一、項(xiàng)目背景
自2012年以來，新一輪的“全球性經(jīng)濟(jì)危機(jī)”隱現(xiàn)，我國十二五期間經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整中下調(diào)GDP增速，十三五的“L”型經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，其實(shí)已經(jīng)凸顯嚴(yán)重下滑趨勢。煤炭成為買方市場的局面，使得煤炭環(huán)渤海價格大幅下滑，港口及電廠煤炭庫存屢屢處于歷史高位，使得一度紅火近10年的煤炭行業(yè)長期遭受寒冰。為此，煤炭上下游企業(yè)重視從技術(shù)及管理創(chuàng)新兩方面降低煤炭生產(chǎn)及經(jīng)營成本開始了市場競爭。其中，煤炭混配及加工技術(shù)降低了煤炭成本并可以不斷滿足用戶需求，尤其是煉焦煤受市場進(jìn)入“冬天”和焦煤稀缺性雙重約束的情況下，做好原煤多煤種采購與配比研究是焦化企業(yè)生存和發(fā)展之本。我國焦煤儲量僅占煤炭總儲量的26.25%，其中強(qiáng)粘結(jié)煤資源稀缺，肥煤和焦煤儲量分別僅占我國煤炭總儲量的3.37%和6.20%。在煉焦煤混配中，增加高硫、低粘結(jié)甚至粘結(jié)為零的煤種是節(jié)約資源降低煉焦成本的關(guān)鍵。動力煤以我國市場5500大卡及5000大卡為消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的熱值最為暢銷的情況下，高熱值與低熱值、高硫與低硫、高灰與低灰動力煤的混配滿足了電廠入爐煤的要求，減少了浪費(fèi)，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
二、煤炭混配原理
1.煤炭混配原理
煤炭混配的目的是為了節(jié)約資源和降低經(jīng)濟(jì)成本，為不同的用戶提供符合標(biāo)準(zhǔn)的煤炭指標(biāo)，同時提高煤資源炭利用效率并減少污染。一般而言，煤炭混配應(yīng)遵循以下幾個原則：
（1）產(chǎn)率最大原則。尤其是煉焦煤，要判斷采購的煤是否能夠混合入洗。
（2）符合需求指標(biāo)原則?；炫浜蟮拿禾恳匣曳帧⒘蚍趾退值葏?shù)。
（3）煤質(zhì)穩(wěn)定原則。所用來煤要盡量均勻、煤質(zhì)穩(wěn)定。
（4）經(jīng)濟(jì)性原則。要節(jié)約優(yōu)質(zhì)稀缺煤種，多配比資源豐富劣質(zhì)煤，最大限度的降低成本。
（5）可隨機(jī)調(diào)整原則。隨著市場需求的變化，要及時調(diào)整配煤技術(shù)路線及比例，滿足用戶要求。
（6）混配煤應(yīng)用的線性可加成性原則。在略去煤炭燃燒及熱解因素對煤炭混配計(jì)算的影響因素外，煤炭混配具有可加成性，但如果需要考慮化學(xué)反應(yīng)條件，煤炭混配不能按照簡單的加成計(jì)算。
一般而言，煤炭混配遵循以下配比公式：
基于配煤的大部分質(zhì)量指標(biāo)具有線性可加成性基本原理，因此可通過在線檢測和其它實(shí)測的數(shù)據(jù)，根據(jù)配比按加權(quán)平均計(jì)算最終各質(zhì)量指標(biāo)。
以空氣干燥基水分（Mad）為例：就是把各種單煤的Mad值乘以相對應(yīng)的配比（%），其乘積之和再除以各單煤的配比之和，即得配煤的Mad結(jié)果。即：Mad（%）＝Σ｛（ABC…幾種單煤的配比）×（ABC…各種單煤的Mad結(jié)果）｝÷Σ（ABC…幾種單煤的配比）。同樣地有：
Aad（%）＝Σ｛（ABC…幾種單煤的配比）×（ABC…各種單煤的Mad結(jié)果）｝÷Σ（ABC…幾種單煤的配比）；
Vad（%）＝Σ｛（ABC…幾種單煤的配比）×（ABC…各種單煤的Mad結(jié)果）｝÷Σ（ABC…幾種單煤的配比）；
Sst(%)＝Σ｛（ABC…幾種單煤的配比）×（ABC…各種單煤的Mad結(jié)果）｝÷Σ（ABC…幾種單煤的配比）；
Qgr.d（%）=Σ｛（ABC…幾種單煤的配比）×（ABC…各種單煤的Mad結(jié)果）｝÷Σ（ABC…幾種單煤的配比）。
余此類推。
配煤需要考慮的煤質(zhì)指標(biāo)主要有：灰分Aad、水分Mad、揮發(fā)分Vad、發(fā)熱量Qgr.d、硫分ST.d、粒度組成等，以上指標(biāo)均可以通過前面的計(jì)算方式得出配煤最終產(chǎn)品各質(zhì)量指標(biāo)。
以上混配煤的各個指標(biāo)也可表示為如下一般計(jì)算公式：
∑XiWi
X = ——— = ∑XiWi
∑Wi
公式中，X—混配煤的某一項(xiàng)指標(biāo)；
Xi—各單種煤的同一指標(biāo)；
Wi—各單種煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
