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1、余热锅炉运转状况剖析报告艾萨余热锅炉运转状况剖析报告李文忠张俊荣张敏（云南铜业股份有限企业，云南昆明650102）纲要：论述了云南铜业艾萨余热锅炉的构造及特色，总结了自投产以来锅炉的运转状况。对锅炉的积灰、结渣、磨损和腐化进行了剖析和总结，并提出一些应付举措；同时对锅炉的主要事故进行了表达和剖析。依据运转中出现的问题提出了相应的解决方案。重点词：艾萨炉余热锅炉构造特色运转积灰结渣腐化泄漏云铜艾萨余热锅炉是云铜艾萨铜冶炼工艺系统的主要配套设备，由德国OSCHATZ企业设计，杭州锅炉厂制造，云南建工安装股份有限企业安装。于2002年5月9日投入运转，到现在已投入使用6年零7个月。1概括该锅炉自投入
2、运转以来，整体运转状况优秀。在有效配合艾萨铜冶炼工艺 的同时，充分知足了下游收尘及制酸工艺要求。六年来没有发生因水循环不畅 而致使的事故。从设计上来说，整体上达到了初始设计要求，无重要设计缺点。 在操作控制和管理上，严格履行国家有关法律法例，高标准，严要求，保证了6年来没有发生因操作保护等失误造成的责任事故。2艾萨余热锅炉特色构造(6 炉顶 冷却屏 三米过渡段 一烟道 连接段 防爆盖 二烟道 三烟道云铜艾萨余热锅炉为多烟道式余热锅炉，上涨和降落烟道高度大（35m），锅炉整体标高近70米，横跨约30米，体积宏大，构造复杂。锅炉采纳全膜式壁构造进行密封，漏风系数小。结 构如图1所示。锅炉进口部分为
3、三米过渡段、冷却屏和炉顶，此中炉顶与艾萨炉连结。冷 却屏为挪动式，在提起后，可插入水冷闸板。这很好的解决了余热锅炉和艾萨 炉检修周期不一样步的问题。在锅炉的连结段上部设置了采纳水冷的防爆盖，当 锅炉烟道压力超出配重值图1艾萨余热锅炉构造图时，防爆盖会自动翻开泄压。艾萨炉炉顶采纳了管-管式水冷壁，成为整个余热锅炉的一部分，这是一个崭新的试试。虽然炉顶采纳该构造完整可行，但和上涨烟道相同，一旦漏 水，水将会进入熔池，所以对设计、制造、安装及操作控制要求比较高。正因为这样，OSCHATZ企业在设计长进行了仔细考虑，比方说，炉顶可独自作为 一部分切断，敷设高温耐火资料，增添锅炉管壁厚等。以此来提升炉顶
4、的安全 性。在运转过程中，还可对炉顶流量进行严实监督，对故障进行判断。六年来 的运转实践经验表示，这个试试是成功的。水循环艾萨余热锅炉采纳自然循环与强迫循环相联合的复合式循环系统。与一般 复合式循环不一样的是，本台锅炉的自然循环部分能够并入强迫循环系统，使整 台锅炉处于强迫循环中。其长处是靠谱性高。在热负荷较小的时候，自然循环 部分并入强迫循环，使自然循环部分获得有效冷却，且循环泵能知足运转要求。 在负荷较大时，自然循环部分独立运转，仅强迫循环部分由循环泵供给动力。 所以，在高负荷时，循环流量充裕量较大，从而，提升了强迫循环系统水循环 的靠谱性，保证了锅炉每一个受热面循环水量充分。输灰系统整台
5、锅炉采纳振打方式除灰。设有8套气动振打装置和70套电动机械振打装置。采集下来的灰渣经过刮板式运输机输送到破裂机进行破裂办理。3艾萨余热锅炉运转剖析烟气及烟尘作为冶炼炉下游的余热锅炉，烟气及烟尘是艾萨余热锅炉运转的外面条件。 其正是有效汲取烟气和烟尘的热量来产生蒸汽。从锅炉的运转角度来说，其无 法选择和控制烟气和烟尘的条件，只好被动的适应。烟气条件艾萨锅炉的烟气流速较低，小于5m/s。烟气条件则较为复杂。锅炉出口烟气成分（V%）如表1所示。从表1能够看出，进入艾萨余热锅炉的烟气中，so2含量很高，此中一部分SO2会转变成SO3，并与烟气中的水蒸气联合生成H2SO4蒸汽。当受热面管表面温度低于烟气
