金隆铜闪速炉循环水系统改造.pdf

2 0 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 金隆铜闪速炉循环水系统改造 张文生 金隆铜业有限公司，铜陵2 4 4 0 0 0 摘要概述了金隆铜闪速炉循环水系统改造的原因，着重阐述了改造方案及实施过程，介绍了系统现状、 改造效果及存在的问题，为系统正常运行提供了借鉴。 关键词循环水；改造；效果 中图分类号T F 8 1 1文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 9 0 6 - - 0 0 2 0 0 4 T h eC i r c u l a t i n gW a t e rS y s t e m sI m p r o v i n go fC o p p e rF l a s h F u r n a c ei nJi n l o n gC o p p e rC o r p o r a t i o n Z H A N GW e n s h e n g J i n l o n gC o p p e rC o r p o r a t i o n ，T o n g l i n g2 4 4 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h er e a s o no fi m p r o v i n g ．t h es y s t e mc i r c u l a t i n gw a t e rs y s t e mo fc o p p e rf l a s hf u r n a c ei nJ i n l o n g C o p p e rC o r p o r a t i o ni ss u m m a r i z e d ，t h es c h e m ea n dt h ei m p r o v i n g ’Sp r o c e s sa r ee m p h a s i z e d ，t h es y s t e m ’S c u r r e n ts i t u a t i o n ，t h ei m p r o v i n g se f f e c ta n dt h ee x i s t i n gp r o b l e m sarea l s oi n t r o d u c e d ． K e y w o r d s C i r c u l a t i n gw a t e r ；I m p r o v e m e n t ；E f f e c t 金隆铜业有限公司 以下简称金隆铜业 是以闪 速炉冶炼精矿原料生产阴极铜的大型企业，最初年 产阴极铜1 0 0k t ／a ，经过3 次改造，目前产能已达到 4 0 0k t ／a 。其中闪速炉循环水系统也先后进行了2 次改造2 0 0 0 年3 月将系统由开路循环改造成闭路 循环；2 0 0 5 年3 月与闪速炉冷修同步大规模改造。 1循环水系统改造的原因 1 ．1 节约水资源 金隆铜业在1 0 0k t ／a 规模生产了3 年多，当时 闪速炉循环水设计成开路循环系统。设计循环水量 Q 一9 1 4m 3 ／h ，进水温度T 3 2 ℃，出水温度T 一 3 8 ℃，没有冷却塔，水中热量依靠排热水补冷水混合 冷却。热水排放是由5 0 0m 3 冷水池高位溢流，冷水 补充是通过50 0 0m 3 水池往5 0 0m 3 冷水池补充新 水，补人量由D N 4 0 0 气动蝶阀与5 0 0m 3 冷水池液 作者简介张文生 1 9 6 6 一 ，男，工程师 位连锁确定，以至补多少，溢流多少。显然这种冷却 方式极大地浪费了水资源，与节能降耗格格不入。 这就是闪速炉循环水系统第1 次改造的主要原因。 1 ．2 闪速炉生产需要 闪速炉循环水系统第1 次改造是在闪速炉保温 状态下实施的，只是解决了循环冷却水的重复利用 问题。随着闪速炉的不断生产，循环水系统暴露的 问题越来越多。主要表现在通过单座6 0 0m 3 高位 水塔向闪速炉供给冷却水。不足以保证闪速炉反应 塔上部及上升烟道的冷却效果，致使这些部位的冷 却元件多次发生漏水，严重威胁闪速炉的安全生产。 再加上金隆铜业决定在1 5 0k t ／a 基础上进行2 1 0 k t ／a 改造，闪速炉进入第1 次冷修，能力扩大到3 0 0 k t ／a ，原来的循环水系统不能与之适应。所以在 2 0 0 5 年3 月进行了闪速炉循环水系统的第2 次改 造。 