金川镍闪速炉冷修技术改造.doc

金川镍闪速炉冷修技术改造?2?有色金属(冶炼部分)2011年2期DOI:10.3969/j.issn.1007-7545.2011.02.001金川镍闪速炉冷修技术改造周民,郭万书,张天权,万爱东,汤红才,刘明(金川集团公司冶炼厂,甘肃金昌737104)摘要:金川镍闪速炉系统高负荷运行18年后,金川公司依靠自己技术力量对其进行了为期120天的冷修技术改造,改造内容涉及全系统.通过对金川镍闪速炉冷修技术改造内容的介绍,为国内此类项目的技术改造提供一定的参考.关键词:镍闪速炉;改造;冷修;金川集团中图分类号:TF815文献标识码:B文章编号:10077545(2011)02000204MaintenanceandTechnicalModificationofJinchuanNickelFlashFurnaceZHOUMin,GUOWanshu,ZHANGTianquan,WANAidong,TANGHongcai,LIUMin(Smelter,JinchuanGroupLtd.,JinchangGansu737104,China)Abstract:JinchuanGroupcarrieda120一daymaintenanceandtechnicalmodificationofitsNickelFlashFurnaceafter18一yearoperationwithhighcapacityutilizationrate.AllsectionsandsystemsoftheFlashFurnacehavebeenmodified.ThispaperintroducedthetechnicalmodificationitemsofJinchuanNickelFlashFurnaceandprovidedusefulexperienceforthesimilarmaintenance.Keywords:NickelFlashFurnace;Modification;Maintnaence;JinchuanGroup金川镍闪速炉1992年10月建成投产,1998年进行了为期57天的第一次技术改造.改造后使金川闪速炉的精矿处理量,作业率,经济技术指标逐年稳步提升,截止2010年5月,金川镍闪速炉累计处理镍精矿788.19万t,产出高镍锍含镍66.354万t,占公司建厂50年以来产出镍量的48.3.随着金川集团公司国际化经营步伐的加快,金川镍闪速炉系统现有生产能力已不能满足公司十二?五规划的需要,同时经过18年长周期高负荷运行,闪速炉炉体,各附属系统及技术经济指标等方面均暴露出不停炉就无法解决的技术问题.经过多方技术论证,集团公司决定对闪速炉系统进行为期135140天的冷修技术改造.本次冷修的工作量比1998年冷修有很大的变化,虽然我们有1998年冷修的成功经验可以借鉴,但本次冷修工作更加复杂,工作量大,工期紧,技术改造含量高,冷修部位多,上下分层临时隔离作业点作者简介:周民(1966一),男,广东五华人,教授级高级工程师多,安全管理难度大等.1金川镍闪速炉炉体冷修的主要内容1.1针对经济技术指标控制方面(1)熔池深度加高200mm,烟气区抬高200mm,即金川镍闪速炉炉膛高度加高400mm,反应塔和反应塔支撑梁相应抬高.(2)贫化区加长3.2m,即金川镍闪速炉炉体长度加长3.2m.(3)贫化区A组呈三角形布置的3根直径820mm电极旋转180o);电极导电装置重新设计,升降和压放装置利用原有设备,在新的位置进行安装,电极护筒长度由2.73m改为2.43m;变压器容量5000kVA不变.B组原来3根直径820mm电极取消,新设计3根直径1200mm电极并改为直线排列,变压器容量相应加大到6300kVA.有色金属(冶炼部分)201i年2期?3?(4)新增8低镍锍口,并在新增的8低镍锍口上方预留一个放渣口.低镍锍口标高不变.(5)2个放渣口,一个采用表面放渣,一个采用虹吸放渣,放渣口位置在渣面以下1500mm处.(6)采用155t/h的精矿单喷嘴.I.2炉体钢骨架寿命方面(1)将反应塔球形炉顶改为吊挂平炉顶.