KUMERA蒸汽干燥机的使用及改造.pdf

1 0 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 d o i 1 0 ．3 9 6 9 l ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 0 3 K U M E R A 蒸汽干燥机的使用及改造 万钧，赵荣升 金隆铜业有限公司，安徽铜陵2 4 4 0 2 1 摘要介绍了K U M E R A 蒸汽干燥机在金隆的运行状况以及该设备在生产实践中遇到的问题和相应的 改造措施。通过改造，蒸汽干燥机干燥能力得到了大幅提升。 关键词蒸汽干燥；换热管；改造；铜精矿 中图分类号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 1 0 0 3 A p p l i c a t i o na n dT r a n s f o r m a t i o no fK U M E R AS t e a mD r y e r W A NJ u n 。Z H A OR o n g s h e 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 T h er u n n i n gs t a t u so fK U M E R As t e a md r y e ri nJ i n l o n gC o p p e rC o ．，L t da n dt h ep r o b l e m sa n c o u n t e r e di np r o d u c t i o np r a c t i c ew e r ei n t r o d u c e d ．T h ec o r r e s p o n d i n gt r a n s f o r m a t i o nm e a s u r e m e n t sw e r e p u tf o r w a r d ．T h ed r y i n gc a p a c i t yo fs t e a md r y e ri m p r o v e ss i g n i f i c a n t l ya f t e rt r a n s f o r m a t i o n ． K e yw o r d s s t e a md r y e r ；h e a te x c h a n g et u b e ；t r a n s f o r m a t i o n ；c o p p e rc o n c e n t r a t e 干燥工序是闪速熔炼的准备工序之一[ 1 4 ] ，其作汽管式回转干燥机。该设备的主要优点有1 传热 用是将按配料单配比好的含水8 ％～1 0 ％的铜精矿面积大，热效率高，处理能力大，适用于连续操作；2 干燥到小于0 ．3 ％。金隆公司原有一套气流干燥系属于间接干燥，干燥温度低，不容易使物料发生自燃 统，原设计干燥能力9 0t ／h ，经改造后能力达到1 1 0现象，无S O 。发生率；3 尾气量小，粉尘回收设备简 t ／h 。随着金隆产能的不断提高，原气流干燥机的干单；4 操作简单，设备功率小，总能耗低；5 所用的蒸 燥能力已经无法满足生产的需求。汽来自于余热锅炉，减轻了气流干燥系统的压力，降 随着蒸汽干燥技术的日益成熟以及考虑到该工低了油耗，减小了吨铜成本。 艺与其他干燥工艺相比具有不可比拟的优点，金隆该蒸汽干燥机在金隆公司已稳定运行了2 年 公司2 0 0 6 年从库迈拉订购了1 台设计干燥能力多，部分生产数据如表1 所示。 1 6 0t ／h 湿精矿含水1 0 ％，蒸汽压力2 ．1M P a 的蒸 表1 原使用2 ．1M P a 蒸汽管网压力的运行数据 T a b l e1 R u n n i n gd a t ao fu s a g eo f2 ．1M P av a p o r H } 阍 一干燥量 主蒸汽管网压力窑入口蒸汽压力蒸汽流量 干矿温度混合矿水分干矿水分 ”” t h1 M P aM P a t h1 ℃％％ 3 0 0 0 3 0 0 0 3 0 0 0 1 1 1 1 1 3 1 1 5 1 1 7 1 1 4 1 0 9 8 ．0 2 8 ．0 2 8 ．0 2 8 ．0 2 8 ．0 2 8 ．0 8 O ．4 4 0 ．4 4 0 ．4 4 0 ．4 4 0 ．4 4 0 ．5 2 收稿日期2 0 1 2 1 0 2 4 作者简介万钧 1 9 8 6 一 ，男，安徽铜陵人，本科 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 1存在的问题及原因分析 随着时间的推移，蒸汽干燥机内部管件寿命逐 渐到期，2 0 0 9 年1 1 月1 5 日首次出现换热管漏气故 障，这在同时期采用库麦拉蒸汽干燥机的三家冶炼 企业中相对较晚，至2 0 1 0 年7 月2 3 日，共发生1 6 次换热管漏气故障，闷堵了共1 5 片换热管。