毕业设计（论文）-王各庄1.8Mta炼焦煤选煤厂初步设计.doc

前言目前我国煤炭需求旺盛。近年来我国国民经济持续快速发展，电力、冶金、建材、化工等行业的高速发展导致了对煤炭需求的大幅度增加，消费逐年递增。 煤炭有效供给不足。国家加大宏观调控力度，清理煤矿在建项目，控制新开工项目，一定程度上抑制了煤炭投资的过快增长，产能扩张速度受到有效遏制。铁路运力分布不均衡特点决定了区域性煤炭供求关系失衡长期存在。 煤价呈现长期上升趋势。未来较长时间里，煤炭呈现大体供需平衡，局部地区、部分煤种、个别时段出现供应偏紧的局面。预计煤炭价格维持高位运行、小幅上扬的趋势。煤价成本构成机制的理顺，导致煤炭企业开采生产成本的上升；国家资源性产品价格改革，以及节能环保政策促使煤价上涨，煤炭企业定价权的上升以及其他一些制度性因素也推动煤价长期上扬。全套图纸加扣 3012250582对于各煤炭企业，要想充分利用煤炭资源，提高煤炭使用价值就必须合理的建立选煤厂，对原料煤进行破碎、筛分、选别等一系列工序之后，可改善煤炭产品的质量，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，提高煤炭利用效率，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，合理建立选煤厂是非常必要的。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。该矿位于唐山王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 地理位置图Fig.1-1 The geographical location map1.2水文地质条件拟建场地位于唐山市古冶区王各庄矿院内，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。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，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。1.4气候特征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。1.5水源供应及排水条件1）选煤用水水源选煤厂生产、生活及消防用水水源取自自备矿井水。2）排水因工业场地地形高差变化较大，排水系统分高区和低区两部分。低区排水均集中到污水泵站，经加压后排至办公楼附近与高区排水系统合并自流排入矿井排水系统中，再集中进入污水处理厂统一处理。1.6电源供应情况选煤厂电源接自矿井电源。1.7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原料煤基地概括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。选煤厂主要入选王各庄矿的原煤。王各庄矿生产能力约1.8Mt/a，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。该设计厂型为矿井型炼焦煤选煤厂，年生产能力1.8Mt/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两层煤，煤层系数K1=40%，K2=60%。2.2煤层及煤质选煤厂主要入选王各庄矿的原煤。灰分(Ad)：A层煤灰分较高，平均值为38.41%，以高灰煤为主；B层煤灰分较低，平均值为22.82%，以中灰煤为主。硫分(St,d)：A，B层煤属特低硫或低硫煤，平均值为0.26%，各煤层均以有机硫为主。挥发分(Vdaf)：各层煤挥发分均34%。元素分析：各层煤中碳含量（C daf）一般为8081，氢含量（H daf）一般为55.5，氧含量一般1113。依据中国煤炭分类标准（GB5751-86）：A层煤、B层煤均属肥煤。2.3煤层及生产煤样该设计厂型为矿井型炼焦煤选煤厂，年生产能力1.4Mt/a，主要入选王各庄矿的原煤，入选原煤主要为肥煤，选煤产品做炼焦煤使用。在统计了邻近矿多个生产煤样的灰分、硫分资料并参照开滦各矿历年统计资料，得出以下结论：A号原煤灰分（Ad）多在33%42%之间，硫分（St,d）多在0.2%0.35%之间；B号原煤灰分（Ad）多在18%30%之间，硫分（St,d）多在0.2%0.40%之间。3 煤质资料分析及可选性评定本次设计任务是王各庄1.8Mt/a炼焦煤选煤厂初步设计，原料煤来源于A，B两层煤，按固定比例混合入选，两层煤占选煤厂的入选比例为40:60。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 自然级筛分表分析与综合筛分试验的目的是测定煤的粒度组成和各粒级产物的特征。它是合理利用煤炭以及设计选煤厂的基础资料。综合入厂原煤A层煤的原始煤质资料可得原煤筛分试验分析表，见表3-1。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产物名称产率占全级%筛上累计%Ad%5013煤22.3222.3260.28 136煤1840.3240.6863煤12.4852.833.0930.5煤17.670.427.620.50煤29.610029.19500.5煤70.442.28500合计10038.41毛煤总计100综合入厂原煤B层煤的原始煤质资料可得原煤筛分试验分析表，见表3-2。