为了拓宽市场，提高企业经济效益，潘一东选煤厂针对现动力煤洗选工艺系统进行炼焦煤系统改造，文章分析该厂入洗原煤煤质特性，并在充分利用现有生产系统基础之上，减少改造投资，选择合适的选煤工艺，实现生产炼焦煤产品的目的，取得了良好的生产与经济效果。
关键词：
选煤工艺；动力煤选煤厂；炼焦煤；脱泥；浮选
潘一东选煤厂炼焦煤改造前主要生产动力煤，随着矿井向深部开拓，煤种主要变为1／3焦煤，是良好的炼焦配煤煤种。由于动力煤市场需求下降，淮南矿业（集团）有限责任公司提出调整产品结构，在原动煤力产品结构基础之上，开发新的精煤品种的构想，既可以实现调整优化煤炭产业结构、拓展市场空间，又能提高企业综合经济效益和社会效益、增强抗风险能力，潘一东选煤厂具备炼焦煤的生产条件；为此，在现有生产系统基础上，进行炼焦煤系统改造，改造后既能生产动力煤，也能生产炼焦煤，增加了产品结构的灵活性，能给企业带来更高的经济效益［1－5］。
1入洗煤质特点
由于潘一东选煤厂在煤质条件改变，没有合适生产大样资料，因此以邻近的、其矿井开采方法一致、且属于同一煤层的潘一矿选煤厂原煤筛分浮沉资料作为设计依据，该资料具有较好的代表性，符合设计要求。具体见表1～3。从表1、表2可以看出：①原煤总灰分高达4265％，是高灰分原煤，大块＋50mm粒级的灰分大于7500％，主要是由矸石组成；②表1中－13mm末煤含量大，特别是3～05mm粒级的粉煤含量高，为2764％，为主导粒级；③表1中各粒度级随着粒度变细，灰分随之降低，说明煤质较矸石较脆；④表2中随粒度减小，各粒级煤泥的灰分逐渐上升，增幅相对较小，但在－0030mm粒级产率突然变高同时灰分急剧升高，灰分达到55％以上，表明的矸石易泥化，且泥化较为严重，在煤泥水处理选型时应当引起注意。从表3可以看出：①－14kg／L密度级产率占3694％，灰分为866％，具有选低灰精煤的可能性；②15～18kg／L中间产物较多，当选低灰精煤时，中间产物较多，应出中煤产品，且属于难选煤；③＋18kg／L密度级产率占4060％，灰分为8741％，高密度物含量大，灰分高，矸石纯，利于有产品煤降灰。
2选煤工艺流程选择与分析
改造前采用选煤方法为50～13mm和部分13～0mm原煤采用无压三产品重介旋流器洗选，煤泥采用三段回收流程，一段采用高频筛回收粗煤泥，二段用筛网沉降式离心脱水机回收中粗煤泥，三段采用压滤机回收细煤泥。炼焦煤系统改造满足生产炼焦十级精煤，Ad介于灰分95％～10％，水分Mt≤10％，供冶金炼焦用。此次炼焦煤系统改造是在选煤厂现有设备的基础上，对原系统进行改造的同时增加粗煤泥分选系统和细煤泥分选系统。
2.1选煤工艺流程选择选煤方法的选择是制定选煤工艺流程的核心问题，选煤方法的选择应遵循的原则是：①适应煤质，分选效率高，工艺技术先进，可靠；②易于实现自动控制，可操作性强，节能环保；③能分选出符合要求的产品，综合经济效益好。通过详细分析入选原煤煤质资料，并结合现有生产系统状况，为了最大程度回收炼焦配煤稀缺资源，分选下限0mm，经过选煤工艺多方案比选后，最终改造后推荐洗选工艺为：“原煤50～0mm不脱泥无压三产品重介旋流器＋煤泥重介＋煤泥脱泥浮选”的分选工艺。
