淺談熱風(fēng)吹掃裝置在熔池熔煉電收塵的應(yīng)用

郝志全

（銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司金冠銅業(yè)分公司，安徽 銅陵 244000）

1 奧爐廠區(qū)電收塵系統(tǒng)運(yùn)行狀況

某公司奧爐廠區(qū)2016年開(kāi)工建設(shè)，主工藝采用頂吹浸沒(méi)式熔池熔煉+智能數(shù)控吹煉+回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉+PC電解+離子液高效脫硫工藝，于2018年5月18日順利點(diǎn)火，28日成功投料生產(chǎn)，自投產(chǎn)以來(lái)，銅酸系統(tǒng)生產(chǎn)穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)美觀精致。隨著投料量提升至100噸/小時(shí)，電收塵系統(tǒng)在2018年10月份以后，保溫箱絕緣瓷軸（套管）出現(xiàn)斷軸、碎裂現(xiàn)象。瓷軸（套管）的頻繁故障導(dǎo)致電場(chǎng)電流上升、電壓下降，收塵效率下降，高排葉輪及本體積灰粘結(jié)嚴(yán)重，導(dǎo)致奧爐作業(yè)率下降。同時(shí)更換瓷軸（套管）需要對(duì)電收塵進(jìn)行單通道關(guān)閉停運(yùn)處理，其中更換頂部瓷套管至少需要單通道停產(chǎn)三天以上（降溫冷卻后施工人員方能進(jìn)入作業(yè)）。故障排除外重新升溫送電，導(dǎo)致奧爐頻繁長(zhǎng)時(shí)間降料量生產(chǎn)，滿負(fù)荷作業(yè)率下降，進(jìn)而引發(fā)轉(zhuǎn)爐無(wú)法進(jìn)行期交換，制酸系統(tǒng)動(dòng)力波出口溫度上升等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重制約生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 電收塵絕緣保溫箱瓷軸（套管）斷裂的原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)更換下來(lái)的斷裂瓷軸觀察，發(fā)現(xiàn)瓷軸傘裙有缺邊，瓷軸表面釉面上有明顯的爬電痕跡；瓷套管內(nèi)部明顯積塵，破碎處并呈深藍(lán)色裂紋。電除塵器停車(chē)后，進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)陰陽(yáng)極間距基本沒(méi)有什么變化，頂部吊掛也沒(méi)有變形現(xiàn)象，陰極振打減速機(jī)與振打軸同心度亦在萬(wàn)向節(jié)可調(diào)范圍之內(nèi)。

根據(jù)對(duì)電收塵設(shè)備內(nèi)部的檢查，并結(jié)合瓷軸（套管）表面損壞的狀況，基本得出以下兩個(gè)結(jié)論，第一，瓷軸（套管）的斷裂主要由于表面出現(xiàn)嚴(yán)重的爬電、局部過(guò)熱，直至擊穿、破碎。第二，奧爐廠區(qū)投料生產(chǎn)時(shí)，由于前期投料量較低，（60～80噸/小時(shí)），但隨著投料量的提升，入爐水份相應(yīng)增加，導(dǎo)致煙氣露點(diǎn)溫度升高，煙灰在瓷軸上低溫結(jié)露，造成陰極振打瓷軸爬電而出現(xiàn)頻繁斷裂現(xiàn)象。

3 熔池熔煉工藝特點(diǎn)

（1）入爐原料水份加入的必要性。熔池熔煉工藝決定了原料入庫(kù)經(jīng)堆式及倉(cāng)式配料后，須加水經(jīng)制粒機(jī)制粒后，用皮帶拋入爐內(nèi)，物料在爐內(nèi)呈自由落體動(dòng)力下降近20米后墜入熔池內(nèi)，在噴槍的攪動(dòng)下完成熔煉過(guò)程。此種工藝要求入爐水份在10%左右，否則不僅煙塵發(fā)生率遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，因此在滿足生產(chǎn)工藝的前提下很難降低煙氣中的水份。

（2）原料成份的多樣性。熔池熔煉工藝原料適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)也決定了其入爐原料成份復(fù)雜 、雜質(zhì)含量相對(duì)較高的現(xiàn)實(shí)；正常情況下近20家左右的國(guó)內(nèi)小礦山原料入庫(kù)后，經(jīng)堆式配料后，混合為一種原料，高的雜質(zhì)成份在煙氣水份的作用下，在瓷軸上粘結(jié)附著，隨著瓷軸表面金屬雜質(zhì)的增加，瓷軸表面的導(dǎo)電性增強(qiáng)，導(dǎo)致陰極振打瓷軸爬電斷裂。

