铅富氧闪速熔炼余热锅炉的运行实践.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 2 年4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 ％7 5 4 5 ．2 0 1 2 ．0 4 ．0 0 6 铅富氧闪速熔炼余热锅炉的运行实践 张涛，张恩华 华宝产业有限责任公司，河南灵宝4 7 2 5 0 0 摘要描述了在富氧闪速炼铅过程中余热锅炉出现的一些工艺事故，并详细介绍了采取的防治措施和取 得的效果，证明了余热锅炉技术管理的重要性。 关键词铅} 富氧闪速熔炼；余热锅炉；烟灰；管理 中图分类号T F 8 1 2文献标识码B文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 2 0 4 0 0 2 4 0 3 O p e r a t i o nP r a c t i c eo fW a s t eH e a tB o i l e ri nL e a d O x y g e n E n r i c h e dF l a s hS m e l t i n gP r o c e s s Z H A N GT a o ．Z H A N GE n - h u a H u a b a oI n d u s t r y G r o u p C o ．，L t d ，L i n g b a o4 7 2 5 0 0 ，H e n a n ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s sa c c i d e n t so fw a s t eh e a tb o i l e ri nt h ep r o c e s so fl e a do x y g e n e n r i c h e df l a s hs m e l t i n g w e r ed e s c r i b e da n dt h ep r e v e n t i o nm e a s u r e m e n t sa n dt h ea c c o r d i n ge f f e c t sw e r ei n t r o d u c e di nd e t a i l ．T h e i m p o r t a n c eo ft e c h n i c a lo p e r a t i o nm a n a g e m e n to fw a s t eh e a tb o i l e rw a sp r o v e d ． K e yw o r d s l e a d ；o x y g e n - e n r i c h e df l a s hs m e l t i n g ；w a s t eh e a tb o i l e r ；d u s t ；o p e r a t i o nm a n a g e m e n t 富氧闪速炼铅工艺生产系统中的余热锅炉，由 于其本身具有的高温高压、安全要求高、无备用等特 点，加上铅富氧闪速熔炼工艺特有的烟气温度高、烟 气中含尘量大、含铅烟尘灰熔点低、容易产生粘结等 特点[ 1 ] ，增加了操作难度，使得在生产中对余热锅炉 运行管理成为难点、重点[ 2 巧] ，经过不断的摸索、试 验、学习和交流，我们逐渐掌握闪速炼铅工艺中余热 锅炉运行管理一些特点。 1 基本参数和结构 工艺配套余热锅炉型号为Q C F 2 1 ／1 3 0 0 1 5 4 ．0 。设计参数工作压力4 ．0M P a 、蒸发量1 5t ／h 、 直升烟道进口温度13 0 0 ℃、锅炉进口温度≤8 0 0 ℃、锅炉出口温度 3 6 0 1 0 ℃、烟气阻力 4 5 0P a 。 锅炉总体结构由直升上升烟道、水平辐射冷却炉膛、 对流室、对流管柬、集箱、钢架、外包等组成。直升上 升烟道由炉管加扁钢焊成膜式壁结构，为全密闭结 构，烟气对换热管形成纵向冲刷。水平辐射冷却炉 膛、对流室同样为全密闭膜式壁结构，对流管束共有 5 组，均为炉管绕成蛇形管屏，水平辐射冷却炉膛、 对流室烟气流程为横向冲刷。在直升上升烟道、锅 炉本体共装有3 9 套弹簧振打装置，用以防止烟灰在 炉壁上的粘结，水平辐射冷却炉膛、对流室上粘结的 烟灰，以及被振打下来的烟灰经冷却炉膛下部安装 的埋刮板除灰机送出。锅炉的水循环方式为强制循 环。 2 试运行中出现的问题及处理方法 试生产运行发现，当锅炉的蒸发量达到额定值 1 5t ／h 情况下，直升烟道出口烟气温度一般维持在 8 5 0 ～9 0 0 ℃，锅炉出口温度接近4 0 0 ℃。