选煤厂设计复习思考题仅供参考讲义.docx

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选煤厂设计复习思考题仅供参考讲义

《选煤工艺设计与管理》复习思考

第一章设计的基本原则和依据

1.选煤厂的分类方法和依据是什么?

说明各种类型厂的特点，并举例。

（P5）

（1）根据原煤的性质和产品用途不同,可分为:

①炼焦煤选煤厂——主要产品为炼焦用煤,入选下限到0；

②动力煤选煤厂——主要产品为动力用煤,入选下限一般不到0；

③炼焦煤和动力煤兼选厂——两用；

④筛选厂——只控制粒度。

（2）根据选煤厂的位置和原煤来源,选煤厂可以分为以下5种类型:

类型

位置

原煤来源

福利设施

举例

矿井型选煤厂

矿井工业广场上

本矿井

不同矿区原煤

柴里选煤厂

群矿型选煤厂

矿井工业广场上

本矿井与相邻矿井

不同矿区原煤

布尔台选煤厂

矿区型选煤厂

矿区内独立建厂

本矿区几个矿井

独立

临涣选煤厂

中心型选煤厂

独立建厂

不同矿区原煤

独立

上海庙选煤厂

用户型选煤厂

某用户工业广场上

不同矿区原煤

与所属企业共用

电力企业

2.厂型和类型的区别何在?

厂型如何划分?

（P5）

（1）选煤厂类型根据选煤厂处理原煤性质和用途以及其所处于采矿、冶炼、化工等工业场地地理位置（即选煤厂建厂地点）和原煤的来源划分；选煤厂厂型根据选煤厂处理能力的大小划分。

、

（2）选煤厂厂型的划分

厂型

年设计能力，Mt/a

大型

1.2，1.5，1.8，2.4，3.0，4.0，5.0，6.0及以上

中型

0.45，0.6，0.9

小型

<0.3

3.不同煤种的合适用途是什么？

不同用户对煤炭质量有哪些要求？

（课件）

（1）不同煤种的合适用途：

煤种

主要用途

无烟煤

除了发电外，无烟煤主要作为气化原料用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等；

一些低灰低硫高可磨指数的无烟煤也用于高炉喷吹的原料

贫煤

贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料，还可与高挥发分煤配合使用

贫瘦煤

可单独用来炼焦，也可用来配煤，还可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面

瘦煤

除了那部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤经常与其他煤种混合炼焦

焦煤

焦煤是国内主要用于配煤炼焦的煤种

肥煤

主要用于炼焦（一些高灰高硫的肥煤用来发电）。

1/3焦煤

1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电

气肥煤

它适用于焦化作用制作城市燃气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的产率

气煤

主要用于炼焦和发电

1/2中黏煤

主要作为气化或动力用煤

弱黏煤

一般适用于气化及动力燃料

不黏煤

主要用于发电、气化和民用燃料等

长焰煤

主要用于发电、电站锅炉燃料等

褐煤

主要用于发电和气化

（2）不同用户对煤炭质量的要求：

①炼焦用煤的质量要求：

煤种

1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤；

灰分

配煤灰分<=9.75%，单煤种灰分视煤种稀缺程度确定，1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤等