表3-2 B层原煤筛分试验结果表Tab.3-2 Results of B bed natural grade screen test粒级mm产物名称产率质量占全级筛上累计Kg%150煤268.44.594.59夹矸煤35.80.615.2矸石1863.188.38小计490.28.388.38150100煤76.81.319.69夹矸煤110.199.88矸石28.20.4810.36小计1161.9810.3610050煤237.64.0614.42夹矸煤17.20.2914.71矸石84.81.4516.16小计339.65.816.1650合计945.816.1616.165013煤1605.2027.4343.59136煤891.815.2458.8463煤819.11472.8330.5煤673.711.5184.350.50煤91615.66100500.53989.8 68.18 500合计4905.883.84100毛煤总计5851.6100100续表3-2质量指标AdStdVdafMadQbad%MJ/kg13.130.3517.280.9830.364.530.3436.411.668.4387.80.0871.651.3645.220.2539.311.1717.2112.790.3616.681.1630.5460.290.1832.650.9810.4384.490.0666.671.5434.720.2730.351.2421.2112.840.3616.571.1130.5565.330.237.681.328.4782.790.0963.271.4832.970.2829.31.2121.839.530.2634.621.219.3526.700.2634.621.219.3518.990.3216.28128.1416.710.3516.161.0429.1314.860.3616.121.0429.8613.740.416.04130.2320.93 0.416.04130.2319.590.5826.931.6847.2922.810.5328.171.642.77将两层原煤的筛分资料通过入选比例综合得到两层煤筛分实验结果综合表3-3。3.2 煤样筛分资料整理分析与综合对于自然级来说，确定各层煤在入厂（选）原煤中所占的百分数表3-3中， K1=40%，K2=60%，K=K1+K2=100%表3-3 两层原煤筛分试验结果综合表Tab. 3-3 Analysis of the synthesis coal sieve test 粒级（mm）产物名称甲层（K140%）本层全样Ad/%/%/%12345150煤夹矸煤矸石小计100煤夹矸煤矸 石小 计10050煤夹矸煤矸 石小 计50合计5013煤22.328.9360.28136.0煤187.2040.686.03.0煤12.484.9933.093.00.5煤17.67.0427.620.50煤29.611.8429.190.550煤70.428.1642.28500合计10040.0038.41毛煤总计10040.0038.41 续表3-3乙层（K260%）综合（K100%）本层全样Ad本级全样Ad/%/%/%/%/%/%678910114.592.75 13.132.752.75 13.130.610.37 64.530.370.37 64.533.181.91 87.81.911.91 87.88.385.03 45.225.035.03 45.221.310.79 12.790.790.79 12.790.190.11 60.290.110.11 60.290.480.29 84.490.290.29 84.491.981.19 34.721.191.19 34.724.062.44 12.842.442.44 12.840.290.17 65.330.170.17 65.331.450.87 82.790.870.87 82.795.83.48 32.973.483.48 32.9716.169.70 39.659.79.70 39.6527.4316.46 26.7025.3925.39 38.51 15.249.14 18.9916.3416.34 28.55 148.40 16.7113.3913.39 22.82 11.516.91 14.8613.9513.95 21.30 15.669.40 13.7421.2421.24 22.35 68.18 40.91 20.93 69.0769.07 29.63 83.8450.30 19.5990.390.30 27.93 10060.00 22.81100100.00 29.05 为了选择最优的洗选方式采用直接分级分选和破碎至-50mm以下后混合分选两种方式进行比较。方案一：混合入选；+50mm粒级入选原煤破碎后和-50mm自然级原煤一起进行洗选。方案二：分级入选；破碎后，1350mm粒级原煤和0.513mm原煤直接分级进行洗选。方案三：分级入选；破碎后，650mm粒级原煤和0.56mm原煤直接分级进行洗选。3.2.1 筛分资料综合与分析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栏和第10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14栏各行为。 3.3方案混合入选两层原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表，见表3-4。表3-4两层原煤+50mm破碎级筛分试验结果综合表Tab.3-4 Two level of coal crushing comprehensive test results粒级/mmA层（K10%）C层（K29.70%）综合（K9.70%）本层/%全样/%Ad/%本层/%全样/%Ad/%本级/%全样/%Ad/%校正123456789101150135.293.1847.1232.783.1847.1247.12136.02.941.7643.3118.141.7643.3143.316.03.02.701.6236.7116.701.6236.7136.713.00.52.221.3332.1813.711.3332.1832.180.50.03.021.8131.1118.661.8131.1131.11500.513.147.8941.6181.347.8941.6141.61500合计16.169.7039.65100.009.7039.6539.65两层原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表，见表3-5。表3-5 两层原煤破碎级与自然级筛分试验结果综合表Tab. 