由于换 热管漏点在干燥机内部，只能通过点检人员进入干 燥机内确认漏点后对整片管件进行闷堵，所以每次 检修消耗的时间较长，对生产影响较大。 2 0 1 0 年9 月金隆公司技术人员对换热盘管国 产化改造成功，我们逐渐对干燥机内部损坏的换热 盘管进行替换，随着故障和检修次数的增多，一些问 题也逐渐暴露出来，归纳后主要有以下几方面。 1 ．1 金属软管安装在出料罩内对点检和检修造成了 困难 1 金属软管与物料直接接触，物料对软管冲刷 严重，造成接头处和波纹管段经常发生泄露，软管使 用寿命减少，影响蒸汽干燥机的作业率。 2 当软管有漏气情况出现时，不易及时被巡检 人员发现，往往是泄漏量较大后操作人员通过D C S 上温度、压力等参数的变化才能判断干燥机内软管 已经漏气。 3 软管检修前需要的降温及停氮气的准备时间 长造成正常的检修时间被压缩，出料仓内检修环境 十分恶劣，检修空间极其狭窄，在检修时会对其他软 管进行踩踏，这些情况必然造成检修质量得不到保 障，重复故障及派生故障多。 4 每次检修都会有大量的精矿外泄，造成环境 污染，降低精矿回收率。 1 ．2 输水能力不足造成蒸汽干燥机实际处理能力 低于设计值 1 蒸汽分汽包结构复杂，内部有效容积小，再加 上冷凝水和蒸汽没有被有效分隔，蒸汽和冷凝水相 互干涉，部分蒸汽直接被抽走，造成蒸汽的浪费，且 输水能力不足。 2 干燥机内有效换热面积不足。金隆的干燥机 内没有安装最内环的5 片换热管 面积约9 3m 2 ， 现有的8 环换热管的有效面积约为12 7 5m 2 。 3 蒸汽旋转接头进汽及输水不能满足能力要 求，目前现场回转接头型号为1 0 5 0 E L S J A F Q M ，经 核算在满负荷运行情况下旋转接头进汽截面气速为 5 6 ．8m ／s ，在操作压力2 ．0M P a 工况下，允许的进 汽截面气速为3 0 ～4 0m ／s ，远超上限值，另输水管 截面流速为1 ．3 6m ／s ，在操作压力下，允许的截面 流速为0 ．5 ～1 ．5m ／s ，接近上限值。 1 ．3 现场布袋负荷较大。使用工况差 干燥机原出料仓截面积约为2 0 ．3 0 6m 2 ，风量 约为5 85 5 9 ．7 2m 3 ，核算截面气速约为0 ．8m ／s ，尾 气内含尘量较高，造成布袋负荷大。 1 ．4 伴热蒸汽引出管磨损严重 筒体伴热蒸汽引出管在干燥机靠进料端内部， 进料的湿矿和运转时掉落的精矿粉直接对其造成磨 损和腐蚀，易损坏泄露。 2 改造措施 通过对以上运行中出现的问题进行分析和研 究，我们对蒸汽干燥机进行以下改造。 2 ．1 蒸汽干燥机连接软管置于出料罩外 1 蒸汽分汽包移出出料罩外，换热管长度延长 并伸出出料罩外，改造后蒸汽旋转接头进汽口中心 较改造前前移13 9 9m m 。 2 为保证软管与蒸汽分汽包及换热管组件密 封，采用螺纹法兰式连接形式替代原活套石墨垫片。 2 ．2 提高蒸汽干燥机处理精矿能力 1 对现有蒸汽分汽包结构进行改造，增大汽室 有效利用体积，蒸汽及冷凝水在汽室内实现分离。 由于冷凝水缓冲空间的增加，避免了冷凝水回灌的 可能性。 2 增加内环换热管组件5 组，增大换热面积约 9 3m 2 ，比原来增加了近8 ％，干燥机处理量增加1 0 t ／h ，增加后干燥机处理量可以达到1 6 0t ／h 。 3 提高出料堰高度，保证物料的停留时间，提高 干燥机处理能力。 4 为实现干燥机结构平衡，在进料端增加一进 料短节，内部换热管长度相应增加7 5 0m m ，增加干 燥机内换热面积近1 0 0m 2 ，干燥机处理量增加1 2 t ／h ，增加后干燥机处理量可以达到1 7 2t ／h 。 5 更换了旋转接头，采用美国进口凯登约翰逊 产品，比原型号增大一个型号，输水能力提高。 6 出料罩改造，降低布袋除尘器负荷。 7 伴热蒸汽引出管自出料端板处引出，缩短引 出管在筒体内的长度，降低物料对其磨蚀，从而延长 使用寿命。 3 改造成果 通过改造后2 个月的运行，效果良好，使用1 ．3 M P a 和2 ．1M P a 蒸汽管网压力的运行数据分别见 万方数据 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 1 4 o o 1 8 51 ．1 2 o ．9 02 1 ．91 2 8 ．o1 0 8 ．98 ．9 6o ．2 8 1 5 o o1 8 31 ．1 21 ．1 02 2 ．11 2 2 ．51 1 0 ．o8 ．9 6o ．2 8 1 8 o o1 8 11 ．1 2o ．8 31 9 ．41 2 6 ．31 0 8 ．48 ．8 0o ．2 6 1 9 0 01 6 01 ．1 0o ．9 62 0 ．91 1 9 ．o 1 0 8 ．28 ．8 0 o ．2 6 2 0 0 0 1 4 01 ．1 3o ．7 0 1 5 ．91 2 4 ．61 0 9 ．08 ．8 0o ．3 2 2 1 o o1 8 01 ．