浮沉试验结果表Tab.3-7 A fugitive dust test results for coal seam natural class粒级5013mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级40.9245.6615.8238.15Kg/L占本级/%占全样/%灰 分/%占本级/%占全样/%灰 分/%123489101.846.4618.648336.245.4683.86合 计10040.1245.4610015.0637.65煤 泥1.960.849.614.790.7650.41总 计10040.9245.5310015.8238.26续表3-7粒级63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级9.1337.147.7334.1173.641.77Kg/L占本级占全样灰分占本级占全样灰分占本级占全样占全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.834.472.7980.5924.481.5882.8940.8228.4711.3982.92合 计1008.0936.141006.4630.4410069.7427.941.3煤 泥11.391.0450.2416.461.2750.415.253.861.5450.2总 计1009.1337.741007.7333.7310073.629.4441.76表3-8A煤层破碎级浮沉试验结果表Tab.3-8 A fugitive dust test results for a coal seam broken class粒级5013mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L12.5763.804.8656.30占本级/%占本层灰分占本级占本层灰分/%/%/%/%/%123489101.874.00 8.71 83.03 63.472.60 83.86 合 计100.0011.77 64.77 100.004.1057.39煤 泥6.360.80 49.61 15.640.76 50.41 总 计100.0012.57 63.80 100.004.8656.30续表3-8粒级63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L2.8055.292.3752.2622.6059.92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/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.863.931.53 80.59 56.301.17 82.89 68.8514.00 5.60 82.92 合 计100.002.4056.13100.002.0752.53100.0020.348.14 61.01煤 泥14.290.4050.24 12.660.3050.41 10.002.260.90 50.10总 计100.002.8055.29100.002.3752.26100.0022.609.04 59.92表3-9 C煤层自然级浮沉试验结果表Tab.3-9 Grade C coal seam natural fugitive dust test result table粒级5013mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L33.6054.8225.4035.77占本级占本层灰分占本级占本层灰分/%/%/%/%/%/%123489101.859.4219.6379.4634.097.9874.47小计100.0033.0455.34100.0023.4136.74煤 泥1.670.5624.207.851.9924.40总 计100.0033.6054.82100.0025.4035.77续表3-9粒级63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级Kg/L18.0033.1217.7825.3394.7839.64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/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.827.564.5375.2920.003.5669.5039.3735.7021.4276.82小 计100.0116.4532.66100.0017.7823.77100.0090.6754.4040.24煤 泥8.631.5524.710.000.0024.294.334.112.4724.49总 计100.0118.0031.98100.0017.7823.77100.0094.7856.8739.55表3-10 A层煤自然级与破碎级浮沉试验综合表Tab. 3-10 A layer of coal comprehensive levels of natural and broken fugitive dust test table密度级/kgL-1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/%Ad/%123456789101.840.8211.3982.9268.855.6082.9247.1416.9982.92小计(去泥)100.0027.9041.30100.008.1461.01100.0036.0445.75煤泥5.251.5450.2010.000.9050.106.342.4450.16总计100.0029.4441.76100.009.0459.92100.0038.4846.03表3-11 A、C两层煤50-0.5mm级浮沉试验综合表Tab. 3-11 A, C two layers of coal level 50-0.5 mm fugitive dust test table密度级A层C层综 合校正/kgL-1占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%占本级/%占全样/%Ad/%123456789101112131.847.1416.9982.9239.3721.4276.8242.4738.4179.5242.4738.4179.57小计(去泥）100.0036.0445.75100.0054.4040.24100.0090.4442.44100.0090.4442.49煤泥6.342.4450.164.332.4724.495.154.9137.255.154.9137.25总计100.0038.4846.03100.0056.8739.55100.0095.3542.17100.0095.3542.22浮沉资料的校正通常用调量法。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），%。例 %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) +1.8 kg/L密度级质量百分数增加x %，同时相应减少-1.8 kg/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：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+1.8 kg/L和-1.8 kg/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+1.8 kg/L和-1.8 kg/L各密度级中去则有：式中分别为+1.8 kg/L密度级调整后和调整前的质量百分数，%；分别为-1.8 kg/L密度级调整后和调整前的质量百分数，%。如果+1.8 kg/L密度级别中，不止一个密度级，也参照1.8 kg/L密度级的算法。校正结果见表3-11。根据浮沉试验综合结果表3-11的计算，作出入选煤层0.550mm粒级浮沉试验综合表，见表3-12.表3-12 500.5mm粒级原煤浮沉试验综合表Tab.3-12 Table of the results of 500.5mm raw coal float-and-sink test密度级kg/L占本级产率%灰分%累计密度0.1kg/L浮物沉物产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度kg/L产率/%1.842.4779.57100.0042.4942.4779.57合计100.0042.49煤泥5.1537.25总计100.0042.22图3-2 入选煤层可选性曲线Fig. 3-2 Washability curve据表3-15绘制出原煤可选性曲线。其绘制方法如下： 由表3-15中2、3栏做出灰分特性曲线(线)；由表3-15中4、5栏做出浮物曲线(线)；由表3-15中6、7栏做出沉物曲线(线)；由表3-15中8、9栏做出比重0.1含量曲线(线)；由表3-15中4、8栏做出密度曲线(线)。3.4 方案二：直接分级入选由于原煤的粒度与灰分分布，分级粒度定为13 mm，进行煤质资料分析。3-13 A层煤+13 mm粒级筛分试验报告表Tab.3-13 Tables of the A-story coal +13 mm experimental composition粒级（mm）产物名称A层（K140%）C层（K260%）综合（K100%）本层全样Ad本层全样Ad本级全样Ad/%/%/%/%/%/%/%/%/%1234567891011100手选煤3.121.2521.661.251.2521.66夹矸煤7.382.9555.762.952.9555.76硫铁矿0.00-0.000.00-矸石6.172.4794.072.472.4794.0