江銅鉛鋅公司煙化爐余熱鍋爐改造

郭建榮，荊旭冬，周 蓉

（江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500）

1 引言

我廠基夫賽特爐渣含鋅15%、鉛4%及其他有價(jià)金屬，必須經(jīng)過(guò)煙化爐處理回收這部分有價(jià)金屬。［1］同時(shí)為了全面回收余熱，將煙化爐與余熱鍋爐設(shè)計(jì)成一體［2］。此系統(tǒng)自2012年投入使用后，基本滿足基夫賽特爐生產(chǎn)的要求，但是隨著產(chǎn)能不斷提升，導(dǎo)致煙化爐處理量增加，進(jìn)而引發(fā)鍋爐熱負(fù)荷增加，影響鍋爐的安全運(yùn)行。為滿足安全生產(chǎn)的需要，在2018年對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行改造

2 煙化爐—余熱鍋爐一體化工藝介紹

基夫賽特爐熔煉的熱渣通過(guò)溜槽直接流入煙化爐，吹入粉煤，含煤空氣射流進(jìn)入渣液中強(qiáng)烈攪動(dòng)渣液［3］，粉煤燃燒產(chǎn)生大量的熱和CO，使?fàn)t內(nèi)保持較高的溫度和一定的還原氣氛，熔渣中的鉛、鋅氧化物還原成鉛鋅蒸汽，隨煙氣一道進(jìn)入爐子上部空間，被專門補(bǔ)入的三次空氣再次氧化成PbO和ZnO，并被捕集于收塵設(shè)備中，以粗氧化鋅產(chǎn)物回收［4］。產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱后，進(jìn)煙氣凈化系統(tǒng)處理，脫除煙塵和煙氣中F、Cl、SO2等雜質(zhì)，凈化系統(tǒng)的煙塵料漿送往鋅冶煉系統(tǒng)。

煙化爐—余熱鍋爐一體化由煙化爐和余熱鍋爐組成［5］。煙化爐由傳統(tǒng)的工業(yè)水冷水套、鋼結(jié)構(gòu)與耐火材料組成。余熱鍋爐由煙化爐頂帽、煙氣冷卻室、上升下降管系統(tǒng)與中壓汽包構(gòu)成。煙化爐頂帽、煙氣冷卻室采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。這種一體化設(shè)計(jì)，不但可以減少設(shè)備重量，而且有效改善工藝操作條件，可以減少高溫段煙塵粘附［6］。

表1列舉了煙化爐—余熱鍋爐一體化裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

表1 煙化爐—余熱鍋爐一體化裝置的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

3 改造原因

近年來(lái)，隨基夫賽特爐日處理量不斷提升，導(dǎo)致煙化爐處理量增加，進(jìn)而引發(fā)鍋爐熱負(fù)荷增加，其中鍋爐入口煙氣溫度設(shè)計(jì)值為1200±100℃、最大產(chǎn)氣量為40.8t/h，但是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中鍋爐入口煙氣溫度達(dá)到了1375℃、最大產(chǎn)氣量達(dá)到了50t/h，溫度高會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題。

（1）第一、第二管束的鍋爐頂部鋼板被燒穿，生產(chǎn)時(shí)煙氣外溢。

（2）溫度超過(guò)第一、二管束底部護(hù)板及振打梁的耐熱溫度，導(dǎo)致鍋爐振打梁燒損，振打無(wú)法運(yùn)行，引發(fā)鍋爐管束粘接。

（3）高溫?zé)煔鉄龎牡谝弧⒍苁牡鯍炝阂约暗鯍?，?dǎo)致第一、第二管束下沉，影響鍋爐的安全運(yùn)行。

2014年對(duì)所有燒損部位進(jìn)行了更換和維修，但在后期的生產(chǎn)中燒損現(xiàn)象未得到改善，造成維修費(fèi)用高。為了有效解決高溫?zé)煔鉄龘p鋼件的問(wèn)題、保證鍋爐的平穩(wěn)運(yùn)行，特進(jìn)行此次改造。

4 改造內(nèi)容

要從根本上改善余熱鍋爐的運(yùn)行狀況，需要大幅度增加余熱鍋爐的輻射受熱面，這樣的方案對(duì)于余熱鍋爐結(jié)構(gòu)改動(dòng)較大，投資較高，對(duì)生產(chǎn)的影響也較大，因此本次改造不對(duì)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)做大的改動(dòng)，僅進(jìn)行局部完善性改造。

（1）將原第一、第二對(duì)流管束拆除，在相應(yīng)位置設(shè)置第一、二輻射管屏。

（2）在原第一、第二對(duì)流管束區(qū)域頂部增設(shè)頂棚水冷壁，水冷壁采用讓管的形式讓出單片管排插入空間，輻射管屏從頂棚水冷壁間隙中插入爐內(nèi)，管屏與頂棚水冷壁之間增加相應(yīng)的彎管和密封板。

（3）原對(duì)流部左右側(cè)水冷壁和各個(gè)管屏管束的吊桿重新設(shè)計(jì)，左右側(cè)水冷壁剛性梁相應(yīng)位置增加筋板進(jìn)行局部加強(qiáng)。水冷壁吊桿為φ60，管束吊桿為φ50。

（4）第一、二輻射管屏所涉及的管道、振打裝置重新設(shè)計(jì)。

5 改造后的運(yùn)行效果

此次改造耗時(shí)40天，改造后煙化爐余熱鍋爐運(yùn)行平穩(wěn)，第一、第二對(duì)流管束頂部燒損的問(wèn)題得到解決，改造取得了良好效果，滿足工藝生產(chǎn)的需求。具體運(yùn)行效果如下：

（1）新增頂棚水冷壁，可有效隔離冷卻煙氣，保護(hù)管屏的密封罩及振打梁，避免高溫?zé)龘p。

（2）優(yōu)化管屏振打結(jié)構(gòu)，振打效率提升，管屏粘結(jié)煙塵的問(wèn)題得以解決。

（3）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境大幅改善。

6 結(jié)語(yǔ)

此次煙化爐余熱鍋爐的成果改造，有效解決了頂部燒損的問(wèn)題，改善了作業(yè)環(huán)境，提升余熱鍋爐整體運(yùn)行效率，更好地適應(yīng)生產(chǎn)需求，也為技術(shù)人員積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。