江銅鉛鋅公司煙化爐余熱鍋爐改造

郭建榮，荊旭冬，周 蓉

（江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500）

1 引言

我廠基夫賽特爐渣含鋅15%、鉛4%及其他有價金屬，必須經(jīng)過煙化爐處理回收這部分有價金屬。［1］同時為了全面回收余熱，將煙化爐與余熱鍋爐設(shè)計成一體［2］。此系統(tǒng)自2012年投入使用后，基本滿足基夫賽特爐生產(chǎn)的要求，但是隨著產(chǎn)能不斷提升，導致煙化爐處理量增加，進而引發(fā)鍋爐熱負荷增加，影響鍋爐的安全運行。為滿足安全生產(chǎn)的需要，在2018年對余熱鍋爐進行改造

2 煙化爐—余熱鍋爐一體化工藝介紹

基夫賽特爐熔煉的熱渣通過溜槽直接流入煙化爐，吹入粉煤，含煤空氣射流進入渣液中強烈攪動渣液［3］，粉煤燃燒產(chǎn)生大量的熱和CO，使爐內(nèi)保持較高的溫度和一定的還原氣氛，熔渣中的鉛、鋅氧化物還原成鉛鋅蒸汽，隨煙氣一道進入爐子上部空間，被專門補入的三次空氣再次氧化成PbO和ZnO，并被捕集于收塵設(shè)備中，以粗氧化鋅產(chǎn)物回收［4］。產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱后，進煙氣凈化系統(tǒng)處理，脫除煙塵和煙氣中F、Cl、SO2等雜質(zhì)，凈化系統(tǒng)的煙塵料漿送往鋅冶煉系統(tǒng)。

煙化爐—余熱鍋爐一體化由煙化爐和余熱鍋爐組成［5］。煙化爐由傳統(tǒng)的工業(yè)水冷水套、鋼結(jié)構(gòu)與耐火材料組成。余熱鍋爐由煙化爐頂帽、煙氣冷卻室、上升下降管系統(tǒng)與中壓汽包構(gòu)成。煙化爐頂帽、煙氣冷卻室采用全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)。這種一體化設(shè)計，不但可以減少設(shè)備重量，而且有效改善工藝操作條件，可以減少高溫段煙塵粘附［6］。

表1列舉了煙化爐—余熱鍋爐一體化裝置的主要設(shè)計參數(shù)

表1 煙化爐—余熱鍋爐一體化裝置的主要設(shè)計參數(shù)

3 改造原因

近年來，隨基夫賽特爐日處理量不斷提升，導致煙化爐處理量增加，進而引發(fā)鍋爐熱負荷增加，其中鍋爐入口煙氣溫度設(shè)計值為1200±100℃、最大產(chǎn)氣量為40.8t/h，但是實際生產(chǎn)過程中鍋爐入口煙氣溫度達到了1375℃、最大產(chǎn)氣量達到了50t/h，溫度高會導致以下問題。

（1）第一、第二管束的鍋爐頂部鋼板被燒穿，生產(chǎn)時煙氣外溢。

（2）溫度超過第一、二管束底部護板及振打梁的耐熱溫度，導致鍋爐振打梁燒損，振打無法運行，引發(fā)鍋爐管束粘接。

（3）高溫煙氣燒壞第一、二管束的吊掛梁以及吊掛，導致第一、第二管束下沉，影響鍋爐的安全運行。

2014年對所有燒損部位進行了更換和維修，但在后期的生產(chǎn)中燒損現(xiàn)象未得到改善，造成維修費用高。為了有效解決高溫煙氣燒損鋼件的問題、保證鍋爐的平穩(wěn)運行，特進行此次改造。

4 改造內(nèi)容

要從根本上改善余熱鍋爐的運行狀況，需要大幅度增加余熱鍋爐的輻射受熱面，這樣的方案對于余熱鍋爐結(jié)構(gòu)改動較大，投資較高，對生產(chǎn)的影響也較大，因此本次改造不對余熱鍋爐結(jié)構(gòu)做大的改動，僅進行局部完善性改造。

（1）將原第一、第二對流管束拆除，在相應(yīng)位置設(shè)置第一、二輻射管屏。

（2）在原第一、第二對流管束區(qū)域頂部增設(shè)頂棚水冷壁，水冷壁采用讓管的形式讓出單片管排插入空間，輻射管屏從頂棚水冷壁間隙中插入爐內(nèi)，管屏與頂棚水冷壁之間增加相應(yīng)的彎管和密封板。

（3）原對流部左右側(cè)水冷壁和各個管屏管束的吊桿重新設(shè)計，左右側(cè)水冷壁剛性梁相應(yīng)位置增加筋板進行局部加強。水冷壁吊桿為φ60，管束吊桿為φ50。

（4）第一、二輻射管屏所涉及的管道、振打裝置重新設(shè)計。

5 改造后的運行效果

此次改造耗時40天，改造后煙化爐余熱鍋爐運行平穩(wěn)，第一、第二對流管束頂部燒損的問題得到解決，改造取得了良好效果，滿足工藝生產(chǎn)的需求。具體運行效果如下：

（1）新增頂棚水冷壁，可有效隔離冷卻煙氣，保護管屏的密封罩及振打梁，避免高溫燒損。

（2）優(yōu)化管屏振打結(jié)構(gòu)，振打效率提升，管屏粘結(jié)煙塵的問題得以解決。

（3）現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境大幅改善。

6 結(jié)語

此次煙化爐余熱鍋爐的成果改造，有效解決了頂部燒損的問題，改善了作業(yè)環(huán)境，提升余熱鍋爐整體運行效率，更好地適應(yīng)生產(chǎn)需求，也為技術(shù)人員積累了寶貴的經(jīng)驗。