3-5 Two-tier level of coal crushing and screening natural-scale comprehensive test results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/%/%/%/%/%/%/%/%/%1234567891011501325.39 25.39 38.51 32.78 3.18 47.1228.5728.57 39.47 500.5 灰分30.88136.016.34 16.34 28.55 18.14 1.76 43.3118.1018.10 29.99 6.03.013.39 13.39 22.82 16.70 1.62 36.7115.0115.01 24.32 3.00.513.95 13.95 21.30 13.71 1.33 32.1815.2815.28 22.25 0.50.021.24 21.24 22.35 18.66 1.81 31.1123.0523.05 23.04 0.55069.07 69.07 29.63 81.34 7.89 41.61 76.9676.96 30.86 500合计90.30 90.30 27.93 100.00 9.70 39.65100.00100.00 29.07 3.3.1原煤的筛分资料的综合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 Characteristic size curve3.3.2 煤的浮沉资料的综合浮沉资料是评定煤的可选性和分选作业流程计算的依据。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。A层煤自然级筛分浮沉试验报告表，见表3-6。表3-6 A层煤自然级筛分浮沉试验报告表Tab.3-6Float-sink test of A coal bed密度级/kgL-150 13 mm136 mm产率(%)灰分(%)产率(%)灰分(%)22.3260.281840.68占本级%占本层%灰分%占本级%占本层%灰分%1.869.1315.2578.8843.237.5574.4小 计99.9922.0659.94100.0117.4741.17煤 泥1.170.2627.393.030.5525.86合 计10022.3259.56100.011840.74 续表3-6 6 3 mm3 0.5 mm500.5 mm产率(%)灰分(%)产率(%)灰分(%)产率 (%)灰分(%)12.4833.0917.627.6270.442.28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%8.460.994.0713.272.283.956.104.181.6724.1430.773.629.0620.023.448.9221.5714.775.9089.4016.921.9917.5832.485.5816.8817.9612.34.9217.284.620.5428.53.380.5828.023.992.731.0927.992.810.3335.522.330.434.292.261.550.6235.012.640.3141.822.790.4844.082.541.740.69642.2133.853.9872.7225.734.4269.7445.5731.212.4875.7210011.7634.12100.0017.1827.24100.0068.4727.3942.515.80.7226.372.390.4226.072.771.950.7826.3010012.4833.67100.0117.627.2110070.428.1642.07B层煤自然级筛分浮沉试验报告表，见表3-7。表3-7 B层煤自然级筛分浮沉试验报告表Tab.3-7 Float-sink test of B coal bed密度级/kgL-15013 mm136 mm筛分 产率(%)灰分(%)产率(%)灰分(%)27.43 26.70 15.24 18.99 浮沉 占本级%占本层%灰分%占本级%占本层%灰分%1.859.42 16.03 37.46 34.21 4.80 37.47 小 计100.00 26.97 27.07 100.00 14.04 19.24 煤 泥1.67 0.46 16.20 7.85 1.20 17.40 合 计100.00 27.43 26.89 100.00 15.24 19.10 续表3-763 mm30.5 mm500.5 mm产率(%)灰分(%)产率(%)灰分(%)产率 (%)灰分(%)14.0016.7111.5114.8668.1820.93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%12.601.613.5214.551.672.356.834.462.682.9929.923.836.4740.004.606.2725.3316.549.937.3413.391.7112.6614.551.6711.2613.418.765.2613.129.451.2117.055.450.6317.436.314.122.4717.812.660.3421.131.910.2222.133.152.061.2421.354.460.5724.453.650.4223.314.162.721.6323.7027.563.5336.2920.002.3036.5040.8126.6616.0037.2295.5812.7917.00100.0011.5114.01100.0065.3339.2020.818.631.2116.710.000.0017.294.202.861.7116.92100.0014.0016.98100.0011.5114.01100.0068.1940.9120.65B层煤破碎级筛分浮沉试验报告表，见表3-8。