尤其是 2 0 0 9 年工业试验过程中，由于没有对高温烟气中的 烟灰软化问题引起高度重视，熔融状态的烟灰接触 锅炉膜式壁以后冷凝下来结成硬块，较大的硬块堵 基金项目国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 资助项目 2 0 0 9 A A 0 6 4 6 0 2 作者简介张涛 1 9 7 5 一 ，男，大专，助理工程师． 万方数据 2 0 1 2 年4 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／[ y s y l ．b g f i m m ．c n 2 5 塞了埋刮板除灰机的格栅，造成大量堆积，堆积的烟 灰又被高温烟气二次烧结形成更大的坚硬固体块状 物质，最后造成水平辐射冷却室炉膛烟气通道阻塞， 铅闪速炉无法正常运行和保温，导致整个生产系统 被迫停车。 停炉处理烟灰粘结事故，并有针对性地增加了 锅炉入口处烟气的配风设施，用以增加烟灰硫酸盐 化程度，降低烟灰的熔点和黏性，同时通过冷风的配 入，降低烟气温度。另外，针对以往运行中锅炉出口 烟气温度偏低的问题，减少了水平辐射炉膛的折流 板数量和尺寸，用以降低对流管柬的受热强度。 3 2 0 1 1 年生产过程中的运行情况 在2 0 1 1 年的生产运行中，未出现锅炉烟灰粘结 问题，但也先后出现直升烟道出口烟气温度偏高、锅 炉出口烟气温度偏低、锅炉补水困难、埋刮板除灰机 因烟灰堵塞跳闸、锅炉正压运行导致烟气泄漏等问 题。针对这些问题，公司在加强运行管理的基础上， 注重人员培训，不断总结经验教训，完善岗位操作规 程，强调按规程操作，取得了较好效果。 3 ．1 有针对性地制定相关锅炉规章制度 制定了余热锅炉开炉动作标准、余热锅炉停 炉动作标准、余热锅炉巡检制度、余热锅炉操作 规程、余热锅炉事故应急预案等制度规范操作； 制定了水质管理制度、工艺指标奖罚制度等严 格工艺指标的执行。 3 ．2 加强操作人员的技能培训 内部培训根据岗位不同有针对性地进行操作培 训和考核。在内部培训基础上采取组织人员外出学 习、请其他企业同岗位熟练工到企业进行交流讲课 等措施，尽快提高员工操作技能。 3 ．3 推行锅炉运行全程细化操作 1 冷启动时要保证烟气温度超过6 0 0 ℃以上再 过烟气，避免由于烟气温度低造成烟灰冷凝粘结，减 少对锅炉的腐蚀，保证换热效果。 2 在过烟气前1 0m i n 振打全部开启运行，减少 各个受热面积灰。严格执行点检制度。除司炉工按 制度进行的正常点检外，跟班班长每班都从不同位 置对锅炉烟灰进行取样分析，主要观察烟灰颜色、流 动性、结块状况等；由专业锅炉管理人员和公司设备 管理人员一起，每隔3 天，对锅炉进行一次专业点 检，重点是直升上升烟道出口、第一对流管束、锅炉 出口3 个部位的粘结情况。 3 运行时应密切注意各点温度及压力变化，出 现异常应及时采取措施。温度和负压有着密切关 系，在温度上升负压减小时应及时停炉进行检查，防 止烟灰堆积堵塞烟气通道。温度下降时及时和主控 室联系了解情况，投料稳定时应及时排查锅炉有无 泄漏现象。 4 控制好锅炉运行稳定性，将汽包压力、汽包水 位、除氧器水位、除氧器水温、各用汽点用汽量、循环 流量联系起来综合考虑。提倡预见性调节，调节幅 度要小，逐步调，不是在不得已情况下不做大幅度调 节。每次调节后要先观察调节后的变化，然后进行 第二步调节，不一次变动多个因素把情况搞乱，通过 勤观察、勤思考分析，做到预见性调节，保证系统运 行稳定。 3 ．4 采取特殊操作 针对锅炉直升烟道受热面积相对较小，造成直 升烟道出口烟气温度偏高，易使锅炉水平辐射段进 口烟灰高温结疤，堵塞烟气通道；对流区受热面积相 对较大，锅炉出口温度偏低而影响电除尘正常运行 等问题，采取以下特殊措施 1 通过观察锅炉粘结情况与温度的关系，认为 直升上升烟道出口烟气温度在7 0 0 - - - 7 5 0 ℃、锅炉出 口烟气温度在3 3 0 ～3 5 0 ℃较为合适。采用适当降 低锅炉运行压力，使锅炉在3 ．o ～4 ．0M P a 运行，以 增加相互换热的介质之间的温度梯度、增加换热效 果、增大蒸发量，从而达到降低烟气温度的目的。通 过降低运行压力、增加蒸发量，能够使直升上升烟道 出口烟气温度降低1 0 ～2 0 ℃。 2 根据直升烟道出口烟气温度，对安装在直升 烟道及锅炉本体上的振打器振打频率进行调整。在 直升烟道出口温度超过7 5 0 ℃、且降低压力运行无 明显效果时，首先对直升烟道振打进行调整。将振 打器分3 组，由自动振打调整为手动、自动交叉进 行，烟气温度高时手动连续振打时间长一些，但不能 超过1 5m i n ，以避免由于振打力过大损坏受热面。 