轉(zhuǎn)爐2H2B工藝優(yōu)化中電收塵器的技術(shù)改造實(shí)踐

〔摘 要〕為提高礦產(chǎn)陰極銅產(chǎn)量，某銅冶煉公司將轉(zhuǎn)爐原有2H1B作業(yè)制度優(yōu)化升級(jí)為2H2B作業(yè)模式，同時(shí)對(duì)該轉(zhuǎn)爐排煙系統(tǒng)也進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造，新增1臺(tái)轉(zhuǎn)爐電收塵器，以滿(mǎn)足新作業(yè)模式下轉(zhuǎn)爐吹煉煙氣的收塵處理需求。介紹了2H2B工藝下新增電收塵器的選型及系統(tǒng)升級(jí)情況，分析了新增電收塵器安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題，并提出了對(duì)應(yīng)的解決措施。通過(guò)空載調(diào)試、通煙試車(chē)證明，新增電收塵器設(shè)計(jì)出口顆粒物質(zhì)量濃度≤200 mg/m3，煙氣處理量達(dá)到1.0×105～1.1×105 m3/h，本體漏風(fēng)率為2.8%，煙氣溫降28～35 ℃，壓損為0.2～0.3 kPa，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

〔關(guān)鍵詞〕2H2B作業(yè)模式;轉(zhuǎn)爐;升級(jí)改造;安裝;調(diào)試

中圖分類(lèi)號(hào)：TF811;TF351? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B? 文章編號(hào)：1004-4345（2024）03-0038-04

Practice of Technical Renovation on Electrostatic Precipitator in the Optimization

of Converter 2H2B Process

WEN Caiyi1， 2

（1. Zijin Copper Industry Co.， Ltd.， Longyan， Fujian 364204， China; 2. Key Laboratory of Copper Green Production

and Comprehensive Utilization of Associated Resources in Fujian Province， Longyan， Fujian 364204， China）

Abstract? In order to increase the production capacity of cathode copper in mineral resources， a copper smelting company has optimized and upgraded the original 2H1B operation mode of the converter to the 2H2B operation mode. At the same time， the gas exhaust system of the converter has also been technologically upgraded and renovated by adding one converter electrostatic precipitator， so as to satisfy the demand for dust handling of the converting gas under the new operation mode. This paper introduces the selection and system upgrade of the newly-added electrostatic precipitator under the 2H2B process mode， analyzes the problems existing in the installation of the newly-added electrostatic precipitator， and proposes corresponding solutions. Through no-load debugging and smoke test， it has been proven that the designed outlet particle mass concentration of the newly-added electrostatic precipitator is less than or equal to 200 mg/m3， the gas handling capacity reaches 1.0×105～1.1×105 m3/h， the leakage rate of the main body is 2.8%， the gas temperature drops by 28～35 ℃， and the pressure loss is 0.2～0.3 kPa， which can satisfy the production requirements.

Keywords? 2H2B operation mode; converter， upgrade and renovation; installation; debugging

收稿日期：2023-05-31

作者簡(jiǎn)介：溫才益（1990—），男，從事銅冶煉設(shè)備管理。

0?? 引言

某銅冶煉公司主工藝流程為“閃速熔煉—PS轉(zhuǎn)爐吹煉—陽(yáng)極爐火法精煉—電解精煉”。由于陽(yáng)極板采購(gòu)困難，且加工處理陽(yáng)極板經(jīng)濟(jì)效益不高，為提高陰極銅產(chǎn)量，該公司圍繞轉(zhuǎn)爐2H2B吹煉作業(yè)模式開(kāi)展工藝優(yōu)化。工藝優(yōu)化內(nèi)容包括：1）新增轉(zhuǎn)爐電收塵器1套;2）延長(zhǎng)球形煙道;3）拆除現(xiàn)有2#轉(zhuǎn)爐排風(fēng)機(jī)，在原位置上增加1臺(tái)新轉(zhuǎn)爐排風(fēng)機(jī);4）加大轉(zhuǎn)爐排風(fēng)機(jī)出口排煙管道規(guī)格;5）更換轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐汽包、轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐循環(huán)泵等。其中，新增轉(zhuǎn)爐電收塵器為轉(zhuǎn)爐2H2B工藝優(yōu)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其選型、安裝及調(diào)試的結(jié)果直接影響到轉(zhuǎn)爐2H2B吹煉作業(yè)模式的進(jìn)行[1]。

1?? 2H2B模式下電收塵器的選型與升級(jí)

1.1? 電收塵器基本情況

優(yōu)化前，該公司轉(zhuǎn)爐采用2H1B的作業(yè)制度，產(chǎn)生的煙氣量為201 866 m3/h。排煙系統(tǒng)僅1臺(tái)轉(zhuǎn)爐電收塵器工作，額定處理氣量為208 213 m3/h，斷面流速為0.565 m/s，斷面積為102 m2，總集塵面積為