2.2工艺流程分析推荐的选煤工艺紧扣入洗煤质性质，并结合目前生产工艺，设计思路独特，特别是分选难选、高泥化煤在工艺选择上值得推荐和研究的，鉴于文章篇幅仅对其中几个具有特点的选煤工艺方法进行介绍和分析。1）不脱泥无压三产品重介旋流器分选。选用不脱泥无压三产品重介旋流器，在充分利用现生产工艺系统条件下，更换无压三产品重介旋流器，以适应炼焦煤工艺需要，也是与该厂煤质泥化特性相关的。原煤在无压入料方式下，无须采用泵打入旋流器，减少了原煤通过泵叶轮搅拌和管道输送过程中搅拌粉碎及在介质中浸泡的时间，降低次生煤泥含量；特别对该厂高泥化煤质极为有利，而且可以减少对设备磨损，同时对后续的煤泥水处理也起到了积极的作用。由于重产物基本上是单向运动，轻、重产物一内一外，一上一下，避免了轻、重产物互相交错干扰，提高了分选效率和分选精度。另外设计在是原生产基础上进行改造，工艺选择合理的还应兼顾到现有生产系统条件，主选系统选择无压三产品重介旋流器是对现生产系统改造最小、影响正常生产系统时间最少、改造投资最小的选煤方法。2）煤泥重介旋流器分选。考虑到采用原煤不脱泥无压三产品重介旋流器，－05mm粒度级以下原煤分选是有限的，就必须增加粗煤泥分选系统。粗煤泥分选工艺主要有螺旋分选、TBS分选、煤泥重介。螺旋分选主要适用高密度分选，不适合低密度分选；当分选密度Dp＜170g／cm3时分选精度较差，机械误差偏高（不完善度I＞022），产品质量易波动；TBS分选虽适用低密分选，且无须重介质等优点，但煤泥重介分选精度更高。针对该厂，煤泥重介旋流器分选有以下先天优势：①由于主选工艺采用重介分选，可以使用主选精煤分流充当煤泥重介旋流器重介质悬浮液；②由于分选的煤泥正是主选精煤分选悬浮液的中一部分，可以减少粗煤泥混合过程；③分选产品可以由主选重介系统的精煤、中煤、矸石磁选系统进行回收处理，不需要新增加设备，工艺环节简单。3）煤泥脱泥浮选。细煤泥采用选前脱泥，浮选采用二次浮选工艺（粗选＋精选工艺），脱泥浮选工艺流程适用于浮选入料中细泥含量高、灰分高的选煤厂，而潘一东选煤厂就是典型的代表。从表2中可以看出矸石易泥化，若选前不脱泥必然会降低浮选效果，主要有以下缺点：①高灰细泥降低浮选选择性，易夹杂泡沫中上浮，降低浮选精度；②同时高灰细泥易罩盖于粗粒矿物上，妨碍粗粒浮选，使回收率降低；③吸收大量的浮选剂，使药耗增加；④增加矿浆的粘性，使浮选机充气条件变坏。所以有必要对潘一东选煤厂煤泥进行选前脱泥，设计采用脱泥池和入料池合二为一，脱泥池的底流由入料泵输送至一次浮选作业，所以该池兼有脱泥和入料缓冲两种作用，但其容积与选煤厂通常浮选入料池相当，只是在入料上方增加入料槽、整流区（主要是玻璃钢管）、溢流槽和集水槽设施。在生产中可视浮选入料中的细泥含量和灰分，灵活调整水力分级粒度，控制脱泥量，当煤质好时，可以不出溢流，成为“纯粹”的入料池。由于浮选入料为极难选煤，虽在浮选入料前增加脱泥，脱除部分高灰细泥，提高入浮煤泥的可选性，为了保证浮选精煤质量的稳定性，在一次粗选过程中，为二次精选创造了条件；二次精选是对一次粗选浮选的补充，其主要是对在粗选浮选机中没有得到充分分选的细粒煤泥进行再次的分选，并增加喷水脱出高灰细泥的污染，降低浮选精煤灰分，提高精煤产率。4）煤泥水系统。考滤到煤泥易泥化，设计采用“煤泥水采用一段浓缩＋二段浓缩＋净化浓缩”工艺。一次、二次浮选尾矿及中煤磁选尾矿煤泥水进入一段浓缩机，底流采用沉降过滤离心机进行脱水后，粗煤泥掺入动力煤产品中；矸石磁尾、一段浓缩机溢流、过滤液、离心液及浮选入料脱泥池溢流部分进入二段浓缩机；二段高灰细煤泥采用成熟的快开压滤机回收，二者优势互补，可以尽量回收粗煤泥掺入动力煤产品中，提高其产率和经济效益，又能保证煤泥全部回收，煤泥水不外排；净化浓缩主要处理部分二段浓缩机溢流，净化水作为整个厂内冲洗水用，既实现洗水闭路循环，又避免环境污染，做到了节能减排。
