第6章 動(dòng)力配煤（）rev

第6章動(dòng)力配煤本章重點(diǎn)配煤意義配煤原理動(dòng)力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與工藝流程煉焦配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中國動(dòng)力配煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀本章難點(diǎn)配煤原理典型的配煤技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握配煤原理，能夠用excel計(jì)算配煤過程，得出最優(yōu)解；掌握影響配煤質(zhì)量的主要因素；了解配煤的工藝流程；了解主要的配煤技術(shù)，并在課外查找資料了解其應(yīng)用實(shí)例。第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義

第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義配煤原理

配煤的基本原理是利用各種煤在性質(zhì)上的差異，相互“取長補(bǔ)短”，最終使配合煤在綜合性能上達(dá)到“最優(yōu)狀態(tài)”，以滿足不同用戶的需要。

同時(shí)，可使配煤的質(zhì)量穩(wěn)定，在工業(yè)鍋爐和窯爐中燃燒時(shí)取得比燒單種煤更好的節(jié)煤效果。

由于各單一原料煤的成分和性能指標(biāo)（黏結(jié)性、結(jié)焦性、發(fā)熱量、揮發(fā)分、硫分、灰分等）在配合過程中存在著線形可加成性，通過優(yōu)化配比可使各原料煤的各成分和性質(zhì)間實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短，互為補(bǔ)充，充分發(fā)揮各種原料煤的特點(diǎn)和長處，綜合性能優(yōu)于其中任何一種原料煤。因此，它已成了人為加工而成的新“煤種”。第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義配煤方案的優(yōu)化提出約束條件解出最優(yōu)配方建立數(shù)學(xué)模型確定目標(biāo)函數(shù)第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義提出約束條件

鍋爐對煤質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)都有特定的技術(shù)要求，這就是動(dòng)力配煤的基本約束條件。≤Ai=100%

假設(shè)有n中單煤，要配制具有m個(gè)技術(shù)指標(biāo)T的動(dòng)力配煤，若第j種單煤（j=1，2，3，……，n）經(jīng)過化驗(yàn)得出第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)（i=1，2，3，……，m）為Tij,又設(shè)第j種單煤在配煤中的百分率為Xj，那么用n種單煤配制出的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)如適應(yīng)某一爐型的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)上限為Ai，下限為Bi，則用n種單煤配制的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)就必須在Ai～Bi之間Bi≤

由于一個(gè)煤場或配煤單位，在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)（如一周、一月或一季）配制動(dòng)力配煤，可能因缺少某種單煤而影響配煤計(jì)劃的完成，因此就必須有另一個(gè)約束條件來限制短缺煤種的配比。若在一定時(shí)期計(jì)劃配煤S噸，但第j種單煤只有Hj噸，為了保證計(jì)劃的完成，就必須使第j種單煤占配煤比Xj不能大于其資源量Hj在配煤S中的比

由n種單煤配煤，其配比之和必須正好達(dá)到100%。并且各種單煤的配比均為正值第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義確定目標(biāo)函數(shù)追求成本最低追求優(yōu)質(zhì)煤配比最小追求低質(zhì)煤配比最大為提高配煤單位經(jīng)濟(jì)效益，降低配煤成本是配煤單位首先應(yīng)追求的目標(biāo)。假設(shè)有n中單煤進(jìn)行配煤，第j種單煤的成本價(jià)為Cj，其配比為Xj，則配煤的成本價(jià)為

，追求成本最低，就是要使成本價(jià)最小，minZ=在中國煤炭資源中，優(yōu)質(zhì)煤比例較小，價(jià)格較高，為合理用煤，降低配煤成本，一般應(yīng)盡量少用優(yōu)質(zhì)煤。如第j種煤是優(yōu)質(zhì)煤，配比為Xj，則：minZ=Xj為了充分利用或就地利用一些質(zhì)量較差的煤炭，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤、節(jié)約運(yùn)力、降低成本，在動(dòng)力配煤中應(yīng)盡量多用低質(zhì)煤，追求低質(zhì)煤配比最大，如第j種煤是低質(zhì)煤，配比為Xj，則：maxZ=Xj第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義建立數(shù)學(xué)模型根據(jù)上述的約束條件和目標(biāo)函數(shù)，可將動(dòng)力配煤優(yōu)化配方的數(shù)學(xué)模型歸納如下：約束條件目標(biāo)函數(shù)第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義優(yōu)化配方求解

