选煤厂设计教案

“选煤厂设计”课是矿物加工工程专业的主干专业课之一。

该课程设置的目的是使学生在掌握工程设计的基本方法和原则的同时，全面进行工程素质训练和工程设计实践，从而使学生具备一定的工程设计能力。

该课程的定位是矿物加工工程专业的主干专业课，通过综合应用所有专业课的知识，在本专业人才出口环节，形成专业知识体系的核心框架，成为该专业的统领1、计算工作量大，主要包括：原始资料整理、校正与混合、分选过程的操作参数优化、流程方案比选、介质流程计算、数质量流程计算、水量流程计算、设备选型等八大计算。

这些计算数据多，过程繁琐。

2、进行车间布置、图纸设计与绘制时，应树立空间立体概念，对车间布置原则、图纸设计方法等的学习不要停留在理论上，要实际动手。

课程教学：（1）用48学时进行课堂教学，讲授基本设计方法和原则；（2）课后作业、课程设计是以基本技能训练为主要任务，用一个大作业贯穿始终。

课后大作业是亦步亦趋，紧跟课堂教学，每讲一个内容，就有一个练习内容跟着；课程设计是在课堂教学结束之后，集中5周时间进行，主要目的是使学生实际动手练习课堂上学习的选煤厂设计计算、设备选型、车间布置原则等内容，初步掌握选煤厂设计的主要方法和原则。

课后作业、课程设计与课堂教学一起组成第一个教学循环，使学生完整掌握工程设计的基本技能，工程设计能力达到第一层次。

（3）毕业实习。

（4）毕业设计以系统实践、总结拔高、创新为目的。

资料——流程——计算——选型——主厂房工艺布置（管路）——总平面布置—————————————同时—定员——投资概算第一章 设计的基本原则和依据第一节全国选煤厂概况最近20年来，我国选煤业发展十分迅速。

表1-1和1-2为我国2003末选煤厂情况。

我国的煤炭多数为偏难选煤，炼焦煤资源稀缺，为尽可能完善地回收有用资源．炼焦煤选煤厂的工艺流程均比较复杂，原煤入选粒度范围一般为50—o mm。

动力煤主要是工业锅炉和发电用煤，用量占我国煤炭产量的80％左右，入选比例在逐步增加。

动力煤选煤厂一般采用相对简单的工艺流程，原煤入选粒度范围一般为loo(300)一25(13或6)mm。

我国选煤厂使用的设备种类很多。

20世纪90年代初做过的一次调查显示，在选煤厂使用的筛分机就有61种型号、184种规格。

最近几年，选煤设备的品种、规格都进一步地增加，选煤设备朝着机电一体化方向发展，例如近年来发展的加压过滤机、隔膜压滤机等，配备了较完善的单机自动控制设施。

随着我国对外开放和加入WT()，国外的选煤设备迅速进入我国市场，选煤厂开始使用进口设备，例如煤泥离心机、动筛跳汰机、加压过滤机、跳汰机、筛分机等在许多选煤厂得到应用。

选煤厂使用的选煤方法、工艺流程干差万别，设备种类、品种、规格繁多，给选煤厂的设计和管理带来许多挑战。

第二节选煤厂设计的基本原则煤炭工业是我国国民经济的基础产业，在我国以煤炭作为主要能源的格局在今后50年内不会有根本性的变化。

据煤炭工业发展研究咨询中心科学调查分析，预测全国煤炭需求2010年为18．2亿t．2020年为20.5—22．1亿t。

实际上，2004年我国煤炭产量已经达到l9．56亿t，2005年达到21．1亿t。

可以预计，到2020年，随着我国经济总旦翻两番，对煤炭这一基础能源的需求也将翻一番。

根据我国能源结构和资源特点，为适应国民经济和社会主义市场经济的发展，以及适合环境保护的要求，国家煤炭工业发展规划提出，要大力推煤炭洁净生产和使用，促进洁净煤技术的产业化。