7 168 m2，剛好滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。采用2H2B作業(yè)制度后，系統(tǒng)存在兩臺(tái)轉(zhuǎn)爐同時(shí)送風(fēng)的工況，需處理的煙氣量幾乎翻倍，最高時(shí)可達(dá)到374 568 m3/h。單臺(tái)轉(zhuǎn)爐電收塵器的額定煙氣處理能力無(wú)法滿(mǎn)足優(yōu)化后的工況要求，因此該廠擬新增1臺(tái)同等規(guī)格的轉(zhuǎn)爐電收塵器。預(yù)計(jì)采用兩臺(tái)電收塵器后，平均單臺(tái)電收塵器所需處理的氣量為187 284 m3/h，煙氣斷面流速為0.51 m/s，壓力為-1 200 Pa（表壓），滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。優(yōu)化前、后電收塵需處理的煙氣參數(shù)及電收塵規(guī)格參數(shù)見(jiàn)表1。

表1? 優(yōu)化前后煙氣及電收塵規(guī)格參數(shù)

1.2? 新增電收塵器的選型

根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹煉煙氣的特性及相關(guān)技術(shù)參數(shù)，新增電收塵器的選型要求如下：1）設(shè)備用途。新增電收塵器主要用于轉(zhuǎn)爐吹煉系統(tǒng)中余熱鍋爐和球形煙道出口煙氣的煙塵捕集。2）設(shè)備形式。新增電收塵器采用臥式、水平流、雙列單室四電場(chǎng)，型號(hào)為2BY51-4。3）斷面積F=2×51 m2，現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐電收塵器相同。4）殼體漏風(fēng)率低于5%。5）殼體耐溫。tmax=400 ℃。6）出口煙氣含塵質(zhì)量濃度不低于200 mg/m3;7）進(jìn)出口溫降小于30 ℃。8）設(shè)備運(yùn)行阻力小于300 Pa。9）進(jìn)口和出口為水平進(jìn)氣。10）分電場(chǎng)獨(dú)立灰斗材料采用304不銹鋼，灰斗角度不小于70°?；叶防膺呝N圓弧過(guò)渡板，以確?；叶凡环e灰。另外，灰斗采用帶電加熱，加熱溫度為200～250 ℃。

1.3? 優(yōu)化升級(jí)

由于現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐電收塵器為10年前安裝的設(shè)備，使用過(guò)程中遇到了較多問(wèn)題，本次新增電收塵器針對(duì)舊收塵器存在的問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)。系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)后，性能得到了較大提升。新舊電收塵器優(yōu)化升級(jí)對(duì)比見(jiàn)表2。

2 轉(zhuǎn)爐2H2B工藝優(yōu)化電收塵器的安裝

2.1? 新增電收塵器的安裝

電收塵器的安裝過(guò)程需要考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝條件、設(shè)備設(shè)計(jì)用途、后續(xù)使用工況以及施工單位人員技能水平。本電收塵器安裝過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)如下。

1）本體安裝。（1）基礎(chǔ)驗(yàn)收與放線過(guò)程中，應(yīng)注意鋼結(jié)構(gòu)立柱、大梁等的位置、尺寸規(guī)格、數(shù)量均應(yīng)符合安裝圖紙要求。（2）灰斗的現(xiàn)場(chǎng)拼裝應(yīng)在工作平臺(tái)上進(jìn)行?；叶窇?yīng)為上口朝下倒著拼裝，拼裝前須按圖紙尺寸在平臺(tái)上畫(huà)出灰斗上口形狀，并設(shè)置必要的定位塊。拼裝時(shí)，灰斗各片暫時(shí)點(diǎn)焊在一起，上下部灰斗用螺栓連接，待檢查形狀、尺寸無(wú)誤后方能按圖紙要求焊接。檢查時(shí)，還應(yīng)特別注意灰斗檢查門(mén)、掏灰孔及其他附屬物的位置?；叶飞峡趯?duì)角誤差不大于3 mm，組裝后灰斗高度誤差不大于10 mm， 灰斗下口對(duì)邊孔中心距誤差不大于2 mm。（3）殼體的側(cè)板、內(nèi)部隔墻吊裝前須在工作平臺(tái)上預(yù)先拼裝。拼焊前，須對(duì)各組件做精度檢查，消除運(yùn)輸、搬運(yùn)、現(xiàn)場(chǎng)堆放等原因造成的變形。（4）頂梁在吊裝前應(yīng)按圖紙進(jìn)行檢查尺寸精度，然后按照從除塵器入口到出口的順序依次吊裝。頂梁安裝就位，應(yīng)按圖紙檢查尺寸及殼體的鉛垂、方正，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行殼體的焊接。（5）焊接必須符合圖紙要求和焊接規(guī)范，電除塵內(nèi)部為全焊縫，外側(cè)為間斷焊;外部墻板和內(nèi)部隔墻必須采用氣密焊接，不允許存在漏氣情況，焊接完成后需進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)[2]。立柱和頂梁間的焊接是電除塵器整體強(qiáng)度的保證，是焊接的重點(diǎn)。（6）出入口喇叭可以在地面組合、焊接，根據(jù)起吊能力整體吊裝或分段吊裝[3]。（7）陰極板、陽(yáng)極板必須同時(shí)安裝，并確保它們的鉛垂和間距精度[4]。極板排間距偏差不大于±10 mm。（8）振打裝置安裝時(shí)要仔細(xì)調(diào)整中心偏差，振打裝置固定要牢固，振打錘要靈活，錘應(yīng)打在振打桿中心上。振打裝置安裝、調(diào)整合格后，還要做好保溫箱密封工作。

