Файл: Бурштейн, Г. Я. Экономика обогащения углей.pdf

требованиями, допустим и обратный порядок, т. е. угли шахтопластов группируются в своего рода шихту, объединяемую физикотехническими и физико-химическими свойствами соответствующих углей. Такая шихта рассматривается как уголь единого происхожде­ ния (как один своего рода шахтопласт), и для него в целом находятся по предлагаемой методологии все требующиеся оптимумы.

Поскольку пробные контрольные проверки по обоим способам расчетов показали, что первый из них дает лучшие результаты, так как он позволяет заранее экономически оценить будущую груп­ пировку шахтопластов, рекомендуем при необходимости прибегнуть ко второму способу расчетов до принятия решения производить для выбранной группировки расчет по обоим способам.

Сравнение результатов расчетов обоими способами позволит оценить величину потерь возможной эффективности при выбранной группировке (а иногда возможен и выигрыш), т. е. обеспечит наиболее полноценное обоснование принимаемых окончательных решений.

ЭКОНОМИКА ОБОГАЩЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ

Общие положения

Вопрос об эффективности обогащения энергетических углей, с одной стороны, экономически более прост и ясен, чем вопрос обога­ щения углей для коксования, а с другой стороны, он намного слож­ нее, ибо нуждается в доказательстве сам исходный момент: нужно их обогащать или нет.

Возможная эффективность от обогащения энергетических углей обусловлена следующими факторами.

К положительным факторам относятся:

обеззоленный или сортированный в результате обогащения уголь сжигается с более высоким к. п. д. (при прочих равных условиях) и, стало быть, с единицы массы может быть получено большее коли­ чество конечного продукта — пара. Количественные результаты обогащения в этом случае определяются многими факторами;

для получения эквивалентного количества пара обогащенного угля требуется сжигать несколько меньше, чем исходного рядового угля; следовательно, при прочих равных условиях уменьшаются абсолютно и тем более относительно издержки сжигания;

при территориальном отделении мест добычи угля от мест их сжигания (а это в большинстве случаев) абсолютно и относительно уменьшаются издержки транспорта, которые в известной мере пропорциональны (при других равных условиях) расстояниям транс­ портирования и обратно пропорциональны паропроизводительности

угля, которая, естественно выше у обогащенных углей на единицу массы.

К отрицательным факторам относятся:

при любом способе обогащения абсолютное выделение минераль­ ного балласта невозможно, и поэтому потери горючего с отходами

42

обогащения несколько уменьшают общую (первоначальную) горючую массу добытого угля;

по сравнению с рядовым; обогащение как дополнительный производственный процесс удли­

няет общий цикл производства и обращения и, стало быть, замедляет скорость оборота материальных ценностей даже в пределах самой угольной промышленности (считая, что обогащение входит в нее), что приобретает возрастающее значение в условиях планирования не только объемов производства, но и реализованной продукции.

Вполне очевидно, что полная и окончательная экономическая эффективность обогащения энергетических углей определяется балан­ сом всех этих факторов, величиной и знаком его суммы.

Для решения такой сложной задачи, имеющей, как будет дальше показано, свои закономерности, необходима специальная методоло­ гия и пригодные для ее применения числовые параметры.

Следует также отметить, что в большинстве работ по экономике обогащения энергетическим углям уделяется очень мало внимания \ причем почти все авторы эту область обогащения оценивают заранее как малоэффективную и бесперспективную, что не соответствует действительности.

Поэтому в настоящей книге вопросам экономики обогащения энергетических углей уделяется особое внимание с целью всесторон­ него их рассмотрения.

Ввиду того, что в предложенную методологию вводится специаль­ ный показатель, названный авторами «индекс теплового баланса», описание природы этого показателя изложено ранее самой мето­ дологии.

Индекс теплового баланса

В силу того, что в результате обогащения энергетических углей изменяется по сравнению с сжиганием рядовых углей общий энерге­ тический эффект под влиянием двух противоположно действующих факторов: потерь горючего с отходами обогащения (—) и сжигания обогащенных углей с большим к. п. д. (+ ), он должен быть измерен в первую очередь.

Этот показатель является натуральным и в абсолютном своем выражении может измеряться в тоннах паросъема с одного и того же количества рядовых углей и полученных из них продуктов обога­ щения.

Но гораздо более важной, наглядной и удобной для последующего использования при экономических расчетах является относительная

1 Исключение составляет книга А. Н. Шишова «Вопросы экономической эффективности обогащения энергетических углей» (М., Углетехиздат, 1957), специально посвященная этому вопросу.

43

форма этого показателя, представляющая собой отношение суммар­ ного паросъема с продуктов обогащения 1 т угля к паросъему с 1 т исходного рядового угля. Этот относительный показатель энергети­ ческого эффекта обогащения назовем индексом теплового баланса.

