109 m2沸腾焙烧系统绿色战略规划与实践

周开敏，蔡挂才，王军会

(云南驰宏锌锗股份有限公司，云南曲靖 655000)

109m2沸腾焙烧系统绿色战略规划与实践

周开敏，蔡挂才，王军会

(云南驰宏锌锗股份有限公司，云南曲靖 655000)

介绍以绿色理念对109 m2沸腾焙烧系统流程设备、设施进行节能减排，其中包括优化原料制备过程、优化余热回收和供风及烟气收尘以及全面实施班组精细化管理，强化节能减排管理。探索了109 m2沸腾焙烧系统绿色战略规划方案实施措施和方法，构建低碳经济模式，实现系统可持续发展。

沸腾焙烧 绿色要素 节能减排 精细化管理

1 109 m2沸腾焙烧系统绿色战略规划背景

低碳经济是以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式，是人类社会继原始文明、农业文明、工业文明之后的又一大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。从我国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。而能源与经济以至价值观是实行大变革的结果，可能将为逐步迈向生态文明走出一条新路，即摒弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式，实现企业可持续发展。

锌精矿沸腾焙烧系统要完成对锌精矿脱硫满足湿法炼锌对物料的要求，同时对产生的余热有效回收，以及确保烟气在收尘系统中不外溢,通畅输送至制酸系统。因此，锌精矿沸腾焙烧系统是常规湿法炼锌过程中的重要环节，同时也是环保、节能、清洁生产要求的关键环节。2005年8月云南驰宏锌锗股份有限公司(以下简称驰宏锌锗)曲靖分公司锌厂引进109 m2沸腾焙烧系统投产运行[1]。在成功引进和消化吸收的基础上，按建设资源节约型、环境友好型企业和节能减排要求，以建设具有“设备大型化、生产连续化、控制自动化和作业机械化”的“四化”特色，实现生产流程连续化作业、DCS系统操作及控制，使整个装备、技术水平处于国内领先地位、管理先进的109 m2沸腾焙烧系统为目标。明确109 m2沸腾焙烧系统低碳经济发展思路，发挥“园林单位”建设的主力军作用。在整个工艺生产中，通过流程设备设施的节能减排技术集成创新，增加系统性的绿色要素[2]，同时把它作为约束锌焙砂生产过程的绿色原则。形成和确立可持续发展观，维持一个非减的包括资源环境自然资本在内的社会总资本存量，营造公司生产经营与自然“和谐共处”的关系。

2 109 m2沸腾焙烧系统绿色战略规划实施

在对系统能耗分布和污染隐患防治缜密计算和认真分析的基础上，提出以维护环境利益和节能减排为首要前提和原则，以规范和消除那些非绿色的干扰因素。针对焙烧生产过程中，可能溢出痕量二氧化硫气体和原料输送过程中的扬尘，以规划维护区域的功能植物群落为绿化管理的重点；针对节能减排工作，以优化工艺技术装备提升产能，降低能耗，加强污染隐患治理，提高余热利用为技术路线，按班组精细化管理要求制定具体实施方案，并进行了全面系统的实施。

2.1 功能型植物群落的培植与管理

针对焙烧炉可能除因冶炼释放出的过量二氧化碳外，主要污染物是二氧化硫。选用抗逆性植物时，考虑吸收二氧化硫、抗硫酸类污染植物。采用鲁克斯杨树-女贞-夹竹桃-海桐-麦冬-天鹅绒草植物群落。针对从原料-焙烧-收尘，主要污染物是锌精矿在备料或传送过程中形成的粉尘、飘尘与烟尘。这个地区的绿化，形成一个具有多层阻滞、多层吸附等功能的绿化空间。采用女贞-珊瑚-夹竹桃-小叶女贞-棕榈-草地早熟禾植物群落。在曲靖分公司规划建设的功能型园林绿地系统整体格局中，焙烧系统遵循生态系统规律，加强对功能型人工植物群落区域的维护管理，划片到班，责任到人。保证生产过程的环境质量，树立焙烧系统与功能性植物群落协调共生的新样板。经过多年对焙烧系统区域功能型人工植物群落的培植和维护管理，绿地功能正得到初步发挥。

2.2 优化控制，实现管控一体化

提升系统自动化装备水平，结合公司MES系统工程，解决不同DCS、PLC系统之间的信息共享问题，利用OPC(OLE for Process Control)技术，实现不同DCS系统的数据共享，克服了DCS、PLC不能进行通信的“信息化孤岛”问题。利用OPC可读写功能，首先将各DCS、PLC系统的数据通过OPC服务器采集到MES系统的中央实时数据库，根据管理、控制所需共享信息在MES系统中进行编程，将指定信息写入DCS工程师站OPC Server，经DCS系统组态后读取，消除“信息化孤岛”，实现信息共享。利用OPC技术实现各DCS、PLC系统的数据共享后，各DCS站的数据能够相互传递指导生产。上道工序或下道工序对本工序生产有重大关联的生产设备信息被引入本工序DCS系统，以便指导本工序生产，及时处理上、下道工序生产异常时可能对本工序带来的各种不利影响。增强了其管控一体化实力，通过将MES系统、DCS系统、PLC系统的有机结合，实现了管理和生产过程控制的统一，使其生产过程控制及管理达到了国内领先水平，构建了高效的节能减排响应机制。