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 2 1 2 循环水系统改造方案 2 ．1 首次改造 为杜绝冷却水的大量排放，根据循环水量及温 差要求，设计1 座5 0 0n 1 3 热水池；2 台F G B 一5 0 0 玻璃钢冷却塔，配套2 台Q L J 一1 0 0 0 机械过滤器，3 台F Y 2 5 0 一H 一2 2 热水泵，并对3 台3 0 0 S 一5 8 型 冷水泵进彳亍l 叶轮更换，对系统进行加药处理。 2 ．2 再次改造 为解决闪速炉反应塔上部及上升烟道供水不足 问题，满足闪速炉的扩产需要，必须利用闪速炉停水 冷修机会，对原系统实施大规模改造。根据闪速冶 炼工艺计算，在闪速炉产能达到3 0 0k t ／a 规模时， 需要循环冷却水达到表1 所列条件。 2 ．2 ．1 满足水量要求 设计3 台K Q S N 3 5 0 一M 9 ／4 3 3 型冷水泵，代替 原3 台3 0 0 S 一5 8 型水泵；1 台套C B 2 7 0 0 ／5 9 型应急 柴油机水泵机组，代替原应急柴油机水泵机组Q 一 9 9 2I T l 3 ／h ，H 一5 21 T I 。 2 ．2 ．2 满足水压要求 按照分区供水的原理，设计1 座6 0 0r r l 3 高位水 塔，向闪速炉反应塔及上升烟道供水，原有6 0 0m 3 高位水塔向闪速炉沉淀池及电炉供水。 表l3 0 0k t ／a 规模闪速炉循环冷却水相关指标 T a b l e1T h er e l e v a n c ei n d e xo ft h e3 0 0k t ／as c a l eo ff l a s hf u r n a c e sc i r c u l a t i n gc h i l l i n gw a t e r 2 ．2 ．3 满足水质要求 由于循环水量翻了一倍，原来2 台5 0 01 T 1 3 ／h 、 A t 一1 0 ℃玻璃钢冷却塔能力已不够，设计l 台 10 0 0m 3 ／h 、△t 1 0 ℃玻璃钢冷却塔；由于场地有 限，拆除原2 台Q L J 一1 0 0 0 型过滤器，设计1 台 1 6 0 0 G G - - J C 型过滤器；设计1 座1 0 0m 3 热水池； 设计3 台3 0 0 F Y 一3 2 B 型热水泵。 2 ．2 ．4 供水管路 随着闪速炉本体冷却水管路改造，与之衔接的 外部供排水管路走向作了相应调整。 2 ．2 ．5 供水可靠性 除了保持原来水泵2 用1 备、泵房外设置水泵 出水管路环型阀组、高位水塔进出水管1 用1 备、泵 房供电一级负荷、应急柴油机水泵机组外，还将高位 水塔4 根出水管用阀组联系起来，正常阀组关闭，当 有1 座水塔不能供水时，打开阀组，可以将另外1 座 水塔水应急串用；对应每条水塔上水管设置泄压阀， 代替原来的水锤消失器，以消除事故泵停时，上水管 高位回水对泵及管路造成的冲击。 3 循环水系统改造实施 3 ．1 5 0 0m 3 热水池施工 1 9 9 9 年4 月开始了闪速炉循环冷却水系统的 第1 次改造。这次改造的最大特点也是难点。是要 求整个改造过程不能造成闪速炉供水异常，更不能 断水。然而施工场地十分狭窄，紧邻热水池东侧是 6 0 0i n 3 高位水塔上水管的混凝土管函，西侧是5 0 0 m 3 冷水池及其溢流井，而当中是一根D N 5 0 0 闪速 炉回水管，施工难度可想而知。在水池施工过程中， 西侧池壁多次塌方，造成溢流井几次摇摇欲坠，险象 环生。一旦溢流井垮塌，闪速炉冷却回水Q 9 1 4 r n 3 ／h 将无法回到5 0 0I n 3 冷水池，现场也无法施工。 池内D N 5 0 0 管段在水池完工后，带水切割下来。 3 ．2 第二次全方位改造 2 0 0 5 年3 月实施闪速炉循环冷却水系统的第2 次改造。 3 ．2 ．1 冷修期间工程 7 这次改造虽然是在停供水情况下实施，但要在 5 0 天内完成表2 所列工作量，任务非常艰巨。 3 ．2 ．2 冷修前期工程 高位水塔、热水池、热水泵、玻璃钢冷却塔、过滤 器及闪速炉供排水管沟工程基本提前竣工，剩下管 道配管。虽然1 0 0m 3 热水池施工难度与第1 次改 造5 0 0r n 3 热水池差不多，但吸取了第1 次改造的经 验教训，加强了水池开挖的四周防护及周边构筑物 万方数据 2 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 的监测。拆除原溢流井，重新建造牢固的溢流井。 