3改造效果分析
3.1应用效果1）技术改造优势。改造项目新加设备大部分均布置在新增加的厂房内，原有主厂房的土建改造量小，施工工期短，施工建设对原有生产系统影响较小，可以边施工边生产。改造完成后系统比较灵活，兼顾生产炼焦精煤和者动力煤；若仅生产动力煤时，根据市场要求可以将浮选分选系统停止工作或将新增煤泥重介和浮选分选均停止工作，保留煤泥直接脱水回收通道。2）系统操作简单、方便。现场岗位操作员工操作简便，一般情况，只需对悬浮液密度进行简单的调整，即可对精煤灰分指标把握准确；实现了单一低密度悬浮液一次分选出精煤、中煤、矸石三种产品，可以低密度悬浮液实现高密度分选（排矸），简化了工艺流程。3）产品质量和回收率得到提高。煤泥重介选煤工艺的应用，提高粗煤分选精度，从实际生产情况反应可能偏差Ep值基本在007～009kg／L，数量效率可达到90％；特别是浮选入料前增加脱泥池，浮选入料脱泥池由中下部入料，利用上升水流将细泥排出，试验结果表明底流中细泥产率与分选完善指标之间存在负相关关系，底流中细泥产率每减少一个百分点，分选完善指标可增加073个百分点。
3.2改造前后经济效益对比按照生产同一入洗原煤性质进行改造前后经济效益比较，在不考虑原煤价格变动和相关设备折旧的情况下，主要经济指标：1）改造前产品主要是生产动力煤，时价基本在400元／t左右，加工费用15元／t；矸石外售8元／t。2）改造后炼焦以十级精煤时价700元／t左右，加工费用35元／t。改造前后经济效益对比见表4，从表4中可看出，建设总投资为7600万元整，按照改造后45Mt／a计算，吨煤投资1689元，统计建设成本和吨煤生产运营成本，正常生产7个月即可回收投资成本。改造后年增加29174万元收入，经济效率可观。
4结语
一方面市场需求的改变，另一方面煤炭企业为了适应市场需求，通常情况下要调整现有生产工艺，最终调整产品结构，以最大程度满足市场要求；而作为设计人员，在了解市场，对现选煤新技术、新工艺充分理解的同时，还要有较好的创新能力，为企业创造更大经济价值。本次改造是在充分分析煤质资料和结合现生产工艺基础之上，选择有针对性的选煤工艺组合，勇于创新，使选煤厂能够灵活调整选煤工艺和产品结构，适应市场需求，为企业创造更大的经济效益；特别是对高灰、易泥化、难选煤等方面的新建或改造工艺设计提供了较强的理论依据和实践经验。
参考文献：
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［4］柴进，熊俊文．选煤厂设计中的几个关键问题［J］．选煤技术，2013（5）：85－88．
1)业主管理人员精细化意识问题。业主管理人员精细化施工意识的转变有一段过程，部分人员抱有以前干项目没有标准化、精细化要求同样可以建成通车的侥幸心理，这必将影响执行力不到位。2)设计方面。设计仓促导致设计缺陷、遗漏，甚至错误，施工工艺考虑不充分等，如果业主管理跟不上，这些问题必然导致现场精细化程度不达标。3)监理方面。监理人员专业水平差，责任意识不强，素质不高，有事不关己高高挂起的想法，对现场监管不严，管理力度不够。4)施工方面。