夏云凯，朱利伟

(1.唐山市神州机械有限公司，河北 唐山 063001；2. 河北省煤炭干法加工装备工程技术研究中心，河北 唐山 063001)

截至2015年底，我国已探明煤炭储量为1.56万亿t，其中72%为动力煤。2016年我国煤炭产量为34.5亿t，原煤入选总量为23.45亿t，入选率达68.9%，但动力煤入选率只有55%左右，因此今后动力煤煤炭洗选加工发展空间较大。随着煤炭清洁高效利用越来越受到重视以及环保要求的日益提高，未来几年动力煤的入选量将不断增加，动力煤选煤厂的建设也将不断加快。随着动力煤入选比例的增加和单座动力煤选煤厂设计处理能力的提高，动力煤选煤厂的节能降耗也越来越重要。

以重介分选为代表的动力煤湿法分选工艺具有分选精度高、精煤产品灰分低的优势，但对于动力煤末煤湿法分选则存在降低精煤灰分的同时水分增加的情况，导致提质效果灰水相抵，湿法分选后精煤热值提高有限，甚至有热值下降的情况发生；且当矸石易泥化时，采用湿法分选会导致煤泥水系统负荷过大，煤泥回收系统会产生大量高水分煤泥产品，从而降低全厂精煤产率；此外，重介水洗工艺投资大，需要配备煤泥水处理系统，生产煤泥副产品，加工成本高。干选选煤虽然分选精度较重介分选差，但干选过程不需要水，不产生高水分煤泥产品， 投资和运营成本较低，特别是分选<13 mm粒级末原煤时，干选可完全避免精煤水分增加问题，也可实现易泥化煤的煤泥减量化生产。煤炭干选设备有复合式风选设备、X-射线智能分选机和空气重介分选机等，但目前绝大数干法选煤厂主要采用复合式风选设备。应用实践表明，干法分选工艺简单，系统装机功率低、电耗低，从而可以大大降低选煤厂建设投资和运营成本，经济效益和环保效益显著。在满足分选要求的条件下，动力煤选煤厂应该优先选用干法分选工艺。

动力煤分选工艺的选择应以提高选煤企业技术装备水平、节能减排、降低单位产品电力消耗为原则。因此在比较不同动力煤分选工艺时，正确评判选煤厂吨煤电耗是否满足国家标准规定显得尤其重要。

1 标准解读

为提高选煤企业节能减排技术装备水平，降低单位产品电力消耗，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会于2012年12月31日发布了GB29446—2012《选煤电力消耗限额》的国家标准，并于2013年10月1日实施。标准中动力煤选煤厂选煤电力消耗限额指标见表1。

表1 动力煤分选企业选煤电力消耗限额Table 1 Norm of power consumption set forth for power coal cleaning plants

表1中所示限定值和准入值为强制性指标，限定值为现有企业限额指标，准入值为新建企业限额指标。这项标准对动力煤选煤厂设计建设提出了严格要求，即吨煤电耗不能超过4.6 kWh。此标准中的电耗折算系数只是按煤种和选煤工艺进行了大致划分[1], 没能对全级入选和部分入选进行精细划分。标准中对湿法分选选煤厂的电耗折算系数较小，而对干选厂的折算系数过高，不能反映湿法分选吨煤电耗高于干选的事实[2]。同时需要对不同工艺设定标准的参数和计算方法，以提高不同动力煤选煤企业电耗的可比性[3]。

在生产实践中，采用湿法分选工艺的动力煤生产企业通过采用先进分选工艺和加强节能管理[4-9]，一些只分选块煤的选煤厂电力消耗可以达到先进值标准。但事实上，湿法动力煤选煤厂的吨煤电耗一般远高于干法分选。干法动力煤选煤厂不用水，使用简化的分选工艺和数量较少的设备即可达到湿法分选的效果[10-12]。因此，在满足精煤质量要求的前提下，选择合理的选煤工艺满足国家标准要求值得设计者思考。