2.3 优化原料制备过程

2.3.1 锌精矿新干燥技术的研究及应用

结合曲靖锌厂锌精矿仓场地和实际生产的实际情况，充分考虑环保、节能等因素，既起到对锌精矿进行干燥，又可对原料进行储备。按入炉锌精矿含水的质量分数在6%～8%要求，通过扩建料仓和合理布局料仓及构件，对太阳能对锌精矿干燥技术的研究，采用太阳能干燥方式和自然风干干燥方式相结合，从原锌精矿仓向北面延伸了54 m，新增4个矿仓，共11个料仓形成雨篷自然风干干燥的料仓。从原锌精矿仓向东面延伸25 m修建了与新旧料仓等宽的温室型太阳能干燥系统，同时作为原料待验区。改善料仓的通风条件和充分利用太阳光热，新增的温室型太阳能干燥系统原料待验区应急物料储备可达15 kt，充分利用当地太阳光热，既起到对锌精矿的储备和干燥，又方便了配料。

2.3.2 返料系统改造，节能减排不留死角

经多次试验和对返料系统的节能改造，把每天24 h不间断运转的返料系统改为每间隔2 h运行1次，并将漏料返至炉前仓。缩短了返料系统运行的时间，减少了返料对稳定烟气二氧化硫浓度的冲击，减少了不间断开机的扬尘和设备空转能耗。

2.4 优化余热回收和供风及烟气收尘

2.4.1 对余热锅炉实施爆破清灰和节能减排技术改造

对余热锅炉实施爆破清灰和节能减排改造优化，将不能及时调节、可能造成锅炉超压事故隐患的传统的电动放空阀改为气动放空阀，并引入远程适时DCS界面监控。对109 m2沸腾焙烧系统余热锅炉本体和主蒸汽管网结构和自动化控制优化，余热回收管束安装爆破清灰装置，防止管束积尘，保证余热回收介质与高温烟气的良好热交换条件，确保锅炉运行压力稳定。对锅炉炉端采用敷管炉墙结构，保温层用CAS膏体黏结，外涂CAS防水层，确保消除生产过程对环境的热污染。

2.4.2 烟气收尘部分增加环保开炉装置

对烟气系统的工艺流程，设置环保开炉装置，即在旋风收尘器出口及高温风机的进口，增加一条管道即环保开炉装置，在旋风收尘器出口、高温风机的旁通烟道上各安装一个阀门，同时在电收尘器的进出口也各安装一个阀门，控制烟气走向。焙烧炉烘炉、开炉及油枪保温等产生油烟的过程中，关闭电收尘器的进出口阀门，打开旁通烟道上的阀门，使油烟经过余热锅炉、旋风收尘器、环保开炉装置，最后通过高温风机进行排空。进行投料生产时打开电收尘器的进出口阀门，关闭环保开炉装置上的阀门，使烟气经过余热锅炉、旋风收尘器、电收尘器，最后从高温风机送至制酸工序进行制酸，杜绝油烟对电收尘器造成影响。旁通烟道一端选在旋风收尘器(烟气走向)出口，使烟气是经过余热锅炉本体沉降室捕集50～150 μm以上的粗粒粉尘，收尘效率30%。旋风收尘器2级收尘除尘效率50%～90%，放空柴油燃烧产物中尘质量浓度小于100 mg/m3。

2.4.3 “一拖二”高压变频在109 m2沸腾炉鼓风机、排烟机中的节能应用

根据沸腾炉生产过程中，风料比参数控制对风量动态变量控制及焙烧系统负压控制要求，将HARSVERT-A10/045型变频器应用于锌焙烧系统供风和排烟系统中[3]，采用先进的功率单元串联叠波技术、空间矢量控制的正弦波PWM调制方法、内置PID调节器，实现开环启动、闭环运行，达到将沸腾炉鼓风量设定和出口负压信号引入变频控制系统，变频器频率随风量和负压变化对风机转速调节满足鼓风量和沸腾炉出口负压要求。

2.4.4 对焙烧矿输送路线进行改造

对焙砂输送系统进行改道，减少7个直角弯头及缩短40 m输送距离，减小输送过程中焙砂对管道的磨损，消除焙砂输送管道由于其路线长、直角弯道多，造成焙砂输送过程中需要的风压高，输送管道易产生堵塞现象。