施工单位项目经理意识淡薄，加之企业以追求利润最大化，不愿意投入，制约着精细化要求的实施;施工单位现场技术员的素质(能力、效率、责任心、品德)跟不上先进的精细化、标准化的要求，影响着标准化的管理目标落实;现场工人素质不高，流动性大，技术水平不强，人员素质参差不齐，有些工人在未掌握基本的知识和技能的情况下，就进入施工现场进行施工作业，对质量安全不重视，造成施工质量差，精细化不达标，返工率高。5)施工工艺。由于传统施工工艺深入人心，新工艺、新工法推行相对困难，按照传统工艺实施在一定程度上会影响精细化程度。比如说套筒连接问题(攻丝、镦粗等)，桥面湿接缝施工问题(翼缘板钢筋对位准确与随意性很大问题)，桥面铺装施工问题(凿毛与不凿毛)。6)进度制约。在进度快速推进的同时，要想做到精细化，必须加大管理力度，特别是业主的管理力度，否则谈精细化是一场空话。7)管理力度问题。管理出成效，什么样的管理带来什么样的结果。管理力度不够，导致管理人员思想麻痹，管理松懈，使得管理层层打折扣，而不是层层有效抓落实，这是与精细化管理相冲突的。8)施工单位质量管理制度不健全或对管理制度落实不到位或对质量管控不力或对质量要求不高，都制约着精细化施工;有些项目组织管理不严，缺乏逐级管理、监督、检查、指导体系，使管理机构形同虚设;有些项目建立了质量管理制度，但没有建立一种长效机制，对建设中反复出现的质量问题不能够常抓不懈。
2项目精细化管理过程中业主应采取的措施
1)扭转思想，强化精细化质量意识。精细化管理需要业主、监理、施工单位等多方共同努力，是多方综合管理的结果，任何一方都要有精细化管理的意识，抓精细化必须要从抓思想开始，管理人员思想不解决，再好的办法和措施得不到落实，再美好的蓝图都是空中楼阁。因此，项目建设初期业主要加大宣传力度，集中对管理人员进行精细化管理培训，提高管理人员对精细化管理的认识和执行力，在大小会上对精细化方面提出要求，在工地现场对技术员、监理人员，甚至班组长、工人反复谈精细化施工的重要性，班组长是第一线工人的管理者，他的思想转变至关重要。只有这样不断重复，周而复始的进行宣传，精细化管理才能深入人心，才能从思想根源解决精细化管理遇到的困难。2)建立健全精细化质量管理体系。建立“政府监督、法人管理、社会监理、企业自检”四级质量保证体系。以四级质量保证体系为基础，细化管理责任，定人定岗，把责任落实到具体人，避免相互推诿扯皮，建立责任档案，强化责任追究;督促施工单位建立完善的质量自检体系;督促监理单位建立完善的质量监督体系;做到横向到边、纵向到底，全方位对精细化实施管控。3)强化考核，采取合理的奖罚机制。按照考核的组织者可划分为:业主考核、监理考核、施工单位考核等三级考核，也可以按考核类型划分为专项考核、全面考核。根据考核结果评定名次，奖优罚劣，达到促进精细化管理的目的。4)按照“PDCA循环原理”实施精细化管理。在精细化管理的过程中，应按照精细化管理目标计划、实施、检查、处置等四个阶段进行，且不断循环，循环一次，精细化程度提高一次。业主方作为项目建设的管理核心，应认真做好精细化管理工作的各个环节，业主制定精细化管理总目标、阶段目标、综合目标、单项目标，制定实施精细化目标的措施和办法，制定检查精细化实施效果的检查方案、处置方案、奖罚措施等，务实按照“PDCA循环原理”四阶段不断循环，精细化管理效果就会不断提高。5)做好设计变更工作。由于设计仓促导致设计缺陷、遗漏，甚至错误等，为了提高精细化水平，业主要提高业务水平，强化对现场问题的处置能力，管控好设计变更工作。6)强化对监理的管理。