金隆闪速炉系统冷修改造实践.pdf

2 4 有色金属 冶炼部分 h t t p H y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年2 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 0 7 金隆闪速炉系统冷修改造实践 昂正同 金隆铜业有限公司，安徽铜陵2 4 4 0 2 1 摘要简要介绍金隆2 0 1 2 年闪速炉 F F 系统改造的原因和内容，对部分设备改造前后的优缺点以及F F 系统改造前后的生产指标进行了对比。结果表明，改造后金隆闪速炉实现了超高强度冶炼。 关键词铜冶炼；闪速炉；改造；指标 中国分类号T F 8 1 1文献标志码B文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 3 0 2 0 0 2 4 0 3 P l a n tP r a c t i c eo fC o l dT r a n s f o r m a t i o no fF FS y s t e mi nJ i n l o n g A N GZ h e n g t o n g J i n l o n gC o p p e rC o ．，L t d ，T o n g l i n g2 4 4 0 2 1 ，A n h u i ，C h i n a A b s t r a c t R e a s o n sa n dc o n t e n t so fF Fs y s t e mm o d i f i c a t i o ni nJ i n l o n gC o p p e ri n2 0 1 2w e r eb r i e f l yi n t r o d u c e d ．T h ea n a l y s i so fm e r i ta n dd e m e r i tb e f o r ea n da f t e rp a r t i a le q u i p m e n tt r a n s f o r m a t i o nw e r ec o n d u c t e d ．P e r f o r m a n c ea n di n d e xo fp r o d u c t i o nb e f o r ea n da f t e rF Fs y s t e mt r a n s f o r m a t i o nw e r ec o m p a r e d ．T h e r e s u l t ss h o wt h a ts u p e r s t r e n g t hs m e l t i n gi sa c h i e v e di nJ i n l o n gF Fa f t e rm o d i f i c a t i o n ． K e yw o r d s c o p p e rm e t a l l u r g y ；f l a s hf u r n a c e F F ；t r a n s f o r m a t i o n ；i n d e x 1金隆闪速炉系统冷修改造的原因 金隆闪速炉系统经过几次挖潜改造及2 0 0 5 年 冷修后，装入量已从最初设计的5 6t ／h 提高到1 6 5 t ／h ，但仍然不能完成年产3 5 万t 矿铜的能力，主要 问题有 1 原料品位降低 金隆闪速炉原设计精矿品位3 0 ．2 2 ％，由于市 场和矿山因素，原先使用干净的高品位铜精矿现变 为成分复杂的低品位铜精矿口] 。今年精矿平均品位 为2 2 ％～2 6 ％，虽然装入量超过设计值 1 6 2t ／h ， 但所产矿铜阳极铜量不能满足电解需求，需进一步 增大闪速炉装入量，实现闪速炉超高强度冶炼。 2 反应塔小、热负荷大 金隆闪速炉为世界上最小的闪速炉，反应塔原 设计西5m 7m ，2 0 0 0 年5 月年度大修将反应塔拱 收稿日期2 0 1 2 1 0 2 4 作者简介昂正同 1 9 6 8 一 ，男，安徽肥东人，高级工程师 顶改造成了吊挂平顶[ 2 ] ，塔顶标高下移3 2 0m m ； 2 0 0 5 年3 月闪速炉冷修，内径加大到5 ．5 3m 。当闪 速炉装入量为1 6 5t ／h 时，反应塔热负荷达到23 5 0 M J ／ m 3 h [ 3 ] ，超过设计值18 4 0M J ／ m 3 h ， 反应塔中下部壳体发红，塔下沉淀池三面墙由于高 温和冲刷，耐火砖损坏很快。尽管干矿给料计量系 统、精矿喷嘴能力有富余，但装入量受到限制。 