2）電收塵殼體外保溫安裝。殼體外保溫主要使用復(fù)合硅酸鋁棉、鋁鎂合金瓦楞板，外護(hù)板支撐龍骨采用∟30的角鐵，龍骨支撐則交錯(cuò)使用角鐵和扁鐵。保溫鉤釘分為用于固定軟質(zhì)材料的

3.4 mm針形鉤釘和用來(lái)固定硬質(zhì)材料的

6 mm“S”形或倒“U”形鉤釘。外護(hù)板采用

6 mm×12 mm 自攻螺釘固定。外保溫鋪設(shè)工序如下：鉤釘及龍骨—保溫材料—外護(hù)板—邊角修整。

2.2? 安裝過(guò)程存在的問(wèn)題及解決措施

本次電收塵器系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目施工時(shí)，正值雨季，基礎(chǔ)開(kāi)挖難度大，項(xiàng)目周期長(zhǎng)。為此，該公司積極優(yōu)化施工模式，在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)增加工程機(jī)械，充分利用雨停的時(shí)間進(jìn)行施工，有效挽回了部分工期。除此之外，在項(xiàng)目施工過(guò)程中，技術(shù)人員還遇到了一些具體問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題的解決措施具體見(jiàn)表3。

3?? 電收塵器系統(tǒng)空載調(diào)試

新增轉(zhuǎn)爐電收塵器系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容包括調(diào)試前準(zhǔn)備，設(shè)備本體檢查，保溫箱內(nèi)部檢查，陰陽(yáng)極振打系統(tǒng)檢查，變壓器、高壓柜、控制柜、隔離開(kāi)關(guān)檢查，低壓控制柜設(shè)備調(diào)試，冷態(tài)空載升壓試驗(yàn)和IPC系統(tǒng)調(diào)試。

冷態(tài)空載調(diào)試要求所有低壓設(shè)備手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行必須符合要求，各控制回路與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際必須一一對(duì)應(yīng)，柜內(nèi)溫度無(wú)過(guò)熱或異常之處。電加熱安裝時(shí)，必須考慮三相平衡，如果有斷電振打則對(duì)應(yīng)關(guān)系必須正常。

冷態(tài)空載升壓前的各項(xiàng)檢查確認(rèn)工作關(guān)系到冷態(tài)升壓試驗(yàn)?zāi)芊裾＿M(jìn)行，所有項(xiàng)目均需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，并以打勾確認(rèn)的形式進(jìn)行。具體內(nèi)容包括：1）高低壓柜、變壓器等設(shè)備接線有無(wú)松動(dòng)或斷線，螺母有無(wú)松動(dòng);2）本體、灰斗、樓梯走道、各個(gè)箱柜內(nèi)有無(wú)異物;3）油位是否正常（不得太滿(mǎn)、太少、漏油）;4）變壓器接地是否符合要求;5）變壓器各個(gè)接線是否符合要求;6）控制柜接地是否符合要求;7）本體接地電阻的阻值為0.2 Ω;8）反饋信號(hào)線的屏蔽層是否在控制柜端單端接地;9）電場(chǎng)陰極對(duì)地絕緣電阻的阻值是否不小于100 MΩ（2 500 V兆歐表測(cè)）;10）供電變是“△”還是“Y”接法;11）供電線路是否有變頻器;12）保溫箱內(nèi)是否干燥、干凈;13）保溫箱及灰斗電加熱三相電阻是否符合設(shè)計(jì)要求;14）控制柜內(nèi)主電路各接點(diǎn)、端子接線是否緊固;15）通信電纜布線及接地是否符合要求。

