二、歐薩斯余熱鍋爐的特點
云南銅業(yè)公司的歐薩斯余熱鍋爐配置在艾薩銅熔煉爐之后,蒸發(fā)量為51t/h,工作壓力4.2MPa,蒸汽溫度254℃,煙氣量70000m3/h,進口煙溫1240℃,排煙溫度350℃,煙氣成分:SO212.60%,CO210.4%,H2O25.1%,O23.0%,N248.9%,煙塵含量為30g/m3。
1、爐型該鍋爐為直通式爐型,由上升煙道、下降煙道、水平煙道組成。根據(jù)艾薩爐的特點,上升和下降煙道高度大(30m),上升煙道垂直布置,有利于煙塵的沉降。
2、水循環(huán)方式歐薩斯余熱鍋爐選用自然循環(huán)與強制循環(huán)相結(jié)合的循環(huán)系統(tǒng)。余熱鍋爐常使用一種循環(huán)方式(強制循環(huán)或自然循環(huán)),在一臺余熱鍋爐上同時使用兩種循環(huán)方式的情況較少。其優(yōu)點是可靠性高,鍋爐所有外壁均采用自然循環(huán),減少了強制循環(huán)水量,便于選擇較小的循環(huán)水泵;但實際上,該爐強制循環(huán)水量并未減少,據(jù)估算,循環(huán)流量富余量>40%,這樣提高了強制循環(huán)系統(tǒng)的可靠性。雖然經(jīng)濟上有所損失,但余熱鍋爐運行的可靠性更為重要,鍋爐系統(tǒng)最重要的是水循環(huán),保證了鍋爐每一個受熱面循環(huán)水量充足,可以保證在煙氣溫度達1200℃、甚至1500℃時,亦不會燒壞爐管。
但是,在可靠性提高的同時,也使系統(tǒng)更為復(fù)雜。若全部采用強制循環(huán),則僅需要下降管和上升管各一根即可。而該鍋爐DN350、DN400的循環(huán)水管道有8根,使得管道布置較困難,操作復(fù)雜。
3、全機械振打鍋爐清灰主要有機械錘打和彈簧振打兩種。該鍋爐內(nèi)部管束和外部管壁均采用機械振打方式,設(shè)有8套氣動機械振打裝置和70套電動機械振打裝置,總體上與日產(chǎn)爐清灰方式相似,與西北鉛鋅廠QSL余熱鍋爐、貴溪閃速爐和轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐上所用的機械振打裝置形式相同。但與奧斯龍鍋爐不同,奧斯龍鍋爐采用彈簧錘振打裝置,使用效果較機械振打效果好。
4、艾薩爐爐頂結(jié)構(gòu)目前,上升煙道、下降煙道采用鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)已逐步被世人接受,有些新爐型的爐體本身也采用了鍋爐受熱面,如銅陵公司的奧斯麥特爐上部采用了鍋爐受熱面,這種型式投資省,可靠性大。艾薩爐在爐頂采用了鍋爐受熱面,結(jié)構(gòu)新穎,從鍋爐技術(shù)角度考慮完全可行。但存在一個問題,即爐頂一旦漏水,水容易進到艾薩爐內(nèi)發(fā)生爆炸。曾在QSL爐上有過教訓(xùn),水冷插件和直通煙道在熔體上部,試生產(chǎn)時,發(fā)生漏水,水進入熔池里,水位到200~300mm才被發(fā)現(xiàn),所幸當(dāng)時渣層較厚,未發(fā)生爆炸。故不論上升煙道還是爐頂,一旦漏水,水將會漏進熔池,所以操作要求比較高。因此采取了一些自控措施,如測量進水流量、出水流量,把爐頂單獨作為一個受熱面,當(dāng)進、出水量有差別時報警等。
5、爐體支吊架余熱鍋爐一般采用吊掛形式,吊掛在鍋爐鋼架的最上層,以保證鍋爐受熱面良好的彈性,清灰較容易。若采用支撐形式,則整個鍋爐剛性較大,使用機械振打,效果不佳。本臺鍋爐的上升、下降煙道采用吊掛形式,水平煙道采用支撐形式,但這種支撐與傳統(tǒng)意義上的大框架支撐不同,采用了細(xì)小鋼柱,柱腳鉸接。這種支吊結(jié)合方式主要根據(jù)該爐型決定,因水平部分爐頂?shù)匿摷茌^龐大,對流管束整體吊掛檢修比較困難,所以采用支撐的形式比較好,上面只有兩根梁,而且可以卸下來,檢修方便。
6、全膜式壁該余熱鍋爐本體、所有外壁包括上升、下降煙道、水平部分外壁、艾薩爐爐頂?shù)染捎媚な剿浔?。根?jù)爐內(nèi)溫度的不同,膜式管子間距為60~100mm。
7、鍋爐與艾薩爐接口在入口部分的3m段有一個沙封和一個移動式冷卻屏,將其提起后,可放進煙道閘板,此做法較新穎。因余熱鍋爐較艾薩爐事故多,余熱鍋爐在運行過程中很難做到不爆管、不泄漏,其檢修周期與冶金爐并非同步,故加一個水冷煙道閘板很有必要。而采用水平式的水冷閘板、提升式的受熱面結(jié)構(gòu)形式比較合理,檢修方便。在白銀爐余熱鍋爐設(shè)計中亦采用了水平式水冷閘板,但接口部分不能提升。
8、鍋爐出口煙道垂直向上一般來說,鍋爐煙氣出口有向上和水平兩種形式。從傳熱角度看,因為煙氣向上走,而對流管束有6m高,煙氣充滿不了整個內(nèi)部空間,下部分受熱面利用率較低,所以煙氣出口采用水平形式比較好。如果煙氣水平出口在中心線附近,煙氣充滿度較好,也能充分利用受熱面。若煙氣出口設(shè)計為向上的形式,則可充分利用空間,在尾部增加一個過道,操作人員可以方便地從左邊繞到右邊。
9、鍋爐鋼架該鍋爐的鋼架設(shè)計有兩個特點,①熔煉爐用鋼架和余熱鍋爐用鋼架合為一體,此為該爐型獨有設(shè)計,常規(guī)余熱鍋爐的鋼架僅是余熱鍋爐的一部分,而很少與熔煉爐整個廠房連成一體。②鋼架截面大,鋼架高度達60m。柱子采用截面為1200×600的H型鋼,以承受來自鍋爐與艾薩爐的各種荷載。
10、爐體導(dǎo)向裝置常規(guī)導(dǎo)向裝置上有兩個環(huán),一個與爐體焊接,另一個與鋼架焊接,爐體熱膨脹時可以相對移動,因熱態(tài)時間隙較大,導(dǎo)致爐體振動較大,起不到限制側(cè)向位移的作用。本鍋爐爐體導(dǎo)向裝置采用熱膨脹補償結(jié)構(gòu),即采用石墨墊片與爐體緊密接觸,外部用螺栓與鋼架連接,結(jié)構(gòu)新穎,與常規(guī)導(dǎo)向裝置不同。運行時,爐內(nèi)煙氣負(fù)壓波動,爐體產(chǎn)生振動;墊片式導(dǎo)向支架可以緊靠爐體,限制爐體運動,減少振動。