云铜冶炼加工总厂艾萨余热锅炉运行情况分析报告

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1、云铜冶炼加工总厂艾萨余热锅炉运行情况分析报告余热锅炉运行情况分析报告艾萨余热锅炉运行情况分析报告李文忠张俊荣张敏（云南铜业股份有限公司，云南昆明650102）摘要：阐述了云南铜业艾萨余热锅炉的结构及特点，总结了自投产以来锅炉的运行情况。对锅炉的积灰、结渣、磨损和腐蚀进行了分析和总结，并提出一些应对措施；同时对锅炉的主要事故进行了叙述和分析。根据运行中出现的问题提出了相应的解决方案。关键词：艾萨炉余热锅炉结构特点运行积灰结渣腐蚀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施，由德国OSCHATZ公司设计，杭州锅炉厂制造，云南建工

2、安装股份有限公司安装。于2002年5月9日投入运行，至今已投入使用6年零7个月。1概述该锅炉自投入运行以来，总体运行情况良好。在有效配合艾萨铜冶炼工艺的同时，充分满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导致的事故。从设计上来说，总体上达到了初始设计要求，无重大设计缺陷。在操作控制和管理上，严格执行国家相关法律法规，高标准，严要求，确保了6年来没有发生因操作维护等失误造成的责任事故。2艾萨余热锅炉特点2.1结构云铜艾萨余热锅炉为多烟道式余热锅炉，上升和下降烟道高度大（35m），锅炉整体标高近70米，横跨约30米，体积庞大，

3、结构复杂。锅炉采用全膜式壁结构进行密封，漏风系数小。结构如图1所示。锅炉入口部分为三米过渡段、冷却屏和炉顶，其中炉顶与艾萨炉连接。冷却屏为移动式，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同步的问题。在锅炉的连接段上部设置了采用水冷的防爆盖，当锅炉烟道压力超过配重值图1艾萨余热锅炉结构图时，防爆盖会自动打开泄压。艾萨炉炉顶采用了管-管式水冷壁，成为整个余热锅炉的一部分，这是一个崭新的尝试。虽说炉顶采用该结构完全可行，但和上升烟道一样，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。正因为如此，

4、OSCHATZ公司在设计上进行了认真考虑，比方说，炉顶可单独作为一部分切断，敷设高温耐火材料，增加锅炉管壁厚等。以此来提高炉顶的安全性。在运行过程中，还可对炉顶流量进行严密监视，对故障进行判断。六年来的运行实践经验表明，这个尝试是成功的。2.2水循环艾萨余热锅炉采用自然循环与强制循环相结合的复合式循环系统。与普通复合式循环不同的是，本台锅炉的自然循环部分可以并入强制循环系统，使整台锅炉处于强制循环中。其优点是可靠性高。在热负荷较小的时候，自然循环部分并入强制循环，使自然循环部分得到有效冷却，且循环泵能满足运行要求。在负荷较大时，自然循环部

5、分独立运行，仅强制循环部分由循环泵提供动力。因此，在高负荷时，循环流量富余量较大，从而，提高了强制循环系统水循环的可靠性，保证了锅炉每一个受热面循环水量充足。2.3输灰系统整台锅炉采用振打方式除灰。设有8套气动振打装置和70套电动机械振打装置。收集下来的灰渣通过刮板式运输机输送到破碎机进行破碎处理。3艾萨余热锅炉运行分析3.1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行的外部条件。其正是有效吸收烟气和烟尘的热量来产生蒸汽。从锅炉的运行角度来说，其无法选择和控制烟气和烟尘的条件，只能被动的适应。3.1.1烟气条件艾萨锅炉

6、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可以看出，进入艾萨余热锅炉的烟气中，SO2含量很高，其中一部分SO2会转化成SO3，并与烟气中的水蒸气结合生成H2SO4蒸汽。当受热面管表面温度低于烟气露点温度时，这些硫酸蒸汽就会在金属管壁表面凝结形成H2SO4溶液，腐蚀金属。在有Fe2O3、Al2O3、V2O5、SiO2等存在的时候，它们对SO2转化为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%）注：上表实测值取自2008年6月18日收尘实测数据。

7、从上表可看出，锅炉入口实际烟气条件和设计烟气条件比较，有很大偏差。这在一定程度上会影响锅炉的正常运行。根据上述烟气成分实测值计算出的烟气露点温度高达240℃。如此高的烟气露点温度在任何锅炉形式的锅炉中都是少见的。在实际运行过程中，因为对运行压力控制较为严格（运行控制压力4.0Mpa~4.2Mpa），有效的降低了锅炉发生低温腐蚀的概率。但锅炉受热面总面积庞大，烟气又很难以做到均匀流动，不可避免会出现某些相对低温区。主要是在一些转角位置容易出现这种情况。这在后面的事故分析中还会进一步说明。在运行六年多以来，通过对锅炉的壁厚检测，受热面管壁平均

8、减薄量在1~1.5mm左右（表2），相对于这种烟气条件而言，这可谓是一个较为理想的数字了。但是，在2008年9月和10月两次泄露故障停炉检查中发现个别管子的最大减薄量达到了近3mm，这却是一个