稀缺煤种，灰分可高些，最大不超过12.5%，气煤等蕴藏量丰富的灰分要尽量低；

硫分

配煤硫分<0.66％，单煤最大1%；

水分

一般规定炼焦配煤的全水分应在8％以下；

磷

尽量低；

粘结性

强，粘结指数G>65；

结焦性

好；

挥发分

22-25%；

胶质层

Y=17－25mm。

②发电用煤的质量要求：

发热量

燃煤的发热量应在5500kcal/kg左右，多在4500～5500kcal/kg左右；

挥发分

应在10％以上；

灰熔融性

灰熔融性软化温度（ST）大于1350℃为最好，灰熔融性流动温度（FT）小于1200℃为

最好；

硫分

燃煤的硫分以低于1％为最好；

可磨性

哈氏可磨性指数（HGI）越高越好，对烟煤来说，其HGI值以大于50较好，至少也应在

45以上；

灰分

一般不宜太高，根据发热量定；

全水分

不超过15％为宜，且以不超过10％最好；

粒度

<13mm（或<25mm）的末煤或粉煤（<6mm）最好，煤中可见矸石含量越低越好；

③高炉喷吹用煤的质量要求：

煤种

喷吹煤最好的是无烟煤，其次是贫、瘦煤

粒度

煤粉，+100网目含量不超过10%，-200网目含量不超过30%

灰分

一般应低于12%，最高不应高于17%

硫分

应低于0.7%，最高不应超过1.1%

水分

应低于8%，最高不应高于12%

其它指标

灰熔点、反应性应尽量高，流动性好，固定碳含量和哈氏可磨性指数应高些，无爆

炸性或弱爆炸性

④气化用煤的质量要求：

煤种

长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、1/3焦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤；

粒度

块煤为宜；

灰分

不大于24.00％；

硫分

小于2.00％；

热稳定性

较高；

抗碎强度

应大于60％。

⑤液化用煤的质量要求：

煤种

褐煤、长焰煤、气煤、气肥煤；

Vdaf/%

>37%；

Ad/%

<25%；

C/H

<16%；

C/%

60～85%；

S/%

>1.0%；

R0/%

max

0.3～1.7%

惰质组含量/%

<10

4.采用什么措施保护稀缺煤种？

（网络资源）

（1）稀缺煤种是指在我国实际煤炭资源保有储量中赋存较少,同时又对我国国民经济运行和发展起着重要作用的煤炭品种。

如炼焦煤、优质无烟煤等。

（2）保护措施：

①制定合理的资源回采率标准

②制定合理的稀缺煤种价格政策

③建立起以产权管理为核心的稀缺煤种的资源资产管理体制.

第二章基本建设程序

1．基本建设程序及各阶段的主要内容是什么?

（课件）

项目阶段

序号

基本建设程序

项目立项阶段

1

项目建议

2

可行性研究

3

厂址选择

4

设计计划任务书审批

设计阶段

5

初步设计

6

施工图设计

施工阶段

7

施工准备、设备订货

8

建筑、安装工程施工

竣工验收阶段

9

生产准备

10

试车竣工验收

2．选煤厂可行性研究的主要内容是什么?

（P22）

（1）总论：

慨述选煤厂位置、行政隶属关系、任务的来源和可行性研究报告的依据；在技术经济总分析方面说明资源可靠性、特点及煤质特征，选煤厂类型、厂型及选煤方法，用户及选煤产品方案的分析，铁路、供电、用水、占地等外部协作配套条件情况，主要技术方案和经济分析；

（2）厂区概况及建设条件；（3）煤质特征及其可选性；

（4）厂型及厂址；（5）煤的用途；

（6）选煤工艺；（7）总平面布置和地面运输；

（8）给排水；（9）电器；

（10）采暖、通风和除尘，浮选药剂库，干燥设备选型，干燥设备的投资成本；

（11）建筑物及其结构；（12）环境保护；

（13）项目实施计划；（14）经济评价。

第三章工艺流程设计

1．煤质资料审查的主要内容有哪些？

（课件）

（1）煤质资料的可靠性；

（2）煤样；（3）采样规程；（4）试验精确性；（5）试验误差。

2.煤质资料分析的主要内容有哪些？

（P39）

（1）原煤的物理和化学性质：

①工业分析和元素分析：

工业分析指用指定的方法测定煤炭分析基下的水分、灰分、挥发份和固定碳。

元素分析指煤中C、H、N、O等元素的分析，硫的含量测定属于元素分析的范畴；

②煤的物理性质：

主要指煤的密度，煤和矸石的泥化性、安息角和摩擦角等；

③煤的化学性质：

指煤的氧化、风化、自燃氢化等性质；

（2）筛分浮沉资料分析：

①煤的筛分特性：

+50mm粒级情况、各粒级含量分析、各粒级质量分析、煤质较好的情况下，动力煤选场-13mm粒级可不入选，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：

