焙烧制酸系统设备改进实践

魏福春，李鸿章，辛现军

（巴彦淖尔紫金有色金属有限公司，内蒙古巴彦淖尔015543）

设备及自动化

焙烧制酸系统设备改进实践

魏福春，李鸿章，辛现军

（巴彦淖尔紫金有色金属有限公司，内蒙古巴彦淖尔015543）

通过对相关设备进行技术改造，确保焙烧制酸系统运行稳定，最大限度地减少了闷炉、停炉事故的发生，即解决了环保问题，又有效地降低了生产成本。

焙烧炉；余热锅炉；热水泵；干吸泵；技术改造

巴彦淖尔紫金有色金属有限公司焙烧制酸系统在两转两吸工艺的基础上，增设了尾气离子液回收，排放的尾气中SO2浓度远远低于国家标准。然而该系统设备繁多，且很多为单一设备。当设备出现故障不能及时开启时，直接导致焙烧炉闷炉甚至停炉，不仅造成环境污染，也相应地增加了生产成本。

1 焙烧工序设备的改进

焙烧工序是焙烧制酸系统的龙头，其运行稳定，将为后续工序打下良好的基础，而设备稳定运行是确保焙烧工序稳定生产的前提。

1.1 供料系统

供料系统的流程图见图1。

图1 供料系统流程图

9#皮带、10#皮带、分料圆盘、抛料机等设备的正常运转是确保供料系统正常运行的关键。为了防止9#皮带、10#皮带、分料圆盘出现故障导致闷炉或停炉，增设了事故皮带。当9#、10#皮带、分料圆盘出现故障时，事故皮带可直接将来料通过8#皮带供给抛料机。

抛料机是供料系统故障出现最频繁的设备，主要原因是精矿含水过高，易粘结在抛辊上，造成皮带跑偏及抛辊动不平衡，损坏皮带、轴承。针对该情况，要求原料工段严格控制精矿水分，确保抛料机运转正常，同时增设3台备用抛料机，可随时更换故障机。

1.2 返料系统

抛料机落下的精矿经过落料斗收集，通过2#刮板机、斗提、4#刮板机运送到10#皮带上，进入供料系统。由于落料斗设计不合理，刮板机、斗提经常出现故障。

正常入炉的精矿含水8%左右，粘结性大，造成刮板机输送困难，尤其冬季，当精矿含水高达10%时，返料系统根本不能运行。精矿含水超过8%，会挤压在刮板机头轮排料处，有时甚至粘死头轮，造成减速机、电机或传动链条损坏。另外，精矿也会粘结在刮板机底部，造成刮板链条上浮，如果清理不及时，会使刮板链条刮擦轨道支撑角钢，致使箱体变形，严重时损坏运转部件。

采用B=500皮带输送机代替刮板机后，从目前的运行情况看，效果非常好，电耗仅为原来的三分之一，维护费用减少了四分之三。

斗式提升机存在的问题与刮板机基本相同，精矿经常粘接在斗提壁、提斗上，造成斗提链子脱轨、卡死等故障，但目前还没有很好的办法解决。

抛料机前端落下的精矿不能直接落入料斗，需要工人清理落在料斗外面的积料。后根据现场实际情况重新设计落料斗，料斗的敞口可把所有落料点包含在内，无需人工清料操作。

1.3 焙烧炉

焙烧炉的冷却盘管在投产后的一段时间里经常漏水，造成停炉。盘管损坏部位都在底部，原因是风蚀造成管壁磨穿，故将正对着冷却盘管的几十个风帽孔焊死。进行封堵处理后，却盘管使用一年多，检修时测得冷却盘管壁厚只减薄了0.5mm。

2009年大修时发现，焙烧炉炉墙根部炉砖磨蚀厚度一般在80mm，最厚的达150mm,原因仍是风蚀，故将靠近炉墙根的风帽眼进行封堵。

因子分析模型的解析表达式通常有如下的形式：假定P个随机观测向量，有均值，协方差，因子分析的模型可表达如下形式[4]：

为了避免风蚀对冷却盘管和炉墙的损害，封堵了近二百个风帽，理论上增加了炉子风帽的通风阻力，但是实际上风帽使用三年多，每次大修时都用钻打通风帽眼，风帽孔比原设计都略微加大，现在整体风帽眼的通风面积远大于原设计，封堵炉墙根的风帽，只会在炉墙根形成沸腾弱区，不会影响焙烧炉整体沸腾流态化。

1.4 热水循环泵

热水循环泵采用3700XLX-10TH型泵，一开一备。使用一年后，1#泵的机械密封损坏频繁，严重时1个月报废两台机械密封，每台机械密封价格高达五万元。造成机械密封损坏有机械和工艺方面的原因：

（1）轴承箱缺油，造成轴承抱死，拆卸过程中机械密封被损坏；

（2）轴承配合间隙过大，轴承运转时跑套，轴的跳度过大，致使机械密封损坏；

（3）轴与机械密封之间的O型圈损坏。原因是安装机械密封处的轴面有沿轴向的划痕，O型圈在划痕处存在薄弱点，而且在使用过程中要承受4 MPa的高压、250℃的高温。在高压、高温下，O型圈易在划痕处断裂，造成机械密封动、静环损坏的假象，而在拆卸过程中，动、静环及易损坏，掩盖了O型圈损坏的真相。泵轴出现划痕的原因是：泵运转过程中机械密封与轴之间有杂质进入，每次取下机械密封时会在轴上留下几道深达0.5mm的划痕。观察所有损坏机械密封的O型圈，发现有90%的O型圈损坏。