數(shù)學(xué)模型確定后，如何求解是一個(gè)線形規(guī)劃問題，求解方法較常用的有圖解法和單純形法。對于復(fù)雜問題，常用計(jì)算機(jī)求解。如利用電子表格Excel的線性規(guī)劃功能，可省去大量編程工作和復(fù)雜命令，直觀易學(xué)，方便快捷。

指標(biāo)單煤Mt/%Ad/%Vdaf/%CRC(1～8)Wd(St)/%Qnet,ar/(kJ/kg)HGIST/℃原料成本價(jià)/(元/t)潞安煤黃陵煤大同煤動(dòng)力配煤7.7810.783.05≤7.0020.4325.4125.63

17.0433.6234.04≥23.00443≤50.332.230.47≤0.80250122167523090≥23027855450≥55140012901450≥1300255.0244.3220.75最低表6-13種單煤及動(dòng)力配煤要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義

配煤意義：中國的煤炭種類繁多、性質(zhì)各異；中國煤炭利用效率低；煉焦用煤的要求；動(dòng)力用煤。第一節(jié)動(dòng)力配煤原理及意義動(dòng)力配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類型品種牌號質(zhì)量指標(biāo)Qnet,ar/MJ/kg）Vdaf/%Mar/%War(St)/%ST/℃CRC(1～8)粒度/mm工業(yè)鍋爐用煤GL-1≥18.80≥20≤10≤1.5-2～5≤40GL-2≥20.90≥22≤10≤1.5-2～5≤40GL-3≥23.00≥24≤10≤1.5-2～5≤40電站煤粉鍋爐用煤DF-1≥15.48≥27≤10≤1.51350-≤50DF-2≥16.32≥19≤10≤1.51350-≤50DF-3≥18.41≥10≤10≤1.51350-≤50DF-4≥20.90≥6.5≤10≤1.51350-≤50表6-2全國動(dòng)力配煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

一、動(dòng)力配煤的工藝流程動(dòng)力配煤生產(chǎn)線的工藝流程一般包括原料煤的收卸、按品種堆放、分品種化驗(yàn)、計(jì)算和優(yōu)化配比、配煤原料的取料輸送、篩分、破碎、加添加劑、混合摻配、抽取檢測、成品煤的存貯和外運(yùn)等。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)配煤場地特點(diǎn)、配煤生產(chǎn)線的規(guī)模大小、機(jī)械化程度的高低、資金投入的多少等情況，生產(chǎn)工藝流程是不盡相同的。通常有兩類生產(chǎn)工藝流程，一類是簡單動(dòng)力配煤生產(chǎn)工藝流程，另一類為現(xiàn)代化大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)工藝流程。簡單的機(jī)械化配煤生產(chǎn)線的工藝流程：用裝載機(jī)將不同性質(zhì)的單種原料煤裝入不同的貯煤斗，通過圓盤給料機(jī)或箱式給煤機(jī)出煤閘門的調(diào)節(jié)，控制各單種原料煤出煤量的大小，不同的煤經(jīng)滾筒篩或振動(dòng)篩等篩分設(shè)備進(jìn)行篩分和混配，篩下物成為動(dòng)力配煤，篩上物經(jīng)粉碎后摻入動(dòng)力配煤中，然后作為成品貯存或外運(yùn)。圖6-1動(dòng)力配煤原則工藝流程

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

圖6-2簡單動(dòng)力配煤生產(chǎn)線工藝流程

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

圖6-3現(xiàn)代化大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)線工藝流程

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

圖6-4加入添加劑配煤的生產(chǎn)流程

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

二、動(dòng)力配煤的主要設(shè)備輸送設(shè)備

輸送設(shè)備是動(dòng)力配煤生產(chǎn)線中聯(lián)接各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)線能有效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)備。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)中使用最廣泛的運(yùn)輸設(shè)備是膠帶輸送機(jī)，它可完成煤炭的水平輸送和堆高輸送。

