焙燒制酸系統(tǒng)設(shè)備改進(jìn)實(shí)踐

魏福春，李鴻章，辛現(xiàn)軍

（巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015543）

設(shè)備及自動(dòng)化

焙燒制酸系統(tǒng)設(shè)備改進(jìn)實(shí)踐

魏福春，李鴻章，辛現(xiàn)軍

（巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古巴彥淖爾015543）

通過對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，確保焙燒制酸系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，最大限度地減少了悶爐、停爐事故的發(fā)生，即解決了環(huán)保問題，又有效地降低了生產(chǎn)成本。

焙燒爐；余熱鍋爐；熱水泵；干吸泵；技術(shù)改造

巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司焙燒制酸系統(tǒng)在兩轉(zhuǎn)兩吸工藝的基礎(chǔ)上，增設(shè)了尾氣離子液回收，排放的尾氣中SO2濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。然而該系統(tǒng)設(shè)備繁多，且很多為單一設(shè)備。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障不能及時(shí)開啟時(shí)，直接導(dǎo)致焙燒爐悶爐甚至停爐，不僅造成環(huán)境污染，也相應(yīng)地增加了生產(chǎn)成本。

1 焙燒工序設(shè)備的改進(jìn)

焙燒工序是焙燒制酸系統(tǒng)的龍頭，其運(yùn)行穩(wěn)定，將為后續(xù)工序打下良好的基礎(chǔ)，而設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行是確保焙燒工序穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。

1.1 供料系統(tǒng)

供料系統(tǒng)的流程圖見圖1。

圖1 供料系統(tǒng)流程圖

9#皮帶、10#皮帶、分料圓盤、拋料機(jī)等設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是確保供料系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。為了防止9#皮帶、10#皮帶、分料圓盤出現(xiàn)故障導(dǎo)致悶爐或停爐，增設(shè)了事故皮帶。當(dāng)9#、10#皮帶、分料圓盤出現(xiàn)故障時(shí)，事故皮帶可直接將來料通過8#皮帶供給拋料機(jī)。

拋料機(jī)是供料系統(tǒng)故障出現(xiàn)最頻繁的設(shè)備，主要原因是精礦含水過高，易粘結(jié)在拋輥上，造成皮帶跑偏及拋輥動(dòng)不平衡，損壞皮帶、軸承。針對(duì)該情況，要求原料工段嚴(yán)格控制精礦水分，確保拋料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，同時(shí)增設(shè)3臺(tái)備用拋料機(jī)，可隨時(shí)更換故障機(jī)。

1.2 返料系統(tǒng)

拋料機(jī)落下的精礦經(jīng)過落料斗收集，通過2#刮板機(jī)、斗提、4#刮板機(jī)運(yùn)送到10#皮帶上，進(jìn)入供料系統(tǒng)。由于落料斗設(shè)計(jì)不合理，刮板機(jī)、斗提經(jīng)常出現(xiàn)故障。

正常入爐的精礦含水8%左右，粘結(jié)性大，造成刮板機(jī)輸送困難，尤其冬季，當(dāng)精礦含水高達(dá)10%時(shí)，返料系統(tǒng)根本不能運(yùn)行。精礦含水超過8%，會(huì)擠壓在刮板機(jī)頭輪排料處，有時(shí)甚至粘死頭輪，造成減速機(jī)、電機(jī)或傳動(dòng)鏈條損壞。另外，精礦也會(huì)粘結(jié)在刮板機(jī)底部，造成刮板鏈條上浮，如果清理不及時(shí)，會(huì)使刮板鏈條刮擦軌道支撐角鋼，致使箱體變形，嚴(yán)重時(shí)損壞運(yùn)轉(zhuǎn)部件。

采用B=500皮帶輸送機(jī)代替刮板機(jī)后，從目前的運(yùn)行情況看，效果非常好，電耗僅為原來的三分之一，維護(hù)費(fèi)用減少了四分之三。

斗式提升機(jī)存在的問題與刮板機(jī)基本相同，精礦經(jīng)常粘接在斗提壁、提斗上，造成斗提鏈子脫軌、卡死等故障，但目前還沒有很好的辦法解決。

拋料機(jī)前端落下的精礦不能直接落入料斗，需要工人清理落在料斗外面的積料。后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況重新設(shè)計(jì)落料斗，料斗的敞口可把所有落料點(diǎn)包含在內(nèi)，無需人工清料操作。

1.3 焙燒爐

焙燒爐的冷卻盤管在投產(chǎn)后的一段時(shí)間里經(jīng)常漏水，造成停爐。盤管損壞部位都在底部，原因是風(fēng)蝕造成管壁磨穿，故將正對(duì)著冷卻盤管的幾十個(gè)風(fēng)帽孔焊死。進(jìn)行封堵處理后，卻盤管使用一年多，檢修時(shí)測得冷卻盤管壁厚只減薄了0.5mm。