（3）煙氣露點(diǎn)溫度高。對(duì)于電收塵系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，煙氣水份是影響其效率最致命的因素。熔池熔煉煙氣水份基本在200～240mg/l，其煙氣工況隨之發(fā)生改變，煙氣露點(diǎn)溫度能達(dá)到約260度。煙氣露點(diǎn)溫度上升后，煙塵易粘結(jié)、吸附，電場(chǎng)絕緣值立即下降，送電時(shí)電壓難以提升；強(qiáng)行送電后，瓷軸易短路，長(zhǎng)時(shí)間爬電、局部過(guò)熱，直至擊穿、破碎。

因此開(kāi)爐投料后快速提高煙氣溫度，縮短煙氣溫度突破露點(diǎn)溫度的時(shí)間，保障絕緣瓷軸不受污染，快速具備送電條件，是提高電收塵運(yùn)行效果的重要一環(huán)。

4 如何保障電場(chǎng)絕緣能力不受污染，穩(wěn)定電流電壓運(yùn)行，提高收塵效率。

4.1 選擇熱風(fēng)吹掃裝置的基本思路

根據(jù)瓷軸更換后空試送電效果較好，電壓能送到50KV，絕緣電阻約2500MΩ甚至無(wú)窮大；但當(dāng)冶煉氣通過(guò)時(shí)則狀況明顯下降，電場(chǎng)絕緣直線下降，絕緣電阻約僅為0或者1左右，根本達(dá)不到送電要求。

通過(guò)多次邀請(qǐng)廠家及相關(guān)專業(yè)人員交流討論，每個(gè)電場(chǎng)有六個(gè)絕緣檢測(cè)點(diǎn)，分別位于兩個(gè)部位，電場(chǎng)頂部有四個(gè)絕緣瓷套管，側(cè)面有兩個(gè)絕緣瓷軸，這兩個(gè)部位的六個(gè)絕緣檢測(cè)點(diǎn)，一旦有其中一個(gè)絕緣性能遭到破壞，整個(gè)電場(chǎng)的絕緣性將會(huì)下降，最終導(dǎo)致電場(chǎng)送電困難，強(qiáng)行送電后瓷軸（套管）易短路，爬電、局部過(guò)熱，直至擊穿、破碎。

針對(duì)上述原因，奧爐廠區(qū)年度大修時(shí)決定對(duì)電收塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，在東西兩個(gè)通道頂部使用熱風(fēng)吹掃裝置對(duì)瓷套管進(jìn)行吹掃保護(hù)。高壓風(fēng)送風(fēng)經(jīng)加熱后在瓷套管下方形成“氣幕”，將進(jìn)入瓷套管內(nèi)部的冶煉煙氣封閉在“氣幕”下方，防止冶煉煙氣進(jìn)入瓷套管內(nèi)部污染內(nèi)壁，煙塵在瓷套管內(nèi)堆積后，煙塵中的金屬雜質(zhì)會(huì)與煙氣中的水份發(fā)生反應(yīng)，形成導(dǎo)電性極強(qiáng)的金屬硫化物。

4.2 熱風(fēng)吹掃裝置的使用情況

頂部熱風(fēng)吹掃裝置設(shè)備配制情況：

風(fēng) 機(jī)：風(fēng) 量5000m/h，全 壓10000pa，電 加 熱120kwh，

同時(shí)在東通道側(cè)面對(duì)絕緣保溫箱進(jìn)行改造，將原敞開(kāi)式絕緣保溫箱改為密閉式絕緣保溫箱，密封式保溫箱通過(guò)陰極振打軸與電收塵本體相連，連接處用石英板隔離，僅留300mm的圓孔供振打軸穿過(guò)。保溫箱內(nèi)使用熱風(fēng)吹掃裝置，對(duì)保溫箱瓷軸進(jìn)行加熱吹掃，防止冶煉煙氣污染瓷軸，導(dǎo)致瓷軸絕緣能力下降。