6、露点温度时，这些硫酸蒸汽就会在金属管壁表面凝固形成H SO溶液，腐化金属。在有Fe O、Al O、V O、SiO等存在的时候，它 24232 3252们对SO2转变成SO3起到催化作用，从而会加大烟气中H2SO4蒸汽的浓度。表1艾萨余热锅炉出口烟气成分（V%）1成分N|2O2H 2OCO2SO2L25.68 实%:测值3%设计值3%25.1%10.4%.2.6%注：上表实测值取自2008年6月18日收尘实测数据。从上表可看出，锅炉进口实质烟气条件和设计烟气条件比较，有很大偏差。 这在必定程度上会影响锅炉的正常运转。依据上述烟气成分实测值计算出的烟 气露点温度高达240C。这样高的烟气露点温度在
7、任何锅炉形式的锅炉中都是 少见的。在实质运转过程中，因为对运转压力控制较为严格（运转控制压力），有效的降低了锅炉发生低温腐化的概率。但锅炉受热面总面积宏大，烟气又很难以做到均匀流动，不行防止会出现某些相对低温区。主 假如在一些转角地点简单出现这类状况。这在后边的事故剖析中还会进一步说 明。在运转六年多以来，经过对锅炉的壁厚检测，受热面管壁均匀减薄量在 左右（表2），有关于这类烟气条件而言，这堪称是一个较为理想的数字了。可是，在2008年9月和10月两次泄漏故障停炉检查中发现个别管子的 最大减薄量达到了近3mm，这倒是一个相当危险的数字。表2锅炉管壁厚抽样丈量结果（mm）部位测点1 始值测点2测
8、点3测点测点5测点6 初一烟道连结段底部防爆盖底部三烟道注：上表数据取自2008年9月和10月实测数据。实测数据存在丈量偏差（丈量仪器的不稳固和正确性）。烟尘条件艾萨余热锅炉烟气的含尘量与制粒成效有直接关系，而烟尘成分则完整决 定于物料成分。在烟气总量不变的状况下，烟气与烟尘状况都与配料、料量有 直接关系。制粒成效制粒成效关系到锅炉的正常运转。优秀的制粒要求生球拥有必定的成球率， 机械强度和水分含量。在制粒成效不好的状况下，会有大批的细粉状物料在进 入熔池前即被抽入烟道，在烟道内进行反响，如图3所示。这一方面提升了烟 气中的含尘量，另一方面简单在烟道中形成局部高温，同时还会增强受热面管 的积灰
9、、结渣和磨损。原料成分艾萨炉以适应原料范围广而著称，所以，对锅炉的设计与运转都提出了更 高的要求。表3艾萨炉物料成分%）物料 CUFeSSiOCaMgAl2OAsPbZn2OO3OO2005.6256412006.902720072976.684420088400155 一.6460注：2674上表数据来自艾萨，炉生产数*据统计。一所列数4据为当月匀匀值。从上表能够看出艾萨炉物料的特色，一是硫的含量高；二是低熔点金属氧 化物含量高。原猜中PbO、SiO2等低熔点物质许多（Pb。熔点886C，硅酸铅系物质 xPbOySiO2熔点在713764C），这些低熔点物质使得积灰增强的同时，也 使得积灰变