充分发挥监理作用，督促监理认真履职，督促监理旁站、巡视等各项监理工作，使其做好过程监理，减少返工，提高精细化水平。7)业主应认真做好施工组织和施工工艺的审查工作。施工组织和施工工艺是否合理，在一定程度上决定了精细化是否达标，对不合理的，要及时纠正。8)实行首件工程认可制。所有工程项目在全面进行施工前，施工单位必须上报施工方案，经监理、业主审核通过后才能实施，并且必须选择一段或一处作为先行施工试验段，检验承包人人员、设备、施工工艺和施工质量控制是否满足规范、合同文件及本项目管理目标的要求，规范该工程项目施工工艺、质量控制标准及检验、验收程序，只有经业主认可后，方可全面实施。9)计量“三原则”，以计量促精细化。下道工序实施前对上道工序进行精细化检查，只有防护工程施工完毕且精细化达标后才能对该段该级的土石方开挖或填筑计量;只有边坡绿化工程施工完毕且精细化达标后才对防护工程计量;只有涵洞进出口施工完毕且精细化达标后才对涵洞盖板计量;对不达标的不予计量。承包人为了资金周转需要及时计量，这就促使承包人将各道工序符合精细化要求，这从措施上保障了精细化的实施。10)认真做好“三验收”。一是在实施边坡防护前，对边坡进行验收(坡比、平整度、光面爆破效果);二是实施绿化工程前对边坡防护工程进行验收;三是在路基交验之前，对路基边坡、防护进行综合验收。11)以点代面，更具威慑力。业主现场管理人员不足，不能做到实时对每道工序进行管理;施工单位深知业主管理力量不够这一弱点，对业主要求整改的问题，往往承诺很好，当业主一离开工地，还是我行我素，不予整改。业主应采取以点代面的管理措施，只要现场发现一处有问题，至少该工点或该班组施工的都存在问题;必须进行返工，并进行扣计量，直到返工达标为止。
3结语
关键词：优化细化船体生产设计探讨
造船是一个综合性的工业，它的作业面大，需要的工种繁多，造船的生产周期也很长。如何提高生产效率，提高产品质量，缩短造船的周期，长期以来成为造船工作者探求的目的。本文从生产设计出发，探索进行精益化生产设计，达到完善设计体系，降低施工难，提高设计质量、精度和效益，实现降低成本、缩短造船周期的目的。
一、优化细化船体生产设计的意义
在以前，船体建造是采用零件直接在船台上装配成船的“整体散装法”。船舶设计只提供“造什么样的船”的图纸和资料，至于“怎样造船”以及“如何组织船舶生产”大多依赖工人的技术和管理人员的指挥，船舶设计与制造、船体与舾装都处于完全分离的状态。随着新工艺和新技术的不断应用，如何合理组织生产成为提高生产效率的关键，就要求把设计与生产统一起来——即生产设计。船体生产设计的过程可以说是在纸上进行“模拟造船”的过程，就把工人在现场施工中需要解决的问题在设计阶段由技术人员来解决的一种设计。就是从生产设计开始入手，对船体各个部件的尺寸精度进行控制，最大限度的减少其他环节的工作量，实现外场少修割或无修割，达到快速装配和搭载，实现一次定位的目的，从而最大程度的缩短船体的建造周期，降低船舶建造成本。船体生产设计，涉及面广而且繁杂、细致，对设计人员要求较高，不但需要具有结构设计和施工工艺知识，还需要具备一定的现场施工和管理的经验。
优化细化船体生产设计，其实质是转换造船的模式，从而实现壳、舫、涂等所有环节一体化的重要基础。在造船技术相对发达的国家，几乎全部都采用这种技术，想要提高国家船舶制造业的竞争力，就必须努力提高造船的质量和水平，并努力低造船成本。优化细化船体生产设计，就是运用精细的工艺技术和先进的管理对船体建造进行全面细致的分析和控制，这样就能够实现在建造初始环节就进行良好的监督，最大程度的避免后期返工，从而实现既提高工作效益又降低建造成本的目的。