表3-8 B层煤破碎级筛分浮沉试验报告表Tab.3-8 Float-sink test of B coal bed 粒级5013mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-15.2945.332.9440.12占本级/%占本层/%灰分/%占本级/%占本层/%灰分/%12345671.840.892.1580.1933.640.9976.91合 计100.005.2645.61100.002.9340.22煤 泥0.590.0315.000.420.0116.00总 计100.005.2945.43100.002.9440.12 续表3-863mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%2.7037.922.2235.3813.1441.00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/%8910111213141516177.630.214.276.100.137.455.480.720.435.7516.830.458.5115.410.348.3524.363.181.919.499.660.2617.5211.920.2614.757.020.910.5517.1012.620.3430.1012.380.2727.197.270.950.5729.1113.750.3735.4513.810.3032.1210.201.340.8034.5614.870.4049.5417.680.3945.8612.761.671.0048.2824.640.6675.1722.700.5071.4532.914.292.5877.66100.002.6938.01100.002.1835.63100.0013.067.8441.170.450.0119.001.590.0419.890.580.090.0517.57100.002.7037.92100.002.2235.38100.0013.157.8941.003.4 浮沉资料的综合和灰分校正3.4.1 浮沉资料的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3-8中第3栏、第6栏、第9栏、第12栏。综合的密度级的灰分用加权平均法求出。2） 将占全样第15栏换算成占入选全样第16栏，其比列分别是每一层煤占入选原煤的比例。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3-9、3-10。表3-9 A层煤自然级与破碎级浮沉试验综合表Tab.3-9 Table of A layer of coal and natural-level drifting broken Experiment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/%123456789101.845.5712.4875.7245.5712.4875.72小计(去泥)100.0027.3942.51100.0027.3942.51煤泥2.770.7826.32.770.7826.3总计100.0028.1642.07100.0028.1642.07表3-10 B层煤自然级与破碎级浮沉试验综合表Tab.3-10 Table of B layer of coal and natural-level drifting broken Experiment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/%123456789101.848.9916.0037.2232.912.5877.6639.5018.5842.84小计(去泥)100.0039.2020.81100.007.8441.17100.0047.0424.21煤泥5.021.7116.920.580.0517.573.601.7616.93总计100.0040.9120.65100.007.8941.00100.0048.8023.943.4.2 浮沉资料的灰分校正浮沉资料灰分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），%(1)第一种方法：0.2%由于灰分差值较小，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。在表3-11的灰分校正中：所以采用第一种方法进行校正。利用每层煤的自然级与破碎级的浮沉实验的综合表表3-9、3-10两个表综合成两层煤的500.5mm的浮沉试验综合表，见表3-11。在综合一项中，占全样的产率等于每层煤占全样的和，占本级通过占全样求的，灰分利用加权平均求的。如表中的第12栏，第13栏 表3-11两层煤500.5mm级浮沉试验综合表Tab.3-11 Tables of two coal 0.550mm - Man Experiment密度级/kgL-1A 层B层综合校正占本级/%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/%123456789101112131.845.5712.4875.7239.5018.4842.8441.6030.9656.0942.3731.5356.09小计(去泥)100.0027.3942.51100.0047.0424.21100.0074.4330.94100.0074.4231.26煤泥2.770.7826.33.601.7616.933.302.5419.813.302.5419.81总计100.0028.1642.06100.0048.8023.94100.0076.9630.57100.0076.9630.883.5 原煤可选性的评定根据表3-11的计算，做出入选原煤0.550mm粒级浮沉试验综合表，见表3-12。并根据0.550mm粒级浮沉实验结果综合表画出可选性曲线。见图3-2。表3-12 500.5mm粒级原煤浮沉试验综合表Tab.3-12 Tables of two coal 500.5mm float-sink test Experiment密度级/kgL-1产率/%灰分/%累计分选密度0.1浮物沉物产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-1产率/%1234567891.842.3756.0910031.2642.37