2009年大修時(shí)發(fā)現(xiàn)，焙燒爐爐墻根部爐磚磨蝕厚度一般在80mm，最厚的達(dá)150mm,原因仍是風(fēng)蝕，故將靠近爐墻根的風(fēng)帽眼進(jìn)行封堵。

因子分析模型的解析表達(dá)式通常有如下的形式：假定P個(gè)隨機(jī)觀測向量，有均值，協(xié)方差，因子分析的模型可表達(dá)如下形式[4]：

為了避免風(fēng)蝕對(duì)冷卻盤管和爐墻的損害，封堵了近二百個(gè)風(fēng)帽，理論上增加了爐子風(fēng)帽的通風(fēng)阻力，但是實(shí)際上風(fēng)帽使用三年多，每次大修時(shí)都用鉆打通風(fēng)帽眼，風(fēng)帽孔比原設(shè)計(jì)都略微加大，現(xiàn)在整體風(fēng)帽眼的通風(fēng)面積遠(yuǎn)大于原設(shè)計(jì)，封堵爐墻根的風(fēng)帽，只會(huì)在爐墻根形成沸騰弱區(qū)，不會(huì)影響焙燒爐整體沸騰流態(tài)化。

1.4 熱水循環(huán)泵

熱水循環(huán)泵采用3700XLX-10TH型泵，一開一備。使用一年后，1#泵的機(jī)械密封損壞頻繁，嚴(yán)重時(shí)1個(gè)月報(bào)廢兩臺(tái)機(jī)械密封，每臺(tái)機(jī)械密封價(jià)格高達(dá)五萬元。造成機(jī)械密封損壞有機(jī)械和工藝方面的原因：

（1）軸承箱缺油，造成軸承抱死，拆卸過程中機(jī)械密封被損壞；

（2）軸承配合間隙過大，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)跑套，軸的跳度過大，致使機(jī)械密封損壞；

（3）軸與機(jī)械密封之間的O型圈損壞。原因是安裝機(jī)械密封處的軸面有沿軸向的劃痕，O型圈在劃痕處存在薄弱點(diǎn)，而且在使用過程中要承受4 MPa的高壓、250℃的高溫。在高壓、高溫下，O型圈易在劃痕處斷裂，造成機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)損壞的假象，而在拆卸過程中，動(dòng)、靜環(huán)及易損壞，掩蓋了O型圈損壞的真相。泵軸出現(xiàn)劃痕的原因是：泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中機(jī)械密封與軸之間有雜質(zhì)進(jìn)入，每次取下機(jī)械密封時(shí)會(huì)在軸上留下幾道深達(dá)0.5mm的劃痕。觀察所有損壞機(jī)械密封的O型圈，發(fā)現(xiàn)有90%的O型圈損壞。

找出原因后，維修時(shí)都對(duì)劃痕進(jìn)行處理，1#泵運(yùn)行7個(gè)月只發(fā)生過一次第二種情況的機(jī)械密封損壞，因此，第三種情況是造成原機(jī)械密封損壞的主要的原因。

（4）為了控制水質(zhì)，經(jīng)常向循環(huán)水里添加磷酸鈉，違規(guī)大劑量短時(shí)間添加磷酸鈉，機(jī)械密封會(huì)發(fā)生滲漏，并且滲漏出的液體在機(jī)械密封處脫水后形成磷酸鈉結(jié)晶。雖然目前還不確定這種情況對(duì)機(jī)械密封損害的程度，但通過嚴(yán)格操作，杜絕了磷酸鈉造成的機(jī)械密封滲漏。

余熱鍋爐存在的主要問題是爆破清灰管漏煙。原設(shè)計(jì)爆破清灰管采用壓盤根的密封方式（見圖2）。密封盤根采用耐高溫的石棉繩，由于高溫下石棉繩比較脆，且沒有彈性，造成爆破管與爐體結(jié)合處密封不好，經(jīng)常發(fā)生泄漏，余熱鍋爐負(fù)壓時(shí)造成煙氣SO2濃度降低，正壓時(shí)不但污染環(huán)境，而且導(dǎo)致硫的回收率降低。

圖2 原爆破清灰管的密封方式

通過對(duì)爆破管移動(dòng)位移實(shí)際測量，設(shè)計(jì)了彈性補(bǔ)償密封結(jié)構(gòu)，如圖3。改進(jìn)后，爆破清灰管與爐體結(jié)合處沒有出現(xiàn)過泄漏。

圖3 改造后爆破清灰管的密封方式

2 制酸工序設(shè)備的改進(jìn)

制酸工序生產(chǎn)不正常，直接導(dǎo)致焙燒悶爐，嚴(yán)重時(shí)甚至停爐。造成生產(chǎn)不正常的主要原因是設(shè)備突發(fā)事故。