膠帶運(yùn)輸機(jī)分固定式和移動(dòng)式2種。固定式膠帶機(jī)主要用于聯(lián)接固定的裝載和卸載之間的運(yùn)輸，經(jīng)常直接與抓斗式取料機(jī)或堆料機(jī)等聯(lián)接。在大型動(dòng)力配煤生產(chǎn)線，常?？梢钥吹綆资咨踔翈装倜组L的膠帶輸送機(jī)，有的還構(gòu)成高架棧橋，通過這些輸送機(jī)把各種單煤和動(dòng)力配煤卸在不同的存放地點(diǎn)。

移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)裝有車輪，可根據(jù)裝卸要求的變化而自由調(diào)動(dòng)，有的還可以在平面轉(zhuǎn)動(dòng)—定的角度，擴(kuò)大煤堆面積。它在中、小型配煤線上應(yīng)用得比較多。

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

取料設(shè)備

原料煤從鐵路、碼頭卸車或卸船后，通過膠帶輸送機(jī)在煤場堆高成煤垛，取料時(shí)從煤垛取煤，供應(yīng)配煤生產(chǎn)。根據(jù)動(dòng)力配煤生產(chǎn)規(guī)模的大小，為了提高經(jīng)濟(jì)效益，提高設(shè)備的利用率，一般分為通用型設(shè)備和專用型設(shè)備2種。通用型設(shè)備有裝載機(jī)、挖掘帆、推土機(jī)、抓斗式取料機(jī)等。它除了在生產(chǎn)線中完成取料之外，有時(shí)還可以用來推垛或裝車等。通用性較強(qiáng)，一般用于年生產(chǎn)能力10萬t以下的動(dòng)力配煤生產(chǎn)線。專用型設(shè)備有地龍式刮板機(jī)，滾龍取料機(jī)和斗輪式取料機(jī)等。專用型設(shè)備能將煤垛上的煤連續(xù)供給膠帶輸送機(jī)，是煤快速運(yùn)出的高效率專用機(jī)械，一般都與固定的膠帶輸送機(jī)銜接。

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

篩分設(shè)備

根據(jù)層燃式工業(yè)鍋爐的燃燒工況，要求動(dòng)力配煤的粒度分布有一定的均勻性，所以煤炭的篩分是動(dòng)力配煤生產(chǎn)工藝流程中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過篩分設(shè)備，優(yōu)質(zhì)煤可以篩出優(yōu)質(zhì)塊煤，彌補(bǔ)優(yōu)質(zhì)塊煤資源短缺的問題，并為煤場增加一定的經(jīng)濟(jì)效益；低質(zhì)煤可以把大塊篩出來，破碎后再送入貯煤斗。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)線上比較常用的篩分設(shè)備有滾筒篩和振動(dòng)篩等。

滾筒篩一般有圓柱形、圓錐形等幾種，由架體、篩蓖、進(jìn)料斗、出料斗、中心鈾、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。滾筒篩在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，篩內(nèi)原煤受磨擦力作用，隨滾筒壁升到一定高度，再受重力作用下滑，小顆粒和大塊煤分開，小顆粒煤成為篩下物，大塊煤成為篩上物進(jìn)入破碎機(jī)或單獨(dú)存放。滾動(dòng)篩的滾動(dòng)實(shí)際上起到—定的攪拌作用，因此在簡易的中小型配煤線上，篩分和混配就合成一個(gè)工序。

另外，由于滾筒篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如轉(zhuǎn)速過快，篩分效率就會(huì)降低，過慢則篩網(wǎng)有效利用面積縮小，使篩分能力降低，所以滾筒篩適用于中、小型配煤生產(chǎn)線。在大型的動(dòng)力配煤生產(chǎn)線上，宜選用振動(dòng)篩，以加大篩分能力。