找出原因后，维修时都对划痕进行处理，1#泵运行7个月只发生过一次第二种情况的机械密封损坏，因此，第三种情况是造成原机械密封损坏的主要的原因。

（4）为了控制水质，经常向循环水里添加磷酸钠，违规大剂量短时间添加磷酸钠，机械密封会发生渗漏，并且渗漏出的液体在机械密封处脱水后形成磷酸钠结晶。虽然目前还不确定这种情况对机械密封损害的程度，但通过严格操作，杜绝了磷酸钠造成的机械密封渗漏。

余热锅炉存在的主要问题是爆破清灰管漏烟。原设计爆破清灰管采用压盘根的密封方式（见图2）。密封盘根采用耐高温的石棉绳，由于高温下石棉绳比较脆，且没有弹性，造成爆破管与炉体结合处密封不好，经常发生泄漏，余热锅炉负压时造成烟气SO2浓度降低，正压时不但污染环境，而且导致硫的回收率降低。

图2 原爆破清灰管的密封方式

通过对爆破管移动位移实际测量，设计了弹性补偿密封结构，如图3。改进后，爆破清灰管与炉体结合处没有出现过泄漏。

图3 改造后爆破清灰管的密封方式

2 制酸工序设备的改进

制酸工序生产不正常，直接导致焙烧闷炉，严重时甚至停炉。造成生产不正常的主要原因是设备突发事故。

2.1 干吸泵出口管道

原干燥、一吸、二吸各有两台JHB60-30B浓酸泵，虽然设计为一开一备，但是当使用设备出现故障开启备用设备时，出现故障的设备不能检修，原因是出口管道配置无法实施故障机检修。

原出口管道设计为夹接式蝶阀（如图4所示），如果检修泵体，就需要把出口管上的扩张弯头取下，但是取下扩张弯头后，蝶阀自然脱落，因此只有系统停车才能进行检修。在一年一次停车检修的情况下，很难保证两台泵能运行一整年。

图4 原干吸泵出口管道配置

改造后的出口管道配置如图5所示，干吸泵出口管道由碟阀改为球阀。这种设计可以根据实际情况，取下弯头进行泵体维修，很好地解决了在线不能维修泵体的问题，而且球阀在调节流量性能方面精准、操作省力。采用球阀关闭液体的安全系数大于蝶阀，在这种浓硫酸管道上显得尤为重要，且同材质的DN200球阀比DN400蝶阀价格低5 000～7 000元，而使用寿命却延长了一倍。

图5 改进后干吸泵出口管道配置

2.2 8#阀门

8#阀门安装在SO2风机的回流管上，回流管的作用是在焙烧系统出现事故时，风机与干燥塔形成小循环，维持SO2风机的运转。8#阀门安装在垂直管道上，经过一段时间后便打不开，每年大修都需要更换新的阀门，每个阀门的价格在25 000元左右。检修时发现，阀门开关失效是由于阀门上积满了酸泥垢，酸泥垢将整个阀门叶片与阀门壳体结死。造成这种情况的主要原因是阀门安装在垂直管道上，下落的酸泥集聚在阀门，造成阀门报废。因此大修时将阀门的位置更换到内壁非常清洁的水平管道上，不仅8#阀门不需要年年更换，而且也能够根据生产需要随时开关阀门。

2.3 制酸管道材质及阀门

原制酸系统浓硫酸管道全部采用316L不锈钢管道，但是部分管道使用寿命只有一年。钢衬玻璃管道在赤峰库博红烨锌冶炼有限公司应用非常广泛，尤其用在浸出工序一些温度超过80℃的工艺管线上，效果良好。制酸干吸工序中，浓硫酸温度都在80℃以下，该温度下浓硫酸对玻璃基本没有腐蚀，并且钢衬玻璃管比316 L管的价格略低。在2009年度大修时，在腐蚀最严重的工艺管线中选择一部分换成钢衬玻璃管进行试验，效果良好。

制酸工序原管道阀门基本都是夹接式蝶阀，蝶经济的。阀使用寿命短，表现为外泄，关闭不严。外泄容易造成安全事故，关闭不严造成液体回流浪费电能，关键部位的阀门发生外泄或关闭不严甚至会造成系统停产。实践中发现，同材质的球阀使用效果优于蝶阀，虽然球阀价格是蝶阀的2倍多，但是综合考虑球阀的使用寿命及保障生产的稳定，使用球阀比蝶阀是

3 结束语

巴彦淖尔紫金有色金属有限公司在不断总结经验的基础上大胆创新，通过采取提高维修质量，对设备进行技术改造等措施，确保焙烧制酸生产工艺的稳定运行，最大限度地减少闷炉、停炉事故的发生，即解决了环保问题，也有效地降低了生产成本。

Practice of im proving equipment of roasting acid-m aking system

WEIFu-chun,LIHong-zhang,XIN Xian-jun

The steady operation of roasting acid-making system can be guaranteed based on technical reformation for related equipment,and the accident of blowing-in and blowing-off can be minimized,which can not only solve the problem of environmental protection,but also effectively reduce the production cost.

roasting furnace;heat-recovery boiler;hotwater pump;dry self-priming pump；technical reformation

TF351

B

1672-6103（2010）05-0041-03

魏福春（1974—），男，内蒙古赤峰人，冶金工程师，从事设备管理工作。

2009-06-15

2010-05-17