另外，黏結(jié)組分（纖維質(zhì)組分）配煤原理，揮發(fā)分、流動度配煤原理，煤巖配煤原理等作為煉焦煤的混配機(jī)理更能得到切合實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果。
2.煤炭混配流程
煤炭混配加工系統(tǒng)一般工藝流程如圖所示。
配煤加工系統(tǒng)工藝流程簡圖
原料煤來自于市場的多煤種采購，把采購來的多品種原料煤，根據(jù)市場需求并遵照煤炭混配原則，經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)配比設(shè)計(jì)，把N種原料煤首先卸在煤炭加工企業(yè)不同的煤場，分類儲藏，進(jìn)行對來煤檢測化驗(yàn)，同時進(jìn)行在線檢測，按照比例送入取料輸送機(jī)除雜后再進(jìn)入篩分設(shè)備，經(jīng)過計(jì)量后進(jìn)行混配，混配時可以根據(jù)用戶要求加入添加劑，如燃煤催化劑、粘結(jié)劑等，最后形成合格的配煤產(chǎn)品。
三、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)分析
煤炭混配是煤炭綜合加工利用必備的環(huán)節(jié)，各大煤炭企業(yè)包括港口及煤炭物流園區(qū)的大多數(shù)貿(mào)易商都有煤炭洗選或加工混配設(shè)備，但由于煤炭來源、技術(shù)水平、人員素質(zhì)、設(shè)備狀況不同導(dǎo)致煤炭混配產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保達(dá)標(biāo)和利用效率差異很大。河南某大型焦化企業(yè)，由于開發(fā)引進(jìn)大型搗固焦新技術(shù)，經(jīng)過專家反復(fù)研究、無數(shù)次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了多種低價值原煤的科學(xué)配比，使煉焦與同行業(yè)相比成本降低15.5%。
1.某大型焦化入爐煤混配
根據(jù)我國現(xiàn)行的煤炭分類標(biāo)準(zhǔn),可用于煉焦的煤種主要有焦煤、貧瘦煤、瘦煤、肥煤、氣肥煤、氣煤、1/3焦煤、1/2中黏煤，而1/2中黏煤的儲量和產(chǎn)量都很少。弱黏煤則是黏結(jié)性介于煉焦煤和非煉焦煤之間的煤種，可以用作煉焦配煤。
針對優(yōu)質(zhì)煉焦煤源日益緊缺的狀況，他們成立了煤資源質(zhì)量優(yōu)質(zhì)化小組，根據(jù)配煤煉焦原理，經(jīng)過研究實(shí)驗(yàn)，提出了進(jìn)一步提高焦炭整體質(zhì)量的配煤處理技術(shù)。河南是缺少肥氣煤的地區(qū)，在缺少肥煤的條件下，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)配煤煉焦方案的研究與優(yōu)化，降低肥煤比例；通過添加黏結(jié)劑以及調(diào)配其它弱粘結(jié)甚至不粘結(jié)煤種的措施改善焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度和熱性質(zhì)；用適量中溫瀝青作粘結(jié)劑對配合煤起到改質(zhì)作用；經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室坩堝焦實(shí)驗(yàn)與小焦?fàn)t實(shí)驗(yàn)的對比方法，快速而有效確定適宜大型搗固機(jī)焦?fàn)t的配煤方案。
經(jīng)過技術(shù)更新的該搗固焦?fàn)t，煉焦原料煤配比弱粘結(jié)和不粘結(jié)煤的比例不斷增大，主焦煤的摻和比例逐漸下降，對節(jié)約稀缺的焦煤起到重要作用。河南某焦化企業(yè)最新焦?fàn)t入爐精煤配比中，粘結(jié)指數(shù)小于10的非焦煤配比高達(dá)25%以上，高硫煤（1<S<3.5）配比到達(dá)25%，極大地降低了煉焦成本。表顯示了河南某焦化企業(yè)最新焦煤配煤比及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表：河南某大型焦化企業(yè)（搗固焦技術(shù)）入爐精煤配比及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表中，實(shí)驗(yàn)設(shè)定配比為：內(nèi)蒙低灰1/3精煤：安徽1/3精煤：烏海高硫肥煤：山東氣煤：平頂山主焦煤：平頂山1/3精煤：鄭州貧瘦煤：山東氣煤=12:11:6:5:13:28:9:16。
依據(jù)煤炭混配原理，混煤的質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算如下：
G=70×0.12+75×0.11+88×0.06+85×0.05+75×0.13+82×0.28+0×0.09+10×0.16=60.46（表中取整為60）；