側(cè)面熱風(fēng)吹掃裝置設(shè)備配制情況：

風(fēng)機(jī)：風(fēng)量2250m/h，全壓5000pa，電加熱120kwh，

東面通道頂部及側(cè)面熱風(fēng)吹掃項(xiàng)目于7月7日施工結(jié)束后，投入試運(yùn)行，當(dāng)時(shí)檢測(cè)四個(gè)電場(chǎng)絕緣值分別為200歐姆，500歐姆，800歐姆，1000歐姆，帶氣之前均達(dá)到2000歐姆以上，甚至無(wú)窮大，絕緣性能呈明顯上升趨勢(shì)，7月17日9：00帶氣以后略有下降，但仍能維持在1000歐姆左右，12：30送電前檢測(cè)絕緣值仍有500歐姆，一次性送電后，電壓25kv～30kv以上。

西面通道頂部熱風(fēng)吹掃（側(cè)面熱風(fēng)吹掃未上，根據(jù)東面運(yùn)行效果再確定）項(xiàng)目也于7月7日投入試運(yùn)行，帶氣以后絕緣值僅能維持在500歐姆，17日20：00送電時(shí)絕緣值僅有2～5歐姆。送電后電壓僅能維持在10～15kv19日上午11：00逐步趨于正常，三個(gè)都在20. kv以上。

4.3 檢修后東西通道相關(guān)指標(biāo)情況比較：

（1）設(shè)備空試情況（絕緣值單位為：歐姆）

通道 指標(biāo) 1#電場(chǎng) 2#電場(chǎng) 3#電場(chǎng) 4#電場(chǎng) 備注東絕緣值 200/2000 100/2000 100/1500 50/1500 冷態(tài)/開(kāi)電加熱空試 42.0KV 40.0KV 40.0KV 42.0KV 10日帶電場(chǎng)西絕緣值 100/2000 55/2000 100/1500 75/1500 冷態(tài)/開(kāi)電加熱空試 41.0KV 40.2KV 40.4KV 42.5KV 10日帶電場(chǎng)通道 時(shí)間 1#電場(chǎng) 2#電場(chǎng) 3#電場(chǎng) 4#電場(chǎng) 備注東帶氣前 2000 2000 1500 2000 17日08：18時(shí)帶氣后 200 500 500 500 17日12：00時(shí)西帶氣前 2000 2000 2000 2000 17日8：18時(shí)帶氣后 2.0 5.0 1.0 1.0 17日19：00時(shí)通道 指標(biāo) 1#電場(chǎng) 2#電場(chǎng) 3#電場(chǎng) 4#電場(chǎng) 備注東二次電壓 33.0 31.1 27.8 26.0 17日12：30分送電二次電流 10.0 17.0 2.0 14.0西二次電壓 11.8 16.8 18.1 12.3 17日20：00分送電二次電流 111.0 67.0 64.0 68.0

（2）設(shè)備帶氣前后絕緣值變動(dòng)情況（絕緣值單位為：歐姆）

由此可見(jiàn)，東通道帶氣后絕緣值下降較少，能很快送電并運(yùn)行正常，西通道帶氣后，絕緣下降很快為0兆歐，直到19：00分有少許絕緣值。

（3）設(shè)備送電情況（二次電流單位：毫安 二次電壓?jiǎn)挝唬呵Х?/p>

由此可見(jiàn)，東通道檢修帶氣后4個(gè)小時(shí)可以送電；西通道帶氣12小時(shí)后勉強(qiáng)送電，但電壓不高，完成正常后需要48小時(shí)以后。

（4）西通道投入生產(chǎn)陰極箱結(jié)灰清理前、后情況（18日16：00分）

由此可見(jiàn)，西面通道在側(cè)面沒(méi)有增加熱風(fēng)吹掃的前提下，雖然溫度條件與東通道相同，但帶氣后絕緣值下降明顯，送電后電壓較低，側(cè)面絕緣保溫箱內(nèi)瓷軸積灰較快。重新清理瓷軸后，在24小時(shí)后電壓逐步恢復(fù)到正常值運(yùn)行。

5 熱風(fēng)吹掃裝置仍有提高和完善的空間。

（1）控制系統(tǒng)有待于進(jìn)一步優(yōu)化，努力提高自動(dòng)化控制水平。

（2）電加熱功率有待于進(jìn)一步提高，努力提高吹掃后的空氣溫度。

（3）吹掃角度、風(fēng)量及風(fēng)壓有待于進(jìn)一步摸索，努力在少增加系統(tǒng)外來(lái)風(fēng)量的前提下，達(dá)到最佳的吹掃效果。

（4）跟蹤實(shí)踐情況摸索熱風(fēng)吹掃裝置的開(kāi)停車(chē)及檢修標(biāo)準(zhǔn)，在保證效果的同時(shí)，努力降低運(yùn)成本。