二、船体生产设计的工作程序和基本要求
船体生产设计的主要内容包括：设计的前期准备、工作图设绘、工程辅作业的设计和管理图表的编制等。在开展生产设计前，应有一个准备过程，一是要确定设计要领，主要体现在建造的全过程中方方面面之间的联系和工艺要求；二是要提出初步设计和详细设计要求，提供详细的技术规格书、各种图纸和设备表等，并根据技术文件进行各个具体技术专业项目进行计算和关键图的绘制。
在准备工作完毕后，就要开始绘制工作图。这大致可分为全部按工序工位出图和立足深化分段结构图。各工序所需的信息主要包括“做什么”、“怎么做”，前者是零件流经工序的情况，以及组合的情况；后者是施工工艺及管理信息的表达。
船体辅助作业是施工过程中工艺、安全上所需要的作业，一般只发生在生产过程中而不体现于产品本身。如起运作业、临时孔道作业等。船体工程复杂，辅助作业很多，如果对这些作业能在设计上周密考虑，将会大大缩短船体建造周期，提高生产效率。
最后，船体生产设计还必须编制管理图表。管理图表在内容上不单纯是管理信息，同样也具有其他信息，只不过工作图侧重于图的表达形式，而管理图表则侧重于图表的表达形式而已。在编制管理图表中，工作量最为集中的是零件明细表，它不同于传统的零件表。其他还有装配与焊接长度表、工时定额表、分段钢材备料表、分段重量重心表以及自制、外协、外购、铸锻件清册等。编制这些图表应根据船厂实际生产技术条件和船体生产设计所采用的模式。
船体建造按其工程量约占总工程量的一半，它属于多工种的综合性作业，与其他专业的作业的关系既极为密切，又是基础。因此，生产设计所起到的作用极为重要，在进行生产设计前，必须要遵循以下基本要求：（1）船体生产设计应在造船企业的全部产品和各个专业中全面实施；（2）船体生产设计应贯彻建造方针、施工要领等文件所提出的要求；（3）船体生产设计应根据工艺阶段和生产区域，包括工位、车间生产活动的需要，绘制工作图、管理表，并且提供有关施工信息。而且设计前还应必须对建造的各个工艺阶段极其顺序作出明确的规定。
三、优化细化船体生产设计的内容和方法
用补偿量来代替余量是优化细化船体生产设计的重要项目。补偿量系统要点主要有精确测量和准确记录制造过程中各种设施设备和零部件的尺寸，从而建立精密的零部件数据库；要根据数据库的记录，对船体的各个零部件进行准确的量化和分析，从而完成切割补偿量、曲面成型补偿量预测测验合拢装配补偿量的精确预测。
应用高精度曲面展开技术也是基本之一。单元板的拼接精度技术、有限单元方法在实际工作中的应用研究都是一些比较复杂的项目，要想圆满完成这项技术的运用，必须有两个前提，一是完成补偿量的建模工作，二是要高标准地完成曲面外板的加工和成型。
最后加工方法的确定。应用什么样的加工方法，是优化细化船体生产设计得以实现的。不同的加工方法所要求的加工数据也会不尽相同，就会影响船体生产设计的细化，对船体的整体建造造成较大影响。
结语
现代化造船技术“里程碑”的出现需要靠全面采用船体生产设计精度控制技术来实现，因此船体生产设计精度控制技术也是船舶建造重要的技术支持，同时与船体建造相关的舾装、管系等其他单元也要同时纳入精度的控制范围，只有这样能够减少现场的修整量，从而提高工作效益。
参考文献：
[1]马强，陈杨.船体分段装配的工艺研究[J].科技资讯，2010（24）