各粒度级含量和灰分分析、原煤浮沉资料是绘制可选性曲线，求出理论分选指标的依据、原煤含硫量低时，不必进行硫份测定和硫的分布分析；

（3）煤的其他资料分析：

指煤泥筛分试验、煤泥浮沉试验以及煤泥浮选试验。

3.+50mm级筛分资料可能为流程制定提供哪些信息？

（1）夹矸煤含量和结构特征:

选择入选粒度上限的参考因素；

（2）矸石含量:

评定原煤的含矸量等级，含矸量标准：

（占全样%）<1：

低矸；1～5：

中矸；>5高矸；含矸量低煤质好的动力煤可考虑手选后直接作为商品煤出售；动力煤含矸量高时，应考虑机械选矸；分

选炼焦煤时，对于+50mm粒级，一般设置检查性手选拣矸。

含矸量高时，也应考虑机械选矸方法；

（3）含硫量及存在形式:

决定硫的处理方法。

4.如何判断矸石的泥化程度?

如何判断原煤的可选性?

（1）煤和矸石的泥化是指矸石或煤浸水后碎散成细泥的现象。

泥化程度试验按MT/T109-1996《煤和矸石的泥化试验方法》进行。

（P41）

（2）煤的可选性表示按要求的质量指标从原煤中分选出精煤产品的难易程度。

在选煤方法一定的情况下，影响煤的可选性难易程度的主要因素是密度组成（煤炭固有特性）和对产品的质量要求（外在因素）。

浮沉试验结果（密度组成）就是可选性的全部信息。

从密度组成来看，低密度级含量（产率）多，中间密度

级含量少，表明可选性好，反之，可选性差。

对精煤产品的质量要求是影响和决定可选性难易程度的一个重要的人为因素，它反映了对煤炭加工的要求。

通常，同一原煤，要求的精煤灰分越低，对应的分选

密度越低，可选性越差，反之，可选性较好。

在给定精煤灰分的情况下，根据可选性曲线和理论分选密

度，可选性等级采用“分选密度δ±0.1含量法”进行评定。

（P44）

5.常用选煤方法的特点和适用范围是什么?

（课件）

设备（方法）

适用煤质

入选上下限/mm

分选效率

特点

跳汰选

易选,中等可选

50（100）-0

>90%

成熟,流程简单,处理粒度宽

块煤重介

难选,极难选

300-13（6）

>95%

分选精度高,操作调整简单

重介旋流器

难选,极难选

50（40）-0

>95%

分选精度高,操作简单,无动力,磨损

大，介耗较大

浮选

煤泥

-0.5

处理-0.5mm级的有效方法

动筛跳汰

300-50（25）

>90%

广泛用于块煤排矸

摇床

粗煤泥,高硫煤

6（13）-0.074

>80%

本低,精度高,处理量小

水介旋流器

粗煤泥,易选

13-0

简单,无动力,生产费用低

空气重介

各煤种

50-6

同湿法

节水

自生介质滚筒

易选煤及中等

可选

100-6

>90%

投资少,系统简单

复合式干选

易选,动力煤

50－0

70－80%

节水、排矸简单

TBS

煤泥

2－0.15

Ep＝0.094

分选密度可控可调；分选效率较高

螺旋分选机

粉煤,煤泥

2-0.074

>80%

投资少,无动力

6.说明方案比较的方法和步骤。

（P56）

技术经济比较一般分为技术比较和经济比较两部分。

（1）技术比较：

根据原煤可选性,对不同选煤方法可能达到的技术指标进行比较,选出可行选煤方法。

技术比较步骤如下：

①列出可能方法,画出原则流程；

②对可能方法进行产品预测；

③计算数量效率；

④选择技术上合理的方案保留之。

（2）经济比较：

主要是对技术上合理的方案从综合经济效益上进行比较，需要考虑的因素有销售收入、生产成本、基建投资等相关因素。

7.分组入选的条件有哪些?