3 余热锅炉凝渣管管束结渣严重 金隆闪速炉余热锅炉2 0 0 6 年在原场地进行了 改造对流部抬高1 ．4m ，辐射部尾部增加吊挂凝渣 管管束和辐射屏各1 组。虽然设计换热面能够满足 要求，但凝渣管管束离闪速炉上升烟道出口太近 只 有6m ，加上烟尘中铅、锌、镁等杂质含量高，闪速 炉余热锅炉凝渣管管束结渣严重，影响锅炉烟气走 向和换热效果，锅炉出口烟气温度高。每周利用2 次炉内点检，开人孔门清理凝渣管管束结渣，然后再 万方数据 2 0 1 3 年2 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 5 清理灰斗，清理时间长，影响炉内负压，闪速炉只能 低装人量生产，影响全周闪速炉装入量和高负荷作 业率。 4 电收尘需移位、旧电收尘漏风高 锅炉改造加长，需延伸到原电收尘位置，电收尘 只能拆旧，另找位置重建，旧电收尘外壳伞部为 3m m 厚碳钢，经过多年使用以及多次修补已破难 不堪，漏风率高，烟气S O 。发生率高，硫酸废酸处理 成本增加。 5 提高蒸汽干燥系统能力 金隆精矿干燥为双系统干燥，即气流干燥和蒸 汽干燥，原先只有气流干燥，由于产能不断扩大， 2 0 0 6 年增加了蒸汽干燥系统。在双系统干燥时，因 各自能力的限制，需要两套系统都运行。气流干燥 使用燃料，消耗较多能源。蒸汽干燥为清洁、节能干 燥装置，因此对蒸汽干燥进行改造，增加蒸汽干燥 量，减少或停止使用气流干燥，达到清洁、节能、减排 的目的。 2改造内容 2 ．1 增加闪速炉反应塔高度和提高冷却强度 2 0 1 2 年冷修反应塔高度增加了6 0 0m m ，反应 塔总高度为7 ．2 8r n ，目的是使高温反应区位置抬 高，同时增加反应塔冷却强度，以此应对闪速炉进一 步提高装入量而产生的高热负荷。 2 ．2 取消沉淀池水冷“H ”型梁 金隆闪速炉沉淀池水冷“H ”型梁从1 9 9 7 年投 产使用至今，随着装入量的不断提高，“H ”型的损耗 也不断加快，至今年，已没有完整的“H ”梁。“H ”梁 损坏后，导致其间吊挂砖也不时掉落，池顶冒烟，腐 蚀设备和污染环境，重新补吊砖时需降低闪速炉装 入量，以维持炉内较大负压，精矿处理量受到影响。 本次冷修时，把原先“H ”型梁全部拆除，改成条型吊 挂水套，在条型水套间吊挂耐火砖，以适应闪速炉超 高强度冶炼。 2 ．3 闪速炉余热锅炉 本次冷修余热锅炉只增加了辐射部长度，原锅 炉辐射部合格材料再利用，对流部管束全部利用，减 少设备投资。对流部管束由支撑结构改为吊挂结 构，取消辐射部吊挂管束；辐射部气流挡板位置不 同，结构相同，辐射部加长，利于熔融烟尘颗粒在辐 射部运行时变成固体烟尘，落入灰斗。余热锅炉改 造前后优缺点比较如下。 1 改造前 优点辐射部总体换热强度较大，水冷壁换热效 率比较高。 缺点辐射部人口烟气分布不均，烟气右偏转明 显；辐射部第一辐射屏布置不合理，位于高温区，管 屏结渣严重。 2 改造后 优点辐射室总体换热强度增加，降低了渣凝结 的发生率；锅炉辐射部空间增加，气流速度降低，有 利于烟尘沉降；挡板位置后移，辐射室气流分布偏析 现象减弱 左侧温度比右侧温度低 。 缺点挡板位置布置不合理，辐射部入口烟气流 动偏向顶部，辐射部下半部分水冷壁换热效率低；挡 板后辐射部水冷壁换热效率降低；辐射部过长，建设 投资增加。 2 ．4 电收尘 2 ．4 ．1 配置 锅炉改造辐射部长度方向增加了2 42 0 8m m ， 占据了原沉尘室及电收尘器的位置，导致后面整个 收尘、排烟系统设备配置的改变，沉尘室及出口钟罩 阀配置在南三路的北面，电收尘器配置在南三路南 面的综合管网和熔炼风机房之间，沉尘室两台钟罩 阀和电收尘器双室入口之间用两个鹅颈烟道连接跨 越南三路。 2 ．4 ．2 实施 电收尘器改造的施工分二步实施，第一步，风机 房在2 0 1 2 年3 月份拆除，运行风机保留，让出新电 收尘基础施工的位置，2 0 1 2 年修前在原二次水淬渣 堆场上建好新电收尘配电室，年修期间将老电收尘 配电室内的电气柜移至新配电室；第二步，新电收尘 土建基础在2 0 1 2 年4 月2 0 日前完成，2 0 1 2 年年修 期间完成安装，同时对配电柜进行更换和电缆敷设。 新旧电收尘对比结果见表1 。 2 ．5 闪速炉排风机 闪速炉排烟系统只配置1 台排风机，过去使用 很好的改进措施都继续保留如，双油箱、大给油、进 回油视镜等，新风机使用浮式碳环密封替代原来的 高压石棉板，增加慢转装置。考虑到冷修后闪速炉 装入量的增加，烟气量、烟气密度等也随之出现变 化，新风机在参数选定上做了改变，新旧风机参数对 比结果如下。旧风机型号2 5 0 0D IB B 2 4 、全压5 ．