(2)反应塔平水套增加到14层,平水套间距减小,反应塔倒F水套改为齿形水套.(3)贫化区炉顶拱高增加为300mm,且取消过度段.(4)炉体横向拉杆和纵向拉杆改为通拉杆结构.(5)双层200mm底梁改为单层加强的300300的H形钢底梁,底梁只承受炉体重量,而不承受横向和纵向拉力.(6)取消沉淀池炉顶的H形水冷梁,改为吊挂铜水套.(7)贫化区炉顶的H形梁水冷结构改为钢架固定铜水套梁结构.(8)闪速炉用铜水套根据形状,尺寸,安装部位的不同,分别采用铜板钻孔水套和紫铜埋管铸造水套.(9)上升烟道喉口结构保持与锅炉的接口位置和尺寸不变,其结构改为更易检修的结构形式.(10)上升烟道顶部改为钢架固定铜水套梁加浇注料的形式,上升烟道下与贫化区相接的齿形水套做成阶梯状.(11)上升烟道下部取消原来与贫化区,沉淀池之间的过度段,改为加长的齿形水套结构.I.3提高金属回收率方面(1)反应塔采用精矿单喷嘴,降低烟灰率.(2)上升烟道后墙由斜墙结构改为直墙结构.(3)以及下文2.1节中提到的技术改造等.2其它系统改造的主要内容2.I精矿干燥系统主要改造内容(1)燃烧室在基础和长,宽不变的情况下,将其高度增高1.6m;粉煤计量装置改为2台环形天平秤;将干燥厂房附跨标高由24.1ITI提高至35m,厂房增高I3.6m.(2)圆筒干燥机在长度不变的条件下,将直径由1.882m改为2.516m;鼠笼打散机转子由1730mmX630mm(容积1.48ITI.)改为2000mmX630mm(容积I.98m.);(3)气流干燥管直径由1.54m改为1.74m;沉尘室宽度增加I.0m;现有的一级旋涡收尘器规格为3.55mmx2m,二级旋涡收尘器规格为qb3.03mX4ITI,均能满足生产要求,只对收尘器及内衬进行更换,规格不变.2.2贫化电炉主要改造内容(I)增大炉内容积,将2台5000kVA和4000kVA的贫化电炉熔体面由1.8m提高到2.2m,炉膛空间高度由原1.4rn增加到I.6m.(2)加高炉墙侧立柱,炉体横向弹簧上移;增加一圈800ram高的立水套(利用闪速炉旧水套改造).(3)炉内耐火材料除炉底外全部更换.(4)炉顶水冷梁进行更换.(5)电极供电系统改为软铜带结构;电极把持器改为弹簧结构;电极密封圈改为新型结构.(6)电气和控制系统进行升级.2.3闪速炉余热锅炉主要改造内容为了有效地降低对流区入口烟温,改善对流区的工作条件,将辐射室延长5m,在辐射室中部设置I块烟气挡板,在挡板后设置3组辐射管屏.辐射室延长后对流区随之后移,对流区仍布置6组对流管束,但在尾部预留安装1组对流管束的位置.改造后余热锅炉延长7m,在余热锅炉尾部增加2排钢架,原有的钢架尽可能予以利用.改造后由于循环水流量增加,2台电动热水循环泵需更换,更换下来的热水循环泵用于转炉余热锅炉的循环水系统.2台电动给水泵也需更换,原有汽动给水泵仍可使用.2.4转炉余热锅炉主要改造内容镍闪速熔炼系统目前有3台转炉余热锅炉,其中1,2转炉余热锅炉是按50t转炉烟气条件设计的,转炉处理能力提高后已不能满足使用要求;3转炉余热锅炉长期低压运行,受热面腐蚀严重,本次改造3台转炉余热锅炉的受热面全部按新的烟气条件重新设计,一起更换.现有3台转炉余热锅炉是分2次建设的,其中I,2转炉余热锅炉共用I套水循环系统,3转炉余热锅炉又有1套水循环系统,本次改造将2个系统整合为1个系统,方便操作,同时考虑新建4转炉余热锅炉可能.本次改造3台转炉余热锅炉共用1个汽包和1台除氧器,设2台给水泵和2台热水循环泵,其中热水循环泵利用闪速炉余热锅炉现有的循环泵.?4?有色金属(冶炼部分)2O11年2期2.5排烟收尘主要改造内容(1)精矿干燥收尘需加大现有气流干燥管直径,沉尘室加宽,更换一,二级旋风收尘器,对现有电收尘器的前3个电场进行改造.(2)闪速炉收尘需根据余热锅炉的改造情况对人字形烟道进行修改和更换,对现有电收尘器进行彻底改造,改造电收尘器的进出口管及阀门.(3)转炉收尘需拆除现有的2台三电场40m.电收尘器,新建3台四电场65nl电收尘器,利用现有的3台排烟机,其中的3排烟机需移位.(4)新增加1台540000m/h的排烟风机.