江铜铅锌公司烟化炉余热锅炉改造

郭建荣， 荆旭冬， 周 蓉

（江西铜业铅锌金属有限公司， 江西 九江 332500）

江西铜业铅锌金属有限公司（以下简称我厂）基夫赛特炉渣含锌为15%（质量分数）、铅为4%（质量分数）及其他有价金属，必须经过烟化炉处理回收这部分有价金属[1]。同时为了全面回收余热，将烟化炉与余热锅炉设计成一体[2]。此系统自2012年投入使用后，基本满足基夫赛特炉生产的要求，但是随着产能不断提升，导致烟化炉处理量增加，进而引发锅炉热负荷增加，影响锅炉的安全运行。为满足安全生产的需要，在2018年对余热锅炉进行改造

1 烟化炉—余热锅炉一体化工艺介绍

基夫赛特炉熔炼的热渣通过溜槽直接流入烟化炉，吹入粉煤，含煤空气射流进入渣液中强烈搅动渣液[3]，粉煤燃烧产生大量的热和CO，使炉内保持较高的温度和一定的还原气氛，熔渣中的铅、锌氧化物还原成铅锌蒸气，随烟气一道进入炉子上部空间，被专门补入的三次空气再次氧化成PbO和ZnO，并被捕集于收尘设备中，以粗氧化锌产物回收[4]。产生的烟气经余热锅炉回收余热后，进烟气净化系统处理，脱除烟尘和烟气中F、Cl、SO2等杂质，净化系统的烟尘料浆送往锌冶炼系统。

烟化炉—余热锅炉一体化由烟化炉和余热锅炉组成[5]。烟化炉由传统的工业水冷水套、钢结构与耐火材料组成。余热锅炉由烟化炉顶帽、烟气冷却室、上升下降管系统与中压汽包构成。烟化炉顶帽、烟气冷却室采用全膜式水冷壁结构。这种一体化设计，不但可以减少设备质量，而且有效改善工艺操作条件，可以减少高温段烟尘粘附[6]。表1列举了烟化炉—余热锅炉一体化装置的主要设计参数。

表1 烟化炉—余热锅炉一体化装置的主要设计参数

2 改造原因

近年来，随基夫赛特炉日处理量不断提升，导致烟化炉处理量增加，进而引发锅炉热负荷增加，其中锅炉入口烟气温度设计值为（1 200±100）℃、最大产气量为40.8 t/h，但是实际生产过程中锅炉入口烟气温度达到了1 375℃、最大产气量达到了50 t/h，温度高会导致以下问题：

1）第一、第二管束的锅炉顶部钢板被烧穿，生产时烟气外溢。

2）温度超过第一、二管束底部护板及振打梁的耐热温度，导致锅炉振打梁烧损，振打无法运行，引发锅炉管束黏接。

3）高温烟气烧坏第一、二管束的吊挂梁以及吊挂，导致第一、第二管束下沉，影响锅炉的安全运行。

2014年对所有烧损部位进行了更换和维修，但在后期的生产中烧损现象未得到改善，造成维修费用高。为了有效解决高温烟气烧损钢件的问题、保证锅炉的平稳运行，特进行此次改造。

3 改造内容

要从根本上改善余热锅炉的运行状况，需要大幅度增加余热锅炉的辐射受热面，这样的方案对于余热锅炉结构改动较大，投资较高，对生产的影响也较大，因此本次改造不对余热锅炉结构做大的改动,仅进行局部完善性改造。

1）将原第一、第二对流管束拆除，在相应位置设置第一、二辐射管屏。

2）在原第一、第二对流管束区域顶部增设顶棚水冷壁，水冷壁采用让管的形式让出单片管排插入空间，辐射管屏从顶棚水冷壁间隙中插入炉内，管屏与顶棚水冷壁之间增加相应的弯管和密封板。

3）原对流部左右侧水冷壁和各个管屏管束的吊杆重新设计，左右侧水冷壁刚性梁相应位置增加筋板进行局部加强。水冷壁吊杆为Φ60 mm，管束吊杆为Φ50 mm。

4）第一、二辐射管屏所涉及的管道、振打装置重新设计。

4 改造后的运行效果

此次改造耗时40 d，改造后烟化炉余热锅炉运行平稳，第一、第二对流管束顶部烧损的问题得到解决，改造取得了良好效果，满足工艺生产的需求。具体运行效果如下：

1）新增顶棚水冷壁，可有效隔离冷却烟气，保护管屏的密封罩及振打梁，避免高温烧损。

2）优化管屏振打结构，振打效率提升，管屏黏结烟尘的问题得以解决。

3）现场作业环境大幅改善。