2.1 干吸泵出口管道

原干燥、一吸、二吸各有兩臺(tái)JHB60-30B濃酸泵，雖然設(shè)計(jì)為一開一備，但是當(dāng)使用設(shè)備出現(xiàn)故障開啟備用設(shè)備時(shí)，出現(xiàn)故障的設(shè)備不能檢修，原因是出口管道配置無法實(shí)施故障機(jī)檢修。

原出口管道設(shè)計(jì)為夾接式蝶閥（如圖4所示），如果檢修泵體，就需要把出口管上的擴(kuò)張彎頭取下，但是取下擴(kuò)張彎頭后，蝶閥自然脫落，因此只有系統(tǒng)停車才能進(jìn)行檢修。在一年一次停車檢修的情況下，很難保證兩臺(tái)泵能運(yùn)行一整年。

圖4 原干吸泵出口管道配置

改造后的出口管道配置如圖5所示，干吸泵出口管道由碟閥改為球閥。這種設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際情況，取下彎頭進(jìn)行泵體維修，很好地解決了在線不能維修泵體的問題，而且球閥在調(diào)節(jié)流量性能方面精準(zhǔn)、操作省力。采用球閥關(guān)閉液體的安全系數(shù)大于蝶閥，在這種濃硫酸管道上顯得尤為重要，且同材質(zhì)的DN200球閥比DN400蝶閥價(jià)格低5 000～7 000元，而使用壽命卻延長了一倍。

圖5 改進(jìn)后干吸泵出口管道配置

2.2 8#閥門

8#閥門安裝在SO2風(fēng)機(jī)的回流管上，回流管的作用是在焙燒系統(tǒng)出現(xiàn)事故時(shí)，風(fēng)機(jī)與干燥塔形成小循環(huán)，維持SO2風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。8#閥門安裝在垂直管道上，經(jīng)過一段時(shí)間后便打不開，每年大修都需要更換新的閥門，每個(gè)閥門的價(jià)格在25 000元左右。檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，閥門開關(guān)失效是由于閥門上積滿了酸泥垢，酸泥垢將整個(gè)閥門葉片與閥門殼體結(jié)死。造成這種情況的主要原因是閥門安裝在垂直管道上，下落的酸泥集聚在閥門，造成閥門報(bào)廢。因此大修時(shí)將閥門的位置更換到內(nèi)壁非常清潔的水平管道上，不僅8#閥門不需要年年更換，而且也能夠根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)開關(guān)閥門。

2.3 制酸管道材質(zhì)及閥門

原制酸系統(tǒng)濃硫酸管道全部采用316L不銹鋼管道，但是部分管道使用壽命只有一年。鋼襯玻璃管道在赤峰庫博紅燁鋅冶煉有限公司應(yīng)用非常廣泛，尤其用在浸出工序一些溫度超過80℃的工藝管線上，效果良好。制酸干吸工序中，濃硫酸溫度都在80℃以下，該溫度下濃硫酸對(duì)玻璃基本沒有腐蝕，并且鋼襯玻璃管比316 L管的價(jià)格略低。在2009年度大修時(shí)，在腐蝕最嚴(yán)重的工藝管線中選擇一部分換成鋼襯玻璃管進(jìn)行試驗(yàn)，效果良好。

制酸工序原管道閥門基本都是夾接式蝶閥，蝶經(jīng)濟(jì)的。閥使用壽命短，表現(xiàn)為外泄，關(guān)閉不嚴(yán)。外泄容易造成安全事故，關(guān)閉不嚴(yán)造成液體回流浪費(fèi)電能，關(guān)鍵部位的閥門發(fā)生外泄或關(guān)閉不嚴(yán)甚至?xí)斐上到y(tǒng)停產(chǎn)。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，同材質(zhì)的球閥使用效果優(yōu)于蝶閥，雖然球閥價(jià)格是蝶閥的2倍多，但是綜合考慮球閥的使用壽命及保障生產(chǎn)的穩(wěn)定，使用球閥比蝶閥是

3 結(jié)束語

巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，通過采取提高維修質(zhì)量，對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造等措施，確保焙燒制酸生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度地減少悶爐、停爐事故的發(fā)生，即解決了環(huán)保問題，也有效地降低了生產(chǎn)成本。

Practice of im proving equipment of roasting acid-m aking system

WEIFu-chun,LIHong-zhang,XIN Xian-jun

The steady operation of roasting acid-making system can be guaranteed based on technical reformation for related equipment,and the accident of blowing-in and blowing-off can be minimized,which can not only solve the problem of environmental protection,but also effectively reduce the production cost.

roasting furnace;heat-recovery boiler;hotwater pump;dry self-priming pump；technical reformation

TF351

B

1672-6103（2010）05-0041-03

魏福春（1974—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，冶金工程師，從事設(shè)備管理工作。

2009-06-15

2010-05-17