在系統(tǒng)空載調(diào)試過(guò)程中，相關(guān)事項(xiàng)均須記錄，以作為調(diào)試驗(yàn)收依據(jù)，記錄內(nèi)容包括：料位計(jì)調(diào)試記錄、安全聯(lián)鎖檢查調(diào)試記錄、高壓設(shè)備各種保護(hù)試驗(yàn)記錄、系統(tǒng)升壓記錄、伏安特性曲線。其中，空載及負(fù)載伏安特性曲線最為重要，一般情況下，同一類(lèi)型選一個(gè)電場(chǎng)做伏安特性曲線即可。本項(xiàng)目新增轉(zhuǎn)爐電收塵器A列1電場(chǎng)伏安特性見(jiàn)表5?？蛰d調(diào)試過(guò)程中的IPC系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容、技術(shù)要求及結(jié)果見(jiàn)表6。

通過(guò)上述空載系統(tǒng)調(diào)試得出以下結(jié)論：設(shè)備空載調(diào)試、IPC調(diào)試均符合要求，具備進(jìn)入通煙試車(chē)階段。

4?? 電收塵器通煙試車(chē)

4.1? 電收塵器通煙條件及通煙計(jì)劃

通煙試車(chē)是檢驗(yàn)電收塵器安裝與空載調(diào)試結(jié)果的重要手段，通常穿插于正常生產(chǎn)作業(yè)期間進(jìn)行。通煙前，必須確保所有準(zhǔn)備工作到位，確保系統(tǒng)生產(chǎn)的正常穩(wěn)定。本次通煙試車(chē)在轉(zhuǎn)爐S2轉(zhuǎn)B1放渣轉(zhuǎn)期期間進(jìn)行，且新老電收塵器同時(shí)通煙。通煙計(jì)劃如下：1）轉(zhuǎn)爐S2轉(zhuǎn)B1放渣轉(zhuǎn)期期間，將排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至低速60 r/min運(yùn)行。2）開(kāi)啟電收塵器進(jìn)出口鐘罩閥，保持開(kāi)啟現(xiàn)有電收塵器進(jìn)出口鐘罩閥。3）系統(tǒng)通煙4 h后開(kāi)啟電收塵器，對(duì)各電場(chǎng)進(jìn)行送電，同步開(kāi)啟相應(yīng)的低壓設(shè)備。4）每隔2 h記錄1次電收塵器運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，并實(shí)時(shí)調(diào)整。5）電收塵器現(xiàn)場(chǎng)巡檢，檢查低壓設(shè)備、熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，本體是否漏風(fēng)漏煙，并記錄異常情況。

4.2? 電收塵器通煙試車(chē)

電收塵器通煙調(diào)試前期過(guò)程及記錄基本與空載調(diào)試一致。需要注意的是通煙后開(kāi)始收塵，應(yīng)視各電場(chǎng)運(yùn)行情況及時(shí)調(diào)整電流極限值。如果出現(xiàn)電場(chǎng)放電嚴(yán)重的情況，應(yīng)觀察放電點(diǎn)的基本位置，再適當(dāng)調(diào)整電流極限值。振打時(shí)間的調(diào)整應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體值及放電程度，依次觀察各電場(chǎng)逐個(gè)調(diào)整，再根據(jù)各電場(chǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行電源參數(shù)調(diào)整，使電場(chǎng)處于最佳工作狀態(tài)。電收塵器通煙收塵后，需要對(duì)電收塵器出口顆粒物濃度進(jìn)行檢測(cè)，本項(xiàng)目檢測(cè)記錄見(jiàn)表7。

本次新增電收塵器設(shè)計(jì)出口顆粒物質(zhì)量濃度≤200 mg/m3，實(shí)際檢測(cè)低于該值，煙氣處理量達(dá)到1.0×105～1.1×105 m3/h，本體漏風(fēng)率為2.8%，煙氣溫降為28～35 ℃，壓損為0.2～0.3 kPa，符合設(shè)計(jì)要求。

5?? 結(jié)論

本文主要介紹了轉(zhuǎn)爐2H2B工藝優(yōu)化中轉(zhuǎn)爐電收塵器的選型及安裝調(diào)試的實(shí)踐，總結(jié)了電收塵器安裝要點(diǎn)和空載試車(chē)及通煙試車(chē)的技術(shù)要求，為后續(xù)同類(lèi)型工程項(xiàng)目的開(kāi)展提供借鑒。本次電收塵系統(tǒng)優(yōu)化，對(duì)現(xiàn)有電收塵器存在的問(wèn)題進(jìn)行了針對(duì)性改造，其改造效果達(dá)到了預(yù)期。在設(shè)備投入使用后，運(yùn)行正常，未出現(xiàn)因安裝調(diào)試不到位導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)問(wèn)題。技術(shù)人員持續(xù)對(duì)新增電收塵器出口顆粒物濃度進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求，滿(mǎn)足優(yōu)化改造后的生產(chǎn)要求，且實(shí)際出口顆粒物濃度優(yōu)于設(shè)計(jì)值，為該企業(yè)轉(zhuǎn)爐2H2B工藝的優(yōu)化運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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