一、项目背景

自2012年以来，新一轮的“全球性经济危机”隐现，我国十二五期间经济结构调整中下调GDP增速，十三五的“L”型经济规划，其实已经凸显严重下滑趋势。煤炭成为买方市场的局面，使得煤炭环渤海价格大幅下滑，港口及电厂煤炭库存屡屡处于历史高位，使得一度红火近10年的煤炭行业长期遭受寒冰。为此，煤炭上下游企业重视从技术及管理创新两方面降低煤炭生产及经营成本开始了市场竞争。其中，煤炭混配及加工技术降低了煤炭成本并可以不断满足用户需求，尤其是炼焦煤受市场进入“冬天”和焦煤稀缺性双重约束的情况下，做好原煤多煤种采购与配比研究是焦化企业生存和发展之本。我国焦煤储量仅占煤炭总储量的26.25%，其中强粘结煤资源稀缺，肥煤和焦煤储量分别仅占我国煤炭总储量的3.37%和6.20%。在炼焦煤混配中，增加高硫、低粘结甚至粘结为零的煤种是节约资源降低炼焦成本的关键。动力煤以我国市场5500大卡及5000大卡为消费标准的热值最为畅销的情况下，高热值与低热值、高硫与低硫、高灰与低灰动力煤的混配满足了电厂入炉煤的要求，减少了浪费，降低了成本，提高了经济效益。

二、煤炭混配原理

1.煤炭混配原理

煤炭混配的目的是为了节约资源和降低经济成本，为不同的用户提供符合标准的煤炭指标，同时提高煤资源炭利用效率并减少污染。一般而言，煤炭混配应遵循以下几个原则：

（1）产率最大原则。尤其是炼焦煤，要判断采购的煤是否能够混合入洗。

（2）符合需求指标原则。混配后的煤炭要符合灰分、硫分和水分等参数。

（3）煤质稳定原则。所用来煤要尽量均匀、煤质稳定。

（4）经济性原则。要节约优质稀缺煤种，多配比资源丰富劣质煤，最大限度的降低成本。

（5）可随机调整原则。随着市场需求的变化，要及时调整配煤技术路线及比例，满足用户要求。

（6）混配煤应用的线性可加成性原则。在略去煤炭燃烧及热解因素对煤炭混配计算的影响因素外，煤炭混配具有可加成性，但如果需要考虑化学反应条件，煤炭混配不能按照简单的加成计算。

一般而言，煤炭混配遵循以下配比公式：

基于配煤的大部分质量指标具有线性可加成性基本原理，因此可通过在线检测和其它实测的数据，根据配比按加权平均计算最终各质量指标。

以空气干燥基水分（Mad）为例：就是把各种单煤的Mad值乘以相对应的配比（%），其乘积之和再除以各单煤的配比之和，即得配煤的Mad结果。即：Mad（%）＝Σ｛（ABC…几种单煤的配比）×（ABC…各种单煤的Mad结果）｝÷Σ（ABC…几种单煤的配比）。同样地有：

Aad（%）＝Σ｛（ABC…几种单煤的配比）×（ABC…各种单煤的Mad结果）｝÷Σ（ABC…几种单煤的配比）；

Vad（%）＝Σ｛（ABC…几种单煤的配比）×（ABC…各种单煤的Mad结果）｝÷Σ（ABC…几种单煤的配比）；

Sst(%)＝Σ｛（ABC…几种单煤的配比）×（ABC…各种单煤的Mad结果）｝÷Σ（ABC…几种单煤的配比）；

Qgr.d（%）=Σ｛（ABC…几种单煤的配比）×（ABC…各种单煤的Mad结果）｝÷Σ（ABC…几种单煤的配比）。

余此类推。

配煤需要考虑的煤质指标主要有：灰分Aad、水分Mad、挥发分Vad、发热量Qgr.d、硫分ST.d、粒度组成等，以上指标均可以通过前面的计算方式得出配煤最终产品各质量指标。

以上混配煤的各个指标也可表示为如下一般计算公式：

∑XiWi

X = ——— = ∑XiWi

∑Wi

公式中，X—混配煤的某一项指标；

Xi—各单种煤的同一指标；

Wi—各单种煤的质量分数。

另外，黏结组分（纤维质组分）配煤原理，挥发分、流动度配煤原理，煤岩配煤原理等作为炼焦煤的混配机理更能得到切合实际应用的结果。

2.煤炭混配流程

煤炭混配加工系统一般工艺流程如图所示。

配煤加工系统工艺流程简图

原料煤来自于市场的多煤种采购，把采购来的多品种原料煤，根据市场需求并遵照煤炭混配原则，经过科学实验配比设计，把N种原料煤首先卸在煤炭加工企业不同的煤场，分类储藏，进行对来煤检测化验，同时进行在线检测，按照比例送入取料输送机除杂后再进入筛分设备，经过计量后进行混配，混配时可以根据用户要求加入添加剂，如燃煤催化剂、粘结剂等，最后形成合格的配煤产品。

三、应用经济分析

煤炭混配是煤炭综合加工利用必备的环节，各大煤炭企业包括港口及煤炭物流园区的大多数贸易商都有煤炭洗选或加工混配设备，但由于煤炭来源、技术水平、人员素质、设备状况不同导致煤炭混配产品质量、经济效益、环保达标和利用效率差异很大。河南某大型焦化企业，由于开发引进大型捣固焦新技术，经过专家反复研究、无数次实验实现了多种低价值原煤的科学配比，使炼焦与同行业相比成本降低15.5%。