分级入选呢?

（课件）

（1）分组入选是指将分采,分运的不同原煤,从入厂到产品出厂都分系统处理。

分组入选在下列条件下应当使用:

①原煤牌号不同；

②选后产品有特殊用途或要求；

③精煤硫分相差悬殊；

④用密度--基元灰分曲线判别能否混选.当δ一定时,∆λ>5%

考虑分组；当λ一定时,∆δ>0.05,考虑分组；

⑤先决条件是分采分运

（2）分级入选分级入选是指不同粒级的煤分别洗选。

是否分级入选,取决于以下因素：

①各粒级煤的性质

一般,在正常分选条件下,不同粒级煤有如下分选特性：

在同一分选条件下,粒度越细,分选密度越高.如果各粒级的δ-λ曲线有相同趋势，将符合上述规律。

否则应考虑分级入选。

另外，分组条件的（4）也适用于分级：

当δ一定时,∆λ>5%考虑分级；当λ一定时,∆δ>0.05,考虑分级。

②分选工艺和设备若采用斜立轮分选、重介排矸必须按设备允许的入料粒度分级。

重介旋流器也要考虑是否脱泥。

我

国跳汰选一般不分级,但国外分级较多。

8.常用的原煤准备、分选、产品脱水、煤泥水和介质回收流程及其特点有哪些?

（改错分析题，详细说明见P62工艺流程结构设计）

9.总结选煤用和选矿用分选流程各自的特点和异同。

（希望总结出答案的同学分享一下）

10.筛分资料和浮沉资料各用什么方法校正?

校正基准是什么?

（P86）

（1）筛分资料的校正筛分资料的校正是以筛分试验前煤样的总灰分为基准，来校正筛分后各粒级的灰分。

即

∆=A0−A

式中△——灰分校正系数，此值可正、可负，％；

A0——筛分前总灰分，％；

A——筛分后各粒组综合灰分，％。

将灰分差值△与各粒级的灰分相加，即得各粒级校正后的灰分，从而使试验前、后的总灰分在数值

上完全一致。

（2）浮沉资料的校正浮沉资料通常有两种方法进行校正，但校正的基准均以筛分综合表中的相应粒级综合校正灰分值为

准。

煤泥灰分不校正，则

∆=A筛-A浮

式中△——灰分校正系数，此值可止、可负，％；A筛——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从分，％；A浮——综合浮沉表中各密度级累计灰分（去泥），％。

（1）第一种方法：

|△|＜0.2％时，与筛分资料的校正基本相同。

将灰分差值A与综合表中各密度级的灰分相加，即得各密度级的校正灰分。

（2）第二种方法：

|△|＞0.2％时，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，调整备密度级质量百分数。

即：

11.浮沉资料校正时，|△|>0.2%，所用的校正公式的导出原理是什么?

（见第10题）

第四章工艺流程的计算

1.重选作业产品预测有几种方法？

它们的使用范围及优缺点个是什么？

说明使用近似公式法计算的步骤。

（P101）

产品预测是根据原煤资料、分选作业水平，预计出产品的数量和质量。

（1）两产品平衡法

①根据产率、灰分量平衡的原则列出如下公式：

②使用范围及优缺点：

两产品平衡法多用于浮选等简单的两产品计算。

（2）分配曲线法

①用最小二乘法（格氏法）计算实际的精煤、中煤和洗矸石产率，再用产品的实际产率与浮沉试验资料计算出分配率，并绘出跳汰机的一段与二段分配曲线，找到实际的分选密度和可能偏差E。