1 11 ．o o2 0 ．71 2 0 ．61 0 8 ．o8 ．8 0o ．3 2 2 2 o o1 8 01 ．1 11 ．0 82 1 ．31 1 8 ．o 1 0 8 ．08 ．8 00 ．3 1 2 3 o ot 8 11 ．1 11 ．0 62 1 ．o 1 1 8 ．o1 0 5 ．28 ．8 0o ．3 1 2 4 o o1 7 41 ．1 11 ．0 52 0 ．9 1 2 1 ．o1 0 5 ．88 ．8 0o ．3 3 表3 使用2 ．1M P a 蒸汽管网压力的运行数据 T a b l e3 R u n n i n gd a t ao fu s a g eo f2 ．1M P av a p o r 时阍 王塑堕量 入口阀前蒸汽人1 3 阀后蒸汽 蒸汽流量 干矿温度布袋人口温度混合矿水分干燥后水分 ”⋯ t h - j 压力／M P a压力／M P a t h1 ℃℃ ％％ 表4 使用蒸汽管网2 ．1M P a 压力的试验数据 T a b l e4 T e s t i n gd a t ao fu s a g eo f2 ．1M P av a p o r 时间 王堡篁量 人口阀前蒸汽入口阀后蒸汽 蒸汽流量干矿温度布袋入I I 温度混合矿水分干燥后水分 t h1 压力／M P a压力／M P a t h _ 1 ℃℃ ％％ 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 0 1 4 0 0 1 5 0 0 1 6 0 0 1 7 o o 1 8 0 0 1 9 0 0 2 0 0 0 2 1 0 0 2 2 0 01 9 11 ．3 61 ．01 9 ．11 2 9 1 0 78 ．0 50 ．3 6 4结论 蒸汽干燥机通过改造后干燥能力跃升，F t 常点 检和维修都十分方便，达到了改造前预期的效果，为 金隆公司蒸汽干燥系统的稳定运行提供了前提保 证，同时每年节省重油消耗9 0 0t ，进一步降低了吨 铜的冶炼成本，取得了良好的经济效益和社会效益。 8 8 8 2 2 6 6 6 6 6 6 6 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● O O O 0 O O O O 0 O O O 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 O O O O O 0 O O O O 0 O ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 O 1 3 2 2 1 O 1 6 1 9 8 1 1 1 1 1 1 1 1 O 1 O Oi}i} 7 7 6 1 7 4 5 4 4 4 ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 5 6 9 2 5 4 7 6 8 4 3 6 2 2 2 2 Z 2 2 2 2 2 2 2 1 1 }}i l 1 3 3 5 4 5 8 1 5 6 6 1 ● ● ● ● ● ● O 1 O 0 0 O 9 O 1 O 9 0 2 2 2 2 2 2 1 Z 2 2 1 2 1 3 3 5 4 4 3 3 O 2 2 1 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●}}i} 8 5 2 7 0 0 8 7 4 2 1 6 3 4 5 5 5 5 4 4 2 4 4 3 ● ● ● ● ● ● 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 O 8 Z 5 6 9 7 9 2 4 8 3 9 O 1 1 O 9 O O 9 O 9 9 1 2 2 2 2 1 Z 2 l 2 1 1 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 1 3 参考文献 [ 1 ] 赵荣升，刘安明，江黎明．金隆蒸汽干燥生产运行实践 口] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 1 2 2 5 2 9 ． [ 2 ] 朱祖泽，贺家齐．现代铜冶金学[ M ] ．北京科学出版 社，2 0 0 3 ． [ 3 ] 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 ． [ 4 ] 张志炜．库迈拉蒸汽干燥机贵冶生产实践介绍[ J ] ．铜 业工程，2 0 0 9 4 5 0 5 2 ． 上接第9 页 套系统处理量最大、一步投产产能最大的铜冶炼厂， 项目即将于2 0 1 3 年建成投产。 1 闪速吹炼炉2 炉渣水淬；3 | ；l I 极炉 4 保温炉；5 ⋯余热锅炉 图7吹炼炉熔体溜槽配置 F i g ．7L a y o u to fF C Fa r e a 万方数据