2.5 全面实施班组精细化管理，强化节能减排管理

2008—2009年，在沸腾炉焙烧系统所有班组有计划的组织实施精细化管理。在公司精细化管理的格局中，立足冶炼企业班组特点，以系统科学的管理理论为指导，突出企业的文化特色，依托建成的管控一体化系统和MES系统，创造性建立了冶炼企业特色的着眼班组建设，面向全面岗位的精细化管理系统。该系统体现精细化管理在节能减排工作中的作用，以实现人本管理为中心，最大限度调动员工的主动性和潜能挖掘，以实施班组管理为动力，构建班组管理PDCA循环改善机制，创建学习型班组，加强生产过程控制，提高产品的质量和实现节能减排对标管理为目标，合理全面整合人财物的优化配置。按“流程标准化，职责具体化，管理精细化，考核实效化”的要求，对系统中的班组和岗位的职能、职责进行界定和流程梳理，明确流程目标，配套管理制度、规定、办法；对车间—工序—班组—岗位主要节能减排职责进行分解，并对车间、岗位定位，通过对业务接口关系、日常工作联系进行梳理，明确车间、岗位节能减排职责和权限；对影响班组节能减排指标达成和组织目标实现过程的因素，利用PDCA循环，遵循二八原则，持续改进，消除制约班组指标达成和组织目标实现的短板；把指标层层分解，落实到岗位，并进行量化，考核及时，定量准确，完成有标准，奖惩兑现，并实行绩效辅导改进。

3 109 m2沸腾焙烧系统绿色战略规划实施效果

驰宏锌锗109 m2沸腾焙烧系统自投产以来，通过绿色战略规划的实施，园林单位建设焙烧系统植物群落长势良好，绿地保持率100%，减少区域非生物因子暴露。节约了大量的人力资源，劳动生产人数仅为全国平均水平的一半左右，提高了企业的劳动生产率；使公司成为全国第一家成功应用MES系统的锌冶炼企业，使公司在环境保护方面有了强有力的控制装备和设施；采用太阳能干燥方式和自然风干干燥方式相结合方式对入炉锌精矿进行干燥，与以干燥窑为主设备配置的锌精矿干燥工艺干燥锌精矿的方式相比，100 kt/a电锌，减少612.8 kt/aCO2外排量；对高能耗鼓风机、排烟机采用“一拖二”高压变频，与传统的导向叶片风量调节相比，节能40%；对余热锅炉实施爆破清灰和节能减排技术改造，放空控制锅炉运行压力的频次降低为零，减少放空外排高压蒸汽7.92 kt/a，消除了放空高压蒸汽产生的热污染和噪声污染，同时提高余热利用效能。

通过流程设备设施的节能减排技术集成创新，增加系统性的绿色要素，并按班组精细化管理要求对整个生产过程进行控制，使公司的环保指标达到了国内同行业的先进水平。焙烧烟气制酸尾气ρ(SO2)稳定控制在400 mg/m3以下，沸腾炉炉床能力由5.8 t/(m2·d-1)提高到6.4 t/(m2·d-1)，与设计能力相比，每年可减少21.582 kt外购焙砂，消除满足产能要求所需外购焙砂造成的地区之间的环境消费而造成的代加工地区的环境损害。109 m2沸腾焙烧炉系统创下了主体流程设备无故障安全、高效连续运行了645 d的记录。2009年，驰宏锌锗曲靖分公司被国家环保总局确定为国家环保标杆企业。

4 结语

109 m2沸腾焙烧系统的低碳经济发展思路，以规划生态园林建设为手段，以技术创新为依托，全面实施精细化管理，增加系统性的绿色要素，同时把它作为对锌焙砂生产全过程进行约束的绿色原则，有效实现了节能减排目标,是企业迈向生态文明走出一条新路，也是发展低碳经济的必有之路。

[1] 孙成余，周开敏，蔡挂才. 109 m2沸腾炉系统设计与生产实践[J]. 云南冶金， 2007， 36(1)：41-44.

[2] 熊清华，程厚思.走向绿色的发展[M]. 昆明：云南人民出版社，2002，177-179.

[3] 杨大军，金文跃.“一拖二”高压变频在109 m2沸腾炉排烟机中的节能应用[J]. 云南冶金，2009，38(增刊)：108-111.

Strategicenvironmentalprotectionplanningandpracticeof109m2fluidized-bedroastersystem

ZHOUKaimin，CAIGuacai，WANGJunhui

(Yunnan Chihong Zinc & Germanium Co., Ltd., Qujing, Yunnan, 655000, China)

Energy-saving and emission reduction measures are carried out to 109 m2fluidized-bed roaster system with environmental protection idea, with respects to optimizing material preparation process, optimizing waste heat recovery, air supply, dust collection of flue gas and full implementation of work team delicacy management, strengthening energy-saving and emission reduction management. Strategic environmental protection planning measures of 109 m2fluidized-bed roaster system are discussed to construct low-carbon economy, and to achieve sustainable development.

fluidized-bed roasting； environmental protection factor； energy-saving and emission reduction； delicacy management

2017-08-10。

周开敏，男，云南驰宏锌锗股份有限公司正高级工程师，主要从事化工环保技术工作。电话：13308745068；E-mail：1683976251@qq.com。

TQ111.16;X70

B

1002-1507(2017)10-0011-04