发展洁净煤技术，其重要内容之一是大力推广煤炭的分选加上，用先进技术改造和建设选煤厂，提高煤炭入选比例。

改造和建设选煤厂是大规模的煤炭工业基本建设项目，而选煤厂设计工作是基本建设的重要环节，设计是工程建设的灵魂，是煤炭基本建设计划具体实现的必经途径。

•3条原则（讨论题:）•9条要求，摘要：•资源、条件、市场，原煤和产品运输；•厂与矿井，三同时；•高效工艺、技术、设备；•设计标准化；•共生和伴生矿物；•消防和预防火灾；•环保；•设计范围划分；•留有余地（发展、改扩建）第三节选煤厂的类型和厂型选煤厂的类型(Type of the coal preparation plant)根据原煤( raw coal )的性质和产品用途,分为:1、炼焦煤选煤厂---主要产品为炼焦用煤(coking coal), 入选下限（lower size toseparate）到0;2、动力煤选煤厂---主要产品为动力用煤(steaming coal), 入选下限一般不到0;3、炼焦煤和动力煤兼选厂---两用;第四节用户对煤炭的要求•1、炼焦用煤的质量要求•2、发电用煤的质量要求• 3 、高炉喷吹用煤的质量要求•4、气化用煤的质量要求•5、液化用煤的质量要求•6、水泥回转窑烟煤的质量要求7、其他工业用煤质量要求第二章基本建设程序第一节概述第二节可行性研究与厂址选择第三节工程招标与投标第四节初步设计与施工图设计•一、通用资料(P28)看书上共列举13种一般性（通用）资料。

•二、煤质资料•三、环境要求资料•四、规范、法令法规•五、改扩建补充资料•这些资料在实际设计中都要预先收集。

煤质资料是选煤厂设计的依据, 应尽量收集.•资料分三类:• 1 . 煤田地质勘探报告•煤田地质勘探分为普查、详查、精查.•煤田地质报告包括煤层结构, 围岩特征, 煤层的灰分、水分、牌号、可选性、共伴生矿物等.•并有岩心煤样的工业分析、元素分析浮沉资料等。

• 2 . 煤层煤样资料•用于了解各煤层的情况, 也有工分, 元分, 可采性等.• 3 . 生产煤样资料规定要在煤矿正常生产情况下, 按规定采取, 应能代表一个煤层所生产煤的性质. 一般要10 吨.（示例）生产煤样是选煤厂设计的依据.国际国内一直采用生产煤样进行设计.一般设计时, 矿井选煤厂同时进行, 无生产大样, 则用邻近矿井的代替, 代表性差。

设计步骤•1、审查、分析资料•2、讨论分组、分级（画2层煤和3-4个粒级的可选性曲线和δ-λ曲线）•3、选择选煤方法和原则流程•4、综合资料、校正资料（按分组、分级与否和原则流程的需要进行综合）•5、预测不同原则流程的分选结果、方案比较•6、确定完整流程、流程计算、设备选型•7、车间布置草图•8、绘正式图•9、编制说明书（素材平时积累）•10、编制概算书第五节环境影响评价与后评价第三章工艺流程设计第一节煤质资料分析选煤厂设计的关键是采用既适合原煤实际特性，又满足煤炭用户需求的加工方法。

原煤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依据。

煤质资料的可靠性：煤样采样规程.试验精确性试验误差资料审查遵从以下标准:G B477-87, MT58-81, GB478-87, MT57-89煤质资料的可靠性取决于煤样的来源以及试验的精确性，采样和试验必须严格按照国家标准进行。

我国选煤厂设计的技术依据一般为生产煤样的试验资料，生产煤祥的采取方法按国标GB 481—93《生产煤样采取方法》执行。

为了保证煤样的代表性，采样条件应当符合以下要求：(1)采样地点地质条件正常（不能处在断层、格曲构造变动地区、透水区、氧化区和风化作用地区)；（2)生产条件正常(采煤方法、机械运转、运输及工作面管理正常)(3)采样方法及其具体操作符合要求。