实践证明，通过调整振打时间及频率，能够将直升烟 道出口烟气温度降低2 0 ～3 0 ℃；其次对锅炉本体振 打进行调整，同样分成3 组进行，组间隔时间由2 m i n 调整为3m i n ，使受热面少量沾灰，保证锅炉出 口温度在3 5 0 ℃左右。发现锅炉出现较多粘结或烟 灰结块时将振打调整为手动、自动间隔运行。对流 管束振打手动时间不超过1 0m i n ，膜式壁振打不超 过1 5m i n 。通过振打调整，锅炉出口温度能够降低 或升高2 0 ℃左右。由于锅炉本体受热面较大，锅炉 出口温度偏低，故本体振打调整较少。 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 r mo n 2 0 1 2 年4 期 3 通过调节热水循环流量调节温度。烟气温度 高时增大循环流量到3 8 0 ～4 2 0m 3 ／h 、汽包水位保 持在 1 5 0 ～ 2 0 0 的较高状态；烟气温度低时降低 循环流量到3 0 01 T 1 3 ／h 左右、相应的汽包水位控制在 O ～ 5 0 的较低状态。这样，通过循环流量调整锅 炉的换热能力，增加或减少换热就可以在一定范围 内保证烟气温度。 4 通过调节直升烟道进口配风量调节温度最为 直接有效。此次开炉前，在直升烟道进口前安装有 2 个直径2 1 9m m 的配风口。当直升烟道出口烟气 温度超过8 0 0 ℃时，打开配风阀进行配风操作，配风 时应逐渐调节配风阀。配风能有效降低烟气温度实 现烟灰硫酸盐化，减少烟灰粘结。但由于配风后直 升烟道下部降温较大，易导致该区域炉温较低，造成 烟灰堆积，进而影响闪速炉的正常运行。所以，配风 操作应根据直升烟道出口温度及时进行调节，配风 改为由主控室远程调节较为合理。 3 ．5针对锅炉供水不足故障采取的措施 锅炉运行过程中，会因为给水泵汽蚀现象、上水 温度偏高、机械故障等原因出现锅炉供水困难现象， 如不及时处理，会造成严重的安全后果。针对这一 类问题，我们主要采取了以下措施 1 将除氧器至锅炉给水泵进水口的管道重新设 计安装，将原来D N 6 5 管道改为D N l 0 0 ，流通面积 是原来两倍多；经过合理布局后管道缩短6m ，减少 了管道阻力，从而保证了给水泵进口供水量。 2 对除氧器进行检修，对分水盘及除氧器各阀 门进行检查清理，排除设备故障。 3 及时调整工艺指标。原定除氧器水温为1 0 0 ～1 0 4 ℃，运行后发现，水温在1 0 3 ℃以上时，给水 泵上水量明显偏小，流量计显示一般在7 ～1 0m 3 ／h 给水泵流量为2 5m 3 ／h ，而蒸发量为1 3 - - - 1 4t ，就 造成锅炉汽包水位快速下降，最严重时汽包水位降 到一3 0 0 而被迫停炉。经过仔细排查，又发现给水 泵电流偏低，说明此时给水泵做功不足。分析其原 因，我们认为是由于水温高时在给水泵进口负压区 域产生汽化、形成汽阻，从而影响泵的供水量。针对 这种情况，生产中必须将除氧器水温控制在9 8 ～ 1 0 2o C ，同时对除氧器加热蒸汽进行严格控制，底部 加热尽量不用，只用上部加热，并保持除氧器水位在 6 0 0 以上，用加大水量的办法减少温度波动幅度。 通过上述措施，有效防止了锅炉供水不足故障 的发生。 3 ．6 加强和相关岗位协调联系 1 在温度和负压出现异常时，及时和熔炼主控 室、硫酸岗位联系。了解投料情况来判断温度变化 趋势，了解硫酸风机压力判断负压变化是否正常。 2 和用汽单位及时沟通，压力高时能用蒸汽加 热的尽可能用蒸汽，压力低时保证主用汽单位用汽 量。 4结论 经过本次开炉前的改造和本次开炉的实际运 行，解决了闪速炼铅余热锅炉的烟灰粘结问题，掌握 了一套行之有效的操作方法，能够保证闪速炉在不 同投料量的条件下，余热锅炉都有与之对应的操作， 并完全保证后续设备的安全运行。 参考文献 [ 1 ] 王成彦，郜伟，尹飞，等．铅冶炼技术现状及我国第一台 铅闪速熔炼炉试产情况[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 0 1 9 - 1 3 ． [ 2 ] 荣宏．压力容器的正确使用与管理要求[ J ] ．化工设备 与防腐蚀，2 0 0 0 5 3 2 3 3 ． [ 3 9 张蒲源，常飞．锅炉结焦原理及处理[ 刀．才智，2 0 1 1 4 3 3 0 ． [ 4 ] 崔艳东．锅炉排烟温度升高和结灰、结焦的综合治理 F J ] ．电子安全技术，2 0 0 6 ，8 1 0 1 1 ，2 1 ． [ 5 ] 弋明涛，李清立．浅议压力容器检修及预防措施[ J ] ．装 备制造，2 0 0 9 9 1 7 6 ． 万方数据