8 k P a 、流量1 6 ．8 万m 3 ／h 、转速9 2 0r ／m i n 、进口压力 一4 ．2k P a ；新风机型号F W 6 2 * 2 9 N O ．2 5 ．8 F 、 全压6 ．8k P a 、流量2 1 万m 3 ／h 、转速9 3 0r ／m i n 、进 口压力一4 ．2k P a 。 万方数据 2 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年2 期 表1 新旧电收尘对比结果 T a b l e1 C o m p a r i s o nb e t w e e nn e wa n do l de l e c t r i cd u s tc o l l e c t i o n 内容旧电收尘 新电收尘 磊丽面i 灭瓦西甄而丽西百盂五砀哂蕊■画丽丽瓦五夏面再菊面i 面i 再万隔鬲揖萄 单个电场长度2 ．5m ；双室五电场。单个电场长度3m ；双室四电场。 尺寸 2 ．6 蒸汽干燥系统 金隆蒸汽干燥机于2 0 0 6 底投入使用，原设计能 力1 2 0t ／h 蒸汽压力1 3M P a 和1 6 0t ／h 蒸汽压力 2 1M P a ，经过几年实践运行检验，证明此系统还存 有一些不足点，干燥量只能维持在1 2 0t ／h 。由于本 次冷修时间长，利用这次冷修机会一起改造，改造后 蒸汽干燥系统能力能稳定运行在1 8 0t ／h 蒸汽压力 1 3M P a 及2 0 0t ／h 蒸汽压力2 1M P a ，气流干燥 只作为蒸汽于燥系统维护或检修的补充，平时基本 不需要运行。 3 改造效果 金隆闪速炉于2 0 1 2 年5 月1 0 停炉，经过冷修 前的边生产、边设计、边施工和紧张、高效的4 5 天冷 修，6 月2 4 日闪速炉按计划如期投料，通过两个月 的试生产，系统整体能力上了一个新台阶，闪速炉装 入量稳定在1 8 0t ／h 。8 月份精矿处理量、阳极板产 量、硫酸产量、阴极铜产量均创历史记录，各指标也 创历史最好成绩，2 0 1 2 年1 ～8 月部分指标和数据 见表2 。 表22 0 1 2 年1 ～8 月部分产量、指标数据 T a b l e2 I n d e x e so fF Ff r o mJ a n u a r yt oA u g u s ti n2 0 1 2 下转第3 0 页 万方数据 3 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 2 0 1 3 年2 期 金隆高浓度S O 转化工艺，预吸收后进入主系 统的气体组分有较大改变，不仅可以保证，并可以提 高总转化率，同时降低催化剂用量，触媒装填系数只 有1 6 0L ／ t d 一般铜冶炼烟气制酸装置的触媒 装填系数为2 0 0L ／ t d 。 金隆高浓度S O 。转化工艺的预转化、预吸收系 统相对比较独立，在该系统建设施工期问，原有系统 可正常生产，在预转化、预吸收系统试车正常后，利 用6h 左右接入主系统即可投入生产，原有系统也 不需做任何改造，最适合原有系统的扩产改造。 5结论 金隆预转化、预吸收高浓度S O 。制酸技术具有 投资省、占地小、运行费用低、操作简单等优点，是一 种节能降耗的新型工艺技术，已率先成功应用于金 隆公司硫酸系统。生产实践表明，该技术对削减工 程投资、降低生产成本等起了关键性作用，产生了很 好的经济效益和社会效益，可以在高浓度S O 。的冶 炼烟气制酸系统推广应用。 上接第2 6 页 改造后主要经济技术指标超出国际先进水平， 比如，闪速炉单位容积处理量金隆公司1 ．2t ／ I n 3 h ，国际先进水平0 ．9t ／ m 3 h ；反应塔热负 荷金隆公司23 5 0M J ／ m 3 h ，国际先进水平 18 8 6M J ／ m 3 h ；电炉渣含铜金隆公司0 ．6 8 ％， 国际先进水平0 ．8 6 ％。 4结论 2 0 1 2 年熔炼系统冷修改造，实现了金隆闪速炉 超高强度冶炼技术，消除入炉精矿反应不完全情况， 余热锅炉水冷壁结渣情况不再出现，输送到制酸系 统烟气S O 。含量下降到0 ．9 ％以下，年矿产铜量达 到或超高3 5 万t 。 参考文献 [ - 1 3 昂正同，刘安明，王华骏，等．金隆闪速炉处理复杂精矿 实践[ J ] ．有色金属工程，2 0 1 1 3 3 2 3 4 。 [ 2 ] 宋修明．金隆公司挖潜改造的实践及效果[ J ] ．有色冶 炼，2 0 0 3 6 2 1 2 3 ． [ 3 ] 刘安明．金隆闪速炉高热负荷生产实践[ 3 3 ．铜业工程， 2 0 1 1 1 3 8 4 2 ． 万方数据