对于未投产的矿井或煤层尚未开采无法获得生产煤样时，可利用同一煤田邻近矿井的生产煤祥代替，或使用矿井的地质勘探资料作为设计依据，但应当十分谨慎，要考虑由于因素差别对煤质的影响进行对比估计。

煤样的筛分、浮沉、缩分、制样和分析试验必须按照相应的国标进行．实验结果应按国家标准GB／T 477—1998《煤炭筛分试验方法》、GB 478—87《煤炭浮沉试验方法》和行业标准MT58—93《煤粉筛分试验方法》、MT57—93《煤粉浮沉试验方法》进行审查。

试验误差应当在国标规定范围之内，否则试验作废。

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。

煤质资料分析的内容包括煤的物理性质、化学性质、筛分和浮沉资料、可选性等。

一、原煤的物理和化学性质1．工业分析和元素分析煤的工业分析是指用指定的方法测定煤炭分析基下的水分、灰分、挥发分和固定碳。

按照煤炭分类国家标涟，中国煤炭分类用挥发分结合粘结性指数G值、胶质层最大厚度y值等指标。

煤的牌号和用户不同，在选煤厂设计时选择的选煤方法、流程结构、产品结构和用途上都有根本性的区别。

不同用户对于煤中硫分、灰分、水分和发热量的要求往往有很大的差异，这对设计也有重要的影响。

应用基低位发热量是评价动力煤质量的主要指标，也是动力煤商品计价的依据。

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，对其他各种工业和民用以及环境都有很大的危害性，因此，灰分和硫分是评价煤质的重要指标。

硫分在煤中的赋存情况：2、煤的物理性质（将书中的相关表和上面结合讲）3、煤的化学分析二、煤的筛分、浮沉资料分析1、煤的筛分特性筛分试验的目的是测定煤的粒度组成和各粒级产物的质量特征(灰分、硫分等)。

它是合理利用煤炭以及设计选煤厂的基础材料。

筛分试验试祥来自生产煤祥，试验方法按GB／T 477—1998《煤炭筛分试验方法》进行，煤样的制各应严格执行GB 474—1996《煤祥的制备方法》规定。

原煤筛分试验表见表3—4。

(1)、从+50mm级看, 要选出灰分低的精煤, 必须破碎。

(2)、夹矸煤含量和结构特征可以作为选择入选上限的参考因素。

(3)、+50mm级含矸量高，可考虑重介排矸。

(4)、黄铁矿问题(5)、13-0.5mm含量在60%以上, 应注意其处理方式, 如:选用的分选机类型, 脱水问题等.(6)、各粒级含量分析：如果各粒级的质量百分数相近，说明原煤的粒度分布均匀；如果大粒级含量粒多，且灰分较低，则说明煤质较硬。

对于13mm以下末煤含量大的原煤，特别是3mm以下粉煤含量大的易碎原煤，在确定分选方法时应当谨慎对待。

(7)、各粒级质量分析：如果各粒级的灰分与原煤总灰分相近，说明煤质均匀；如果灰分随着粒度减小而减小，包括一0.5mm粒级灰分也低，表明煤质脆易碎。

表3—4各粒级灰分随粒度减小而减小，说明细粒级中含煤较多，煤质较脆，相反，如果随着粒度减小灰分增高，说明矸石易碎而煤质较硬。

如果一0.5mm粒级灰分比原煤或相邻近粗粒级灰分均高，说明矸石存在泥化现象。

当部分粒级灰分已符合用户质量要求，可以考虑将这部分粒级直接筛分出来作为商品煤出售，这样可以降低分选负荷，减少煤泥量，提高经济效益。

(8)、煤质较好的情况下，动力煤选煤厂小于13mm粒级可以不入选，筛选厂直接使用筛分资料得出各种产品的理论产率和质量指标。

2、煤的浮沉资料分析浮沉资料是评定煤的可选性和分选作业流程计算的依据，而可选性的难易又是选煤厂设计和生产管理的重要依据。