(5)1,2贫化电炉烟气收尘改造已纳入镍熔炼系统贫化电炉收尘技术改造项目,此项目不再考虑.3贫化电炉收尘为新建项目,需新建电收尘,排烟机等.2.6供排水主要改造内容按照冷却设备对冷却水质,水温,水压的不同要求,循环水系统分为贫化电炉及转炉循环水系统,闪速炉循环水系统,设备循环水系统.(1)iX给1,2贫化电炉及l,2.,3转炉炉体循环冷却用水,总用水量1200m./h.水质为软化水,冷却水温差15.在原4循环水泵房基础上改建,另预留3贫化电炉及4转炉冷却水系统安装空间.(2)供给闪速炉炉体水套,反应塔,上升烟道等冷却用水,总用水量3000in./h,水质为软化水,温差1O.新建独立的循环水泵房.(3)供给闪速炉环保风机,闪速炉排烟风机,干燥排烟风机,贫化电炉排烟风机,转炉风机及闪速炉贫化区油冷室,贫化电炉油冷室等循环冷却用水,总用水量1600m./h.水质为软化水,温差1O.在原6循环水泵房基础上改建.一套软化水制备系统水规模均为200m./h,产水硬度均0.03mmol/I.2.7烟气制酸系统改造内容闪速炉烟气制酸系统采用双塔双吸技术做常规的扩能改造后,金川镍闪速炉系统所产烟气,经排烟系统收集后,集中配送到硫酸系统制酸.3施工组织过程金川镍闪速炉冷修技术改造下程项目组将闪速炉炉体施T作为主控工期,其他系统施作为次要T期控制.根据闪速炉炉体施工的特点,将闪速炉炉体施T分成4个阶段:闪速炉炉体拆除阶段,闪速炉炉体安装阶段,闪速炉炉体砌筑阶段和闪速炉炉体升温阶段,依据闪速炉炉体不同阶段施工特点集全厂力量成立专项工作组,努力做到让专家干熟悉的事,采取重奖手段,充分发挥参战人员的技术特长和工作主动性.在集团公司所有参战人员的El夜奋战,协同合作,共同努力下120天顺利完成了金川镍闪速炉冷修技术改造工程,经质量监理部门检测,各质量控制点指标均优于图纸设计要求.3.1闪速炉炉体拆除将安全放在首位.紧密结合现场实际不断优化方案,将专业技术人员的技术优势和大型设备协同作战能力发挥到了极致.炉体拆除项目负责人每天早晚两次对施工单位进行排班,交待当班拆除任务,技术要点和安全注意事项,每天中午根据拆除进展情况组织专题会不断优化拆除方案,连续奋战15个日夜,顺利完成了闪速炉炉体拆除任务,比计划提前5天进入闪速炉炉体安装阶段.拆除15天的时间分布情况:前5天为打炉口机,挖掘机,装载机,吊车等大型设备协同作战做准备工作,中间5天为炉体耐火材料的拆除时间,后5天为炉体钢骨架拆除和现场清理时间.3.2闪速炉炉体安装将质量放在首位.按照闪速炉炉体安装方案,将现场有限空间,临时吊装设备和平台利用到了极致,最终50天完成了闪速炉炉体钢骨架安装任务,比计划提前5天进入闪速炉炉体耐火材料砌筑阶段.在闪速炉炉体安装期间,以闪速炉炉体安装为主工期,以反应塔简体,上升烟道钢骨架,电极系统安装为次要工期,将炉体循环水管网施_丁纳入到炉体施T一并管理和组织.利用临时平台隔断,形成多个交叉作业面,在闪速炉主1二期结束时,同时完成了炉体试水工作和反应塔,上升烟道,贫化区炉顶,沉淀池炉顶的砌筑任务.3.3闪速炉炉体砌筑和升温复产按照筑炉手册将质量控制作为首要任务,按照砌筑进度计划稳步推进,加强组织和管理,25天完成了金川镍闪速炉炉体砌筑任务.金川镍闪速炉比计划提前15天进入炉体升温阶段.严格按照金川镍闪速炉炉体理论升温曲线进行升温,通过自动控制和先进仪表,均匀控制温度,保证了升温的效果,炉体充分预热,炉体膨胀对称稳定,达到了预期的升温效果,于2010年9月22有色金属(冶炼部分)2011年2期?5?日顺利投产,一次性投产成功.4金川镍闪速炉冷修技术改造后的基本参数金川镍闪速炉设计主要结构参数:精矿喷嘴1个;反应塔鼓风量33926m./h;反应塔鼓风氧浓度4865;反应塔直径6m;反应塔高度7m;反应塔烟气流速2.5m/s;烟气在反应塔停留时间2.8S;沉淀池熔池深度1.5m;渣线长度35.758m;贫化区变压器5000/6300kVA;电极排布为三角+直线;上升烟道出口截面积14m;炉体总重368t,其中钢结构687t,铜水套460t,耐火材料2534t.金川镍闪速炉丁艺技术指标:精矿处理量120t/h;精矿品位(Ni+Cu)l3.4%;石英熔