Паросъем с 1 т рядового угля равен -|||-, где — теплота

сгорания рядового угля (конкретного сорта, марки и качества в соот­ ветствующем случае); ф — к. п. д. сжигания этого угля и 640 — теплосодержание 1 т нормального пара, кг (при расчетах в полезных калориях, а не в тоннах пара, этот знаменатель может быть опущен, тем более, что при дальнейших расчетах он выпадает). Тогда па­ росъем с продуктов обогащения этой тонны угля может быть выражен формулой

где все обозначения прежние, а а представляет собой долю (в частях единицы) выхода каждого продукта обогащения с тем, что сумма всех а была равна единице минус доля выхода породы. Индексы 1, 2, . . . , п обозначают число различных продуктов обогащения (без породы), которые при современных схемах обогащения обычно

шение количества тепла (пара), получаемого из суммарного коли­ чества продуктов обогащения 1 т рядового угля (данной марки, сорта и качества) при каждом возможном варианте обогащения, к количеству тепла, получаемого с этой же тонны рядового угля при сжигании его без предварительного обогащения.

Если такой индекс получится больше единицы, то это свидетель­ ствует о том, что предварительное обогащение не приводит к энерге­ тическим потерям, а наоборот, повышает экономику использования угля за счет его предварительного обогащения на величину, пре­ вышающую единицу. Если для тех или иных углей или тех или иных вариантов предварительного обогащения индекс теплового баланса будет меньше единицы, то разность (до единицы) составит относитель­ ную величину энергетических потерь (в долях единицы), которая в общую экономическую эффективность от обогащения войдет как отрицательное слагаемое и либо будет предопределять экономическую эффективность обогащения в целом, если эта разность велика, либо будет соответственно уменьшать эффективность обогащения, полу­ чаемую за счет других факторов. I

Какие же факторы влияют и даже определяют величину индекса теплового баланса. К ним относятся следующие:

способ сжигания углей; характеристика обогатимости углей; исходная зольность рядовых углей;

44

конечная зольность каждого из продуктов обогащения соот­ ветствующих углей;

величина влияния зольности (установленная теоретически или эмпирически или принимаемая) на к. и. д. сжигающего устрой­ ства — коэффициент ф (процент изменения к. и. д. на каждый процент изменения зольности углей или продуктов их обогащения).

Каково при этом качественное (причинное) влияние этих фак­ торов?

Основным фактором следует считать величину влияния зольности углей на к. и. д. сжигающего устройства. К сожалению, и до настоя­ щего времени нет достаточно достоверных показателей, характе­ ризующих эту величину, ни в теоретическом плане, ни эмпирических, несмотря на целый ряд экспериментальных работ, проведенных как

унас, так и за рубежом.

Всвоей работе 1 А. М. Беликов приводит данные, характеризующие возможные изменения к. п. д. сжигания (табл. 15).

Т а б л и ц а 15

45

Чем технически менее совершенны сжигающие устройства, тем больше влияние зольности на к. и. д. сжигания. Так, технически совершенные пылеугольные устройства лучше справляются с золой то­ плива. Отсюда вытекает, что для многочисленных мелких и средних котельных влияние зольности на к. п. д. сжигания будет значительно большим, чем приведенные А. М. Беликовым величины, и что, стало быть, эти величины следует рассматривать как возможный нижний предел влияния зольности на к. п. д. сжигания.

Следует также иметь в виду, что приведенные выше числовые характеристики не являются какими-либо бесспорными или оконча­ тельными. Поэтому, как будет показано ниже, для выявления основ­ ных закономерностей, определяющих величину индекса теплового баланса, или, что то же самое, главное слагаемое эффективности обогащения энергетических углей, авторами применен вариантный метод.

Для того чтобы определить границу перехода от очевидной эффек­ тивности к явной неэффективности, вместо дискретного значения величины влияния зольности углей на к. п. д. их сжигания был принят ряд значений, а именно 0,2; 0,6; 1,0 и 2,0%, находящихся в соотношении (крайних значений) 1 : 10. Естественно, эта граница оказалась различной для разных углей и разных способов их сжига­ ния в различных топливосжигающих устройствах. При этом следует иметь в виду, что намеренные заниженность нижней границы и завышенность верхней границы не только не препятствуют выявлению сути дела, но и способствуют этому, поскольку выводы приобретают контрастность.

Что касается способа сжигания углей, то его влияние предо­ пределяется вышеприведенными данными и выражается через них.

Обогатимость углей определяет главным образом потери горючего с отходами обогащения, а также зольность продуктов обогащения. Хотя имеется общепринятая оценка обогатимости углей: легкая, средняя, трудная и очень трудная, но до сих пор нет количественно установленной зависимости между обогатймостью углей и конечным индексом теплового баланса (паропроизводительностью обогащенных углей) и тем более промежуточными величинами: обогатимость — выход продуктов обогащения, обогатимость — зольность продуктов обогащения.

Исходная зольность углей и зольность продуктов обогащения (конечная) оказывают большое количественное влияние на индекс теплового баланса.

Высокая исходная зольность рядовых углей при любой степени обогатимости увеличивает эффективность обогащения. Это увеличе­ ние тем больше, чем лучше (благоприятнее) обогатимость соответ­ ствующих углей, поскольку в примерно одном и том же технологи­ ческом процессе отделяется больше балласта со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Поэтому на первом месте, т. е. потенциально наиболее эффектив­ ным, будет обогащение высокозольных и легкообогатимых углей

46