10、的更为复杂。复原剂艾萨炉采纳高硫煤作为复原剂。跟着物料成分的变化，煤粉的加入量也不 尽相同。在煤粉随物料一同由下料口进入艾萨炉的时候，渺小的煤粉颗粒简单 被抽入烟道进行二次焚烧。这时易在烟道内形成强度极高的烧结块。锅炉的积灰、结渣、磨损和腐化锅炉的积灰和结渣烟道的结渣和积灰问题是余热锅炉广泛存在的问题。关于重有色冶金余热 锅炉，结渣和积灰则尤其突出。下表为艾萨锅炉第一炉期、第二炉期和第三炉 期积灰、结渣的对照状况。表4艾萨炉各个炉期锅炉积灰结渣状况对照_ L廿 口 5 L 人廿 L 5 部位第过渡段最炉期第一炉期第炉期厚约800mm结渣取厚约400mm结渣最厚约600mm结港一烟道约10mm的
11、结渣约30-60mm的结渣约30-60mm的结渣连结段顶部有大批结渣顶部有大批；结渣约3-10mm的结渣一烟道约35mm的积灰约58mm白1积灰约5-8mm的积灰三烟道约4-8mm的积灰约5-10mm的积灰约5-10mm的积灰管辟约5_10mm的和灰约15mm 的和灰约50mm的和灰口1 J管制约3-5mm 的积灰约 20mm 的/h灰约30mm的积灰注：上表数据来自生产数据统计。受热面管的积灰和结渣必定会影响到锅炉整体的传热成效，降低锅炉热效 率，同时锅炉出口烟气温度也会提升，对下游的收尘不利。艾萨余热锅炉第二炉期运转前，将第一炉期锅炉烟气出口由本来的向上折 转式改变成了水平直通式。这是一个
12、很好的技术改革。一方面，解决了三烟道 尾部受热面的膨胀问题；另一方面，改为水平直通式后，更为有益于烟气在三 烟道后部均匀的散布，能够更好的利用烟气的热能。表5艾萨炉各个:户期锅炉主要部位温度对照项目设计值第一炉期箪一炉1期第二炉期温度连结段 900820870900三烟道进口 700640700750 (C三烟道出口 3；0370400430)可是，从表5能够看出，锅炉的出口烟温及各个重点点的温度均有不一样程度的高升。究其原由，正是锅炉的积灰和结渣。许多的积灰和结渣影响的锅炉管 壁的吸热，造成出口烟气温度偏高。在多次烟道检查中发现，三烟道进口段的 三角保护铁上有大批掉落的结渣，有时大块的结渣还
13、会聚积在三角铁上边；并 且锅炉二、三烟道内积灰温度较高，呈暗红色，部分积灰冷却后呈墨绿色，烟尘成分剖析结果（表6）中铜含量偏高，说明艾萨炉的下猜中有部分生料跟着冶炼烟气进表6艾萨余热锅炉烟/2成分（弘）SiOCaMgAl2O烟尘CiiFeSAsPb；:n20056386522OO32006.931487762007.6645902008.6796987注：上表数据取自艾萨生产数据。所列数据为2008年6月均匀值。入锅炉（图3艾萨炉内气流表示图），并在锅炉中发生不完整氧化反响，形成硬度较高的含有复原性成分的结渣落在三角保护铁上（图2）,拥塞烟道，影响锅炉烟气的正常流动。因为锅炉图2三角保护铁表示
14、图烟气流速较低，这便减弱了烟气 流动的自吹灰成效，从而间接有益于积灰和结图3艾萨炉内气流表示图渣。但过高的烟气流速会加剧对受热面的磨损。关于锅炉结渣和积灰的问题，此刻主要由艾萨炉调整冶炼工艺：配料过程 中对Pb、Zn进行调控，降低用煤量、沙量，调整适合的喷枪气流、枪位，保 证制粒的成效，减少进入锅炉的生料量。锅炉方面可做的调整为：增添振打频 率或力度；对积灰和结渣进行人工清理。锅炉的腐化和磨损低温腐化低温腐化的速度是惊人的，造成的结果也是严重的。据资料介绍，某厂铜 反射炉上的水冷闸门，其腐化速度达1mm/月；在上述反射炉后部，曾安装蒸发量8t/h，压力24bar的余热锅炉，运转不到一年也因腐化而报废。所以， 要严格控制余热锅炉受热面管温度在烟气露点温度以上，减少低温腐化发