设计时，依据这些资料，或用改变分选密度、平移分配曲线的方法，找到分配率并计算出设计指标。

②使用范围及优缺点：

分配曲线法应用于设计的前提，必须有实际生产的精煤、中煤和洗矸石的浮沉试验资料。

预测本厂原煤时，结果精确，局限于获得分配曲线的条件。

（3）近似公式法

①正态分布积分曲线形状与分配曲线相似

+∞

σ

f（x）=∫p（x）=∫

−∞

（x−m）2

1

e−2σ2dx

2π

t=x−m

σ

σdt=dx

tt2

F（t）=

1−-

2π

∫e

−∞

2dt

变换：

图形中心从坐标轴移至δp,跳汰横坐标用Lg（δ-1）。

2

设x2=t

则dt=

2dx,代入F（t）=1

tt2

−-

∫e2dt中，得

2

1x2

∫

1x2

2π−∞

∫

102

∫

1x2

∫

F（t）=

e−x

2π−∞

2dx=

e−xdx=

π−∞

e−xdx+

π−∞

e−xdx

π0

2

e−x

=1−x2+x−x

+x−

x10

x12

+

−

4

6

8

2!

3!

4!

x46

5!

6!

81012

F（x）=0.5+

1x

∫（1−x2+

−x+x−x+x

−）dx

π02!

3!

4!

5!

x3x5x7x9

6!

x11

x13

=0.5+0.5641895（x−

+

310

−+

42216

−

1302

+

9360

−）

②使用范围及优缺点：

适用范围广，可在任意情况下预测,精确度差。

（4）使用近似公式法计算的步骤

①选定δp和I（E）；

②对应不同密度级δ,分别计算；

③查F（t）-t分布表,或计算得到分配率。

2.产品预测时，如何确定初始分选密度？

（课件）

在可选性曲线上,可以查到理论分选密度。

根据统计资料,跳汰分选中,理论与实际分选密度差别随可选性变化。

理论与实际分选密度差值见下表：

±0.1含量

≤10

10．1-20.0

20.1-30.0

30.1-40.0

≥40

可选性

易选

中等可选

稍难选

难选

极难选

差值

0-0.04

0-0.05

0-0.06

0.02-0.08

0.04-0.10

注:

①理论与实际分选密度的关系:

精煤段:

δp=δi-（0.05-0.1）（减少污染）

矸石段:

δp=δi+（0.1-0.2）（减少损失）

其中:

δp--实际分选密度;δi--理论分选密度.

②重介选差值接近零

③此关系只给出参考的取值范围,计算时,由此开始试算几次,找出最佳值。

第五章工艺设备的选型与计算

1．设备选型时不均衡系数K值如何确定?

（P128）

（1）矿井来煤时．从井口或受煤仓到配（原）煤仓的设备处理能力应与矿井最大提引能力—致。

（2）由标准轨距车辆来煤，受煤坑到配（原）煤仓设备处理能力的不均衡系数应不大于1.5，当采用翻

车机卸煤时。

配（原）煤仓的设备的处理能力应与翻车机能力相适应。

（3）在配（原）煤仓以后，设备的处理能力不均衡系数，在额定小时能力的基础上，煤流系统取1.15，矸石系统取1．50，煤泥水系统和重介质悬浮液系统取1.25。

在生产实际中，煤泥水系统设备的处理能力对全厂生产的影响比较大。

因此，应尽量将煤泥水系统

设备的处理能力放大，可按分选环节的最大能力作为选型基数。

2．设备的生产能力有几种确定方法?

优先使用哪一种，为什么？

（P127）

（1）在设计中常用的确定设备能力的方法有：

单位负荷定额、产品目录保证值以及理论计算公式或经验公式。

①单位负荷定额单位负荷定额是根据现场相似设备在较长时期使用过程中，取得的经验统计数据。

它比较接近实际，

多数情况下较为可靠。

在计算设备生产能力时，常用单位容积、单位面积、单位长度或单位时间等单位负荷定额指标进行计算。

有些设备不便使用上述几种单位负荷定额指标计算，可采用单台设备的处理量

指标进行计算。

②产品目录保证值

产品目录上的设备个产能力保证值，是设备生产厂家根据设备研制报告促供的。

由于设备在研制过程中使用的被处理原料性质和操作条件均实际不尽相同，所以产品目录提供的设备生产能力一般偏高，使用时应允分考虑原料性质和实际生产条件，参考现场实际生产资料，确定选择范同。