1.某大型焦化入炉煤混配

根据我国现行的煤炭分类标准,可用于炼焦的煤种主要有焦煤、贫瘦煤、瘦煤、肥煤、气肥煤、气煤、1/3焦煤、1/2中黏煤，而1/2中黏煤的储量和产量都很少。弱黏煤则是黏结性介于炼焦煤和非炼焦煤之间的煤种，可以用作炼焦配煤。

针对优质炼焦煤源日益紧缺的状况，他们成立了煤资源质量优质化小组，根据配煤炼焦原理，经过研究实验，提出了进一步提高焦炭整体质量的配煤处理技术。河南是缺少肥气煤的地区，在缺少肥煤的条件下，经过实验配煤炼焦方案的研究与优化，降低肥煤比例；通过添加黏结剂以及调配其它弱粘结甚至不粘结煤种的措施改善焦炭的冷态强度和热性质；用适量中温沥青作粘结剂对配合煤起到改质作用；经过实验室坩埚焦实验与小焦炉实验的对比方法，快速而有效确定适宜大型捣固机焦炉的配煤方案。

经过技术更新的该捣固焦炉，炼焦原料煤配比弱粘结和不粘结煤的比例不断增大，主焦煤的掺和比例逐渐下降，对节约稀缺的焦煤起到重要作用。河南某焦化企业最新焦炉入炉精煤配比中，粘结指数小于10的非焦煤配比高达25%以上，高硫煤（1<S<3.5）配比到达25%，极大地降低了炼焦成本。表显示了河南某焦化企业最新焦煤配煤比及实验结果。

表：河南某大型焦化企业（捣固焦技术）入炉精煤配比及实验结果

表中，实验设定配比为：内蒙低灰1/3精煤：安徽1/3精煤：乌海高硫肥煤：山东气煤：平顶山主焦煤：平顶山1/3精煤：郑州贫瘦煤：山东气煤=12:11:6:5:13:28:9:16。

依据煤炭混配原理，混煤的质量指标计算如下：

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（表中取整为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；

同样地计算出Vaf、S值分别为30.58、0.84，与表中实验结果一致。

2.蒙古国中煤混配电煤

蒙古国南戈壁省拥有主焦煤储量64亿吨，属于世界最大的未开采的独立露天煤田，目前最大的塔矿ER公司针对自己生产的主焦煤，规划建设年入选量1000万吨的重介洗煤厂，一期500万吨已经投产。理论推算，该一期洗煤厂年产精煤350万吨、中煤100万吨和煤泥50万吨。由于我国经济宏观调控所致，今年主焦煤市场价格下跌幅度远远超过动力煤市场价格下跌幅度，造成炼焦进口市场严重疲软。亿利资源集团物流公司审视适度，认真研究中国焦煤市场和动力煤市场需求趋势比较，决定从蒙古国塔矿ER公司订购中煤进口合同，进口后经过再选试验分析，较高灰分的中煤很难把灰分降低到符合要求的精煤指标，从经济成本分析，该中煤走动力煤市场交好。由于地位热值在6300大卡以上，我国煤炭贸易商看好了蒙古国高热值中煤与我国低热值煤炭混配后的市场价值，纷纷采购，现在成了优势产品。

蒙古国ER公司中煤化验基本指标为：

水分Mad:2.29、灰分Aad：20.86、挥发分Vad：25、全硫St：0.9、固定碳FCad：58、高位发热量Qgr.d：28.23MJ/kg、低位发热量Qnet.d：27.48MJ/kg。G值：52。灰熔融性：DT=1202,ST=1302,HT=1312,FT=1332。

经过华能北方电力公司应用试验表明，该中煤产品经过与内蒙古地区的低热值褐煤混配后，对电厂出功效果优于内蒙古煤种混配的效果。

从目前进口情况看，蒙古中煤的平均低位发热量保持在6300大卡以上，与内蒙古3700大卡的低热值动力煤按照1:1的比例混配，正好与我国电厂最受欢迎的5000大卡热值的市场煤相符合。混配后的煤具有比国内同热值5000大卡的动力煤一定的弹性空间。同时，低水、低硫、高热值给我国动力煤混配提供了较大空间。

按照近期我国环渤海港口发布的5000大卡动力煤市场价格为545元/吨，3700大卡的港口价格为301元/吨。热值在6300大卡的蒙古国中煤炭到天津港的价格710元/吨。根据煤炭混配和价格加成原理，蒙古国中煤与内蒙古低热值动力煤混配后其港口价格（710+301）/2=505.5元/吨。从硬指标来计算，混配后比单独出售国内5000大卡的动力产生近50元/吨的利润。同时，对于贸易商来就，外蒙古中煤的低水分（2.29）、低硫（0.9以下）提供了较大的“可操作性”利润空间，因为电厂接受煤炭的水分一般在8%左右，对硫的要求一般在1.8左右，可以与国内的高水、高硫动力混配，从“技术”上保持一定的湿度，这个湿度提供的价格都具有客观的可计算性和可操作性。

四、结论

在煤炭成为买方市场的情况下，除改变原来固有的长期处于卖方市场“煤老大”的营销心态，加大适应市场竞争的促销力度外，全面降低煤炭成本是占领市场的关键。从煤炭混配技术与技巧上下工夫，生产出符合客户需求的煤炭产品，是进一步降低煤炭成本和增加利润空间的核心。只有理清焦化企业和动力煤企业配煤对煤品质的要求，才能针对客户做好原煤采购及选配工作，做到购销对路，达到占领市场和稳定用户的目的。

煤炭消费企业更应该重视煤炭选配问题，在市场经济竞争剧烈的情况下，降低成本是制胜法宝，无论是炼焦企业还是发电企业，关注同行经济成本的环节很多，譬如煤炭采购成本、管理成本等，但选配更是降低煤炭经营成本的关键环节，必须从技术及管理上得到重视。

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