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

破碎設(shè)備

原料煤篩分出的大塊煤必須經(jīng)過破碎后才能進(jìn)配煤線的貯煤斗。常用的破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)2大類。顎式破碎機(jī)多用于破碎原料煤中的矸石。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)線中使用比較廣泛，適應(yīng)能力較強(qiáng)。為避免硬金屬棒、塊混入煤中。造成破碎機(jī)過載或損壞，—般應(yīng)該在破碎機(jī)的進(jìn)料口安裝電磁吸鐵裝置，隨時(shí)清除金屬雜物?；炫湓O(shè)備

混配設(shè)備是動(dòng)力配煤生產(chǎn)線的重要設(shè)備之一?；炫洹惴譃橹亓颗淞虾腿莘e配料兩種。在動(dòng)力配煤生產(chǎn)中多數(shù)還是采用容積配料，但在一些大的生產(chǎn)線上已開始了重量配料。容積配料設(shè)備主要為圓盤配料機(jī)和膠帶配料機(jī)，這2種設(shè)備都是用控制原料煤的流量來達(dá)到定量配比的目的。圓盤給料機(jī)的給料雖一般通過改變刮刀位置等措施來調(diào)節(jié)；膠帶配料機(jī)則通過出料閘門的開口高度控制出煤層的厚薄。重量配料—般采用電子膠帶秤，通過重量顯示比例，調(diào)節(jié)膠帶機(jī)的出料速度，使配料更加準(zhǔn)確可靠。

第二節(jié)動(dòng)力配煤工藝

第三節(jié)典型動(dòng)力配煤技術(shù)

第三節(jié)典型動(dòng)力配煤技術(shù)

一、傳統(tǒng)配煤技術(shù)

傳統(tǒng)的配煤技術(shù)是以煤化學(xué)為理論基礎(chǔ)，采用煤的揮發(fā)分Vdaf來控制煤質(zhì)，用膠質(zhì)層厚度(X,Y)及黏結(jié)指數(shù)（G)來評價(jià)煤的結(jié)焦性，依此來指導(dǎo)配煤。根據(jù)煤化學(xué)理論，煤的結(jié)焦性是用煤化程度指標(biāo)(包括水分、硫分、灰分、揮發(fā)分等)和黏結(jié)性指標(biāo)(包括膠質(zhì)層厚度X,Y和黏結(jié)性指數(shù)（G)）等來反映，以此為基礎(chǔ)發(fā)展形成了Vdaf-X，Vdaf-Y,Vdaf-G等煉焦配煤法。

二、煤巖學(xué)配煤技術(shù)

隨著煤巖學(xué)的不斷發(fā)展，利用煤巖顯微結(jié)構(gòu)指導(dǎo)配煤有了長足的發(fā)展。煤巖學(xué)相關(guān)觀點(diǎn)認(rèn)為:煤化程度和煤的顯微組成是決定煤的結(jié)焦性好壞的關(guān)鍵因素。煤的煤化程度由煤中鏡質(zhì)組的平均隨機(jī)反射率(Rr,m）來決定，Rr,m越大，煤的煤化程度越高，平均隨機(jī)反射率大體上能反映活性組分的總體質(zhì)量。Rr,m不受煤種的影響，煤化參數(shù)Vdaf不僅與煤的煤化程度有關(guān)，而與煤種也有關(guān)系，因此，Rr,m比Vdaf更能準(zhǔn)確地反映煤的煤化程度。根據(jù)煤中不同顯微組分在煤的結(jié)焦過程中的表現(xiàn)不同，通過煤的鏡質(zhì)組隨機(jī)反射率(Rr,m）直方圖可以清楚地反映出不同組型活性組分分布情況。第三節(jié)典型動(dòng)力配煤技術(shù)

三、計(jì)算機(jī)專家配煤系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)配煤專家系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)發(fā)展起來的配煤概念，它綜合利用了煤炭數(shù)據(jù)庫、焦炭質(zhì)量預(yù)測方法、過程控制原理以及煉焦專家經(jīng)驗(yàn)，以期實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本最小化、優(yōu)質(zhì)煉焦煤用量最