③理论计算公式或经验公式

理论计算公式或经验公式都是使用已有的公式计算设备生产能力的。

理论公式往往考虑的条件比较理想，故其计算结果与实际生广能力偏离较大、需采用修正系数核算，因而应用较少。

经验公式是根据实际资料总结出来的，其中常包括许多与原料性质、操作特点等有关的经验系数，这些系数在未投产情

况下难以确定，因而在使用上有局限性。

（2）由丁单位负荷定额比较接近生产实际．一般在设计中，都优先选用单位负荷定额计算设备牛产能力。

3．设备选型计算公式有几种，各适用于什么设备?

（这道题大家自己总结一下）

（1）面积的计算

kQ

①F=

q

式中F——所需面积，m2；Q——入料量，t/h；K——不均衡系数；q——单位负荷定额，t/（m2·h）。

单位负荷定额已知情况下，筛分设备、跳汰机等设备面积的计算。

F=1（kW+kQ）

②

q12δ

式中F——所需沉淀面积，m2；k1——煤泥水系统的不均衡系数；k2一一干煤泥的不均衡系数；Q——进人设备的干煤泥量，t/h；W——进入设备的水量，m3/h；δ——煤泥的真密度，t/m3；q——单位沉淀面积处理煤泥水量，m3/（m2·h）。

角锥沉淀池、斗子捞坑、倾斜板沉淀槽、永田沉淀槽等水力分级设备沉淀面积的计算。

③F=Q（R1−R2）kqϕ

式中F——所需沉淀面积，m2；Q——进入设备的干煤泥量，t/h；R1——给料煤泥水液固比；R2——浓缩产品煤泥的液固比

k一—煤泥水系统的不均衡系数；

φ——沉淀面积利用系数（一般取0.9一0.95）；

q—一单位面积处理能力，m3/（m2·h）。

浓缩机、沉淀塔等浓缩澄清设备沉淀面积的计算。

④F=k1W+k2Q/ρ1

v1ϕ

式中F——所需沉淀面积,m2；

W一一入料中的水量m3/h；

Q——入料中的干煤量，t/h；

k1,k2——分别为煤泥水系统和干煤系统的不均衡系数；

v1—一沉淀速度,m/h；

φ——沉淀面积利用系数（一般取0.9一0.95）；

1

ρ一—沉淀颗粒的密度，t/m3。

（2）台数的计算

①n=FF'

式中n——设备的台数；F——需要的总处理面积，m2；F’——选用设备的有效面积。

筛分设备、跳汰机等已计算出其需要的总处理面积设备台数的计算。

②n=kQQe

式中n——设备的台数；

k——不均衡系数；

Q——入料量，t/h；

Qe——设备单台处理能力，t/（台·h）。

破碎机、重介质旋流器、水介质旋流器介质浓缩设备、离心脱水机等以及不能获得单位面积负荷设

备台数的计算

kQ

③n=

Bq

式中n——设备的台数；k——不均衡系数；Q——入料量，t/h；B——槽宽，m；

q——单位槽宽负荷定额，t/（m·h）。

跳汰机、块煤重介分选机等已知单位槽宽负荷设备台数的计算。

④n=

kQ

kvVq

当浮选流程为浓缩浮选时，或入浮矿浆浓度大于80g/L时,浮选机槽数的计算。

⑤n=k1W+k2Q/σ

qVkv

当浮选流程为直接浮选时，或入浮矿浆浓度小于80g/L时,浮选机台数的计算。

⑥n=kQFq

真空过滤机、加压过滤机、压滤机等过滤设备台数的计算

第六章工业场地总平面设计

1.试述风向玫瑰图的画法和意义。

（P191）

2.总平面布置时，辅助生产设施的布置原则有哪些？

（P183）辅助生产区主要布置辅助生产建（构）筑物，面积大、多污染，应适当隔离。

这些车间通过管道、

线路或厂内道路与第一建（构）筑物取得联系，其位置比较灵活，但要求接近负荷中心或使用对象。

它们的总