2 电力消耗对比

2.1 湿法选煤厂电力消耗指标

在选煤厂建设项目设计文件中，电力消耗的计算是按照MT/T 1153—2011《煤炭工业选煤厂工程建设项目可行性研究报告编制标准》进行的。

从收集到的几座设计能力为2.0～6.0 Mt/a、采用湿法分选工艺的选煤厂吨煤电耗设计指标(表2)可见，采用块煤入选、末煤旁路这类部分入选工艺的动力煤选煤厂吨煤电耗基本在1.66～4.50 kWh范围内；部分吨煤电耗在3.0 kWh以下的选煤厂则是因为没有纳入原煤准备系统和产品储运的电耗(如沙吉海选煤厂)，或者块煤入选量过低(如吉郎德露天矿选煤厂)。在块煤入选率为40%～50%的动力煤选煤厂，其吨煤电耗大部分低于准入值要求，但如果不计算旁路不选的末煤部分，实际入选的块煤单位电耗会超过限定值；而全级入选的选煤厂吨煤电耗往往会超过限定值要求。

2.2 干法选煤厂电力消耗指标

复合式干法选煤技术属于一种风力选煤技术，具有不用水、投资少、生产成本低、产品水分低、对环境无污染、占地面积小、建设周期短等特点。目前，复合式干法选煤系统已在国内广泛应用，并实现向世界21个国家出口。本文中提及的干选吨煤电耗指标均为复合式风选及分选系统能耗指标。从收集到的几座干选厂吨煤电耗设计指标(表3)来看，只分选块煤的部分入选工艺动力煤选煤厂吨煤电耗基本在2.0～3.8 kWh范围内，选煤厂设计能力为0.9～7.0 Mt/a,干选厂吨煤电耗在先进值以下；全粒级入选的干法动力煤选煤厂吨煤电耗超过先进值，但低于准入值。

对比表2和表3可以看出，干法选煤厂无论原煤部分入选还是全粒级入选，其吨煤电耗一般皆低于湿法分选工艺选煤厂，可见干法选煤工艺节能降耗效果是非常显著的。

表2 部分湿法动力煤选煤厂吨煤电耗设计值

表3 部分干法动力煤选煤厂吨煤电耗设计值

3 风选折算系数修改建议

以复合式风选机为核心设备的干法选煤系统工艺简单，设备台数少，装机功率低，根据煤质和工艺流程的复杂程度，复合式干选厂吨煤电耗一般为2.5～3.5 kWh，平均电耗为3.0 kWh/t。

据长春煤炭设计院发表的动力煤选煤厂电耗数据[2]，采用常规湿法工艺的动力煤选煤厂电耗一般为5～7 kWh/t，平均值为5.86 kWh/t，可见采用干选工艺的动力煤选煤厂单位电耗远低于常规湿法工艺的动力煤选煤厂。在保持同样或更佳分选效果的前提下，干选工艺单位电耗比湿法工艺几乎下降50%。如果按照国标中GB 29446—1012《选煤电力消耗限额》选煤工艺类型折算系数计算，风选折算系数为2.5，如分选平均电耗为3.0 kWh/t，则计算后干选单位电耗被放大为7.5 kWh/t，该值远超标准中有关动力煤选煤厂单位电耗的限定值和准入值，因此该折算系数2.5明显不合理。

节能是复合式干选系统的优点，而国标中折算系数却把风选列为所有选煤方法之最，而实际上干选是所有选煤方法中电力消耗最低的，因此建议将国标中风选电力消耗折算系数修正为1.0。同时建议有关标准制定部门及时修订折算系数和计算方法，从而使选煤厂项目的建设方案和设备选型的节能评估结论更加客观，更具可比性。

4 结论

选煤厂选择分选工艺时，应该根据原料煤的性质和产品要求，采用高效率、低消耗的先进生产工艺。干法选煤作为一项节能的工艺技术，已经被国家发展和改革委员会列入了《国家重点节能低碳技术推广目录(2017年本节能部分)》，完全可满足GB29446—2012《选煤电力消耗限额》中对新建选煤厂的选煤电力消耗限额指标要求。但标准中对风选吨煤电耗折算系数不甚合理，从而造成干选吨煤电耗高于湿法分选的假象，建议在标准修订时予以斟酌。为降低电力消耗，在动力煤选煤厂设计过程中，需要认真分析原煤煤质，研究选择适合原煤煤质的分选工艺设计方案，在保证产品质量的前提下，尽量选择节能的工艺设备，并充分利用成熟的节电技术及装置，使新设计的选煤厂电力消耗达到先进指标。

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