表2 闪速炉循环冷却水系统停水改造工程量 T a b l e2T h ei m p r o v i n gp r o j e c ta m o u n t so ft h ef l a s hf u r n a c e sc i r c u l a t i n gc h i l l i n gw a t e rs y s t e m 3 ．2 ．3 电气工程 试压检漏要求都十分严格。 ，相薏是翼要三≥修期间同步进行。4 循环水系统现状 3 ．2 ．4 工程试车验收 一”一’“⋯⋯。一 值得一提的是，闪速炉一旦点火，其冷却水就不4 ．1 循环水系统工艺流程 图1 能中断。整个改造过程尤其是后期设备调试、管道 图1闪速炉循环冷却水系统工艺流程图 F i g ．1 T h et e c h n i cp r o c e s so ft h ef l a s hf u r n a c e sc i r c u l a t i n gc h i l l i n gw a t e rs y s t e m 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年6 期 2 3 4 ．2 循环水系统设备及构筑物 表3 表3闪速炉循环水系统设备及构筑物 T a b l e3T h ef a c i l i t i e sa n db u i l d i n g so ft h ef l a s hf u r n a c e sc i r c u l a t i n gc h i l l i n gw a t e rs y s t e m 名称型号规格数量名称型号规格数量 冷Q‘m3』，N3503--M，9／433,13 0 0 ／hH5 2m 3 台 水过滤器篙Q 1 5 0 台／h 1 台 应急柴油机C B 2 7 0 0 ／5 9 ， 水泵机组Q 27 0 0m 3 ／h 。H 一5 9m 1 台套贮水池 5 0 0 0m 3 1 座 热一泵 3 一FY2一3-mH．-’22,Q6 0 0m ／hH2 2m 3 台冷水池 5 0 0 m 31 座 3 0 0 F Y - - 3 2 B ．Q 一6 0 0m 3 ／h ，H 一2 2m3 台高位水塔6 0 0n 1 32 座 玻璃钢冷却塔 F G B - - 5 0 0 ，Q 5 0 0m 3 ／h 。A t 1 0 2 E2 台热水池 1 0 0m 31 座 Q ；1 0 0 0m 3 ／h △t 1 0 ℃1 台 5 0 0m 3 1 座 4 ．3 系统补水方式 系统补水量由D N 4 0 0 气动蝶阀根据5 0 0m 3 冷 水池液位自动补水。 4 ．4 水源发生变化 从阳极炉冷却水再利用管路上接一根D N l 5 0 管道到5 0 0 0 m 3 贮水池，作为系统正常补水水源，关 闭以前的D N 3 0 0 补水阀，还可以在外部供水中断情 况下，延长系统供水时间。 4 ．5 供水温度控制 闪速炉冷却回水经冷却塔冷却后由D N 4 0 0 气 动蝶阀往5 0 0 m 3 冷水池补水，将供水温度控制在2 8 ～3 2 ℃。 4 ．6 水泵运行方式 冷热水泵2 用1 备，应急柴油机水泵机组每周 动维护1 次。 4 ．7 循环水处理 冷却水密闭循环后，进行了加药处理。2 0 0 7 年 7 月改进了水处理方案。 5 循环水系统改造效果 5 ．1 节水效益 通过循环水系统首次改造，闪速炉每小时5 0 0 m 3 的冷却水得到再利用，全年节约用水4 3 8 1 0 4 m 3 ，效益非常可观。 5 ．2 解决问题 循环水系统再次改造，既满足了闪速炉高投料 量热负荷的要求，又解决了反应塔顶部及上升烟道 冷却元件的漏水问题，达到了预期效果。 5 ．3 抗风险能力 通过不断努力，不但解决了存在的问题，而且提 高了循环水系统抗风险的能力。表现在冷却水密 闭循环，得到重复利用，可以避免外部供水长时间中 断带来的灾难；增加1 座6 0 0m 3 高位水塔，可以在 冷水泵及应急柴油机水泵均不能供水的紧急情况 下，向闪速炉延长供水1 5m i n 。 6循环水系统存在的问题 1 缺少外部供电供水同时长时间 2 4h 以上 中断的应急预案； 2 高位水塔溢流较大，损失了水 泵能量； 3 玻璃钢冷却塔飘水现象严重，既影响环 境，又浪费了水资源； 4 一些重要阀门关不严，给检 修或改造带来不便。 7结论 闪速炉循环冷却水系统承担供给闪速炉、电炉 包括事故时其它重要设备 冷却水的任务，闪速炉 的特点决定了该系统从设计、施工到运行不能有任 何闪失。必须将安全可靠供水 水量、水压、水质 放 在第一位，其次要考虑能源节约。 万方数据