Ad=7.00×0.12+8.30×0.11+10.20×0.06+10.20×0.05+11.00×0.13+10.80×0.28+11.50×0.09+10.50×0.16=10.04；
同樣地計(jì)算出Vaf、S值分別為30.58、0.84，與表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
2.蒙古國中煤混配電煤
蒙古國南戈壁省擁有主焦煤儲量64億噸，屬于世界最大的未開采的獨(dú)立露天煤田，目前最大的塔礦ER公司針對自己生產(chǎn)的主焦煤，規(guī)劃建設(shè)年入選量1000萬噸的重介洗煤廠，一期500萬噸已經(jīng)投產(chǎn)。理論推算，該一期洗煤廠年產(chǎn)精煤350萬噸、中煤100萬噸和煤泥50萬噸。由于我國經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控所致，今年主焦煤市場價格下跌幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過動力煤市場價格下跌幅度，造成煉焦進(jìn)口市場嚴(yán)重疲軟。億利資源集團(tuán)物流公司審視適度，認(rèn)真研究中國焦煤市場和動力煤市場需求趨勢比較，決定從蒙古國塔礦ER公司訂購中煤進(jìn)口合同，進(jìn)口后經(jīng)過再選試驗(yàn)分析，較高灰分的中煤很難把灰分降低到符合要求的精煤指標(biāo)，從經(jīng)濟(jì)成本分析，該中煤走動力煤市場交好。由于地位熱值在6300大卡以上，我國煤炭貿(mào)易商看好了蒙古國高熱值中煤與我國低熱值煤炭混配后的市場價值，紛紛采購，現(xiàn)在成了優(yōu)勢產(chǎn)品。
蒙古國ER公司中煤化驗(yàn)基本指標(biāo)為：
水分Mad:2.29、灰分Aad：20.86、揮發(fā)分Vad：25、全硫St：0.9、固定碳FCad：58、高位發(fā)熱量Qgr.d：28.23MJ/kg、低位發(fā)熱量Qnet.d：27.48MJ/kg。G值：52。灰熔融性：DT=1202,ST=1302,HT=1312,FT=1332。
經(jīng)過華能北方電力公司應(yīng)用試驗(yàn)表明，該中煤產(chǎn)品經(jīng)過與內(nèi)蒙古地區(qū)的低熱值褐煤混配后，對電廠出功效果優(yōu)于內(nèi)蒙古煤種混配的效果。
從目前進(jìn)口情況看，蒙古中煤的平均低位發(fā)熱量保持在6300大卡以上，與內(nèi)蒙古3700大卡的低熱值動力煤按照1:1的比例混配，正好與我國電廠最受歡迎的5000大卡熱值的市場煤相符合?；炫浜蟮拿壕哂斜葒鴥?nèi)同熱值5000大卡的動力煤一定的彈性空間。同時，低水、低硫、高熱值給我國動力煤混配提供了較大空間。
按照近期我國環(huán)渤海港口發(fā)布的5000大卡動力煤市場價格為545元/噸，3700大卡的港口價格為301元/噸。熱值在6300大卡的蒙古國中煤炭到天津港的價格710元/噸。根據(jù)煤炭混配和價格加成原理，蒙古國中煤與內(nèi)蒙古低熱值動力煤混配后其港口價格（710+301）/2=505.5元/噸。從硬指標(biāo)來計(jì)算，混配后比單獨(dú)出售國內(nèi)5000大卡的動力產(chǎn)生近50元/噸的利潤。同時，對于貿(mào)易商來就，外蒙古中煤的低水分（2.29）、低硫（0.9以下）提供了較大的“可操作性”利潤空間，因?yàn)殡姀S接受煤炭的水分一般在8%左右，對硫的要求一般在1.8左右，可以與國內(nèi)的高水、高硫動力混配，從“技術(shù)”上保持一定的濕度，這個濕度提供的價格都具有客觀的可計(jì)算性和可操作性。
四、結(jié)論
在煤炭成為買方市場的情況下，除改變原來固有的長期處于賣方市場“煤老大”的營銷心態(tài)，加大適應(yīng)市場競爭的促銷力度外，全面降低煤炭成本是占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。從煤炭混配技術(shù)與技巧上下工夫，生產(chǎn)出符合客戶需求的煤炭產(chǎn)品，是進(jìn)一步降低煤炭成本和增加利潤空間的核心。只有理清焦化企業(yè)和動力煤企業(yè)配煤對煤品質(zhì)的要求，才能針對客戶做好原煤采購及選配工作，做到購銷對路，達(dá)到占領(lǐng)市場和穩(wěn)定用戶的目的。
煤炭消費(fèi)企業(yè)更應(yīng)該重視煤炭選配問題，在市場經(jīng)濟(jì)競爭劇烈的情況下，降低成本是制勝法寶，無論是煉焦企業(yè)還是發(fā)電企業(yè)，關(guān)注同行經(jīng)濟(jì)成本的環(huán)節(jié)很多，譬如煤炭采購成本、管理成本等，但選配更是降低煤炭經(jīng)營成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須從技術(shù)及管理上得到重視。
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