轉爐2H2B工藝優(yōu)化中電收塵器的技術改造實踐

〔摘 要〕為提高礦產(chǎn)陰極銅產(chǎn)量，某銅冶煉公司將轉爐原有2H1B作業(yè)制度優(yōu)化升級為2H2B作業(yè)模式，同時對該轉爐排煙系統(tǒng)也進行了技術升級改造，新增1臺轉爐電收塵器，以滿足新作業(yè)模式下轉爐吹煉煙氣的收塵處理需求。介紹了2H2B工藝下新增電收塵器的選型及系統(tǒng)升級情況，分析了新增電收塵器安裝過程中存在的問題，并提出了對應的解決措施。通過空載調試、通煙試車證明，新增電收塵器設計出口顆粒物質量濃度≤200 mg/m3，煙氣處理量達到1.0×105～1.1×105 m3/h，本體漏風率為2.8%，煙氣溫降28～35 ℃，壓損為0.2～0.3 kPa，滿足生產(chǎn)要求。

〔關鍵詞〕2H2B作業(yè)模式;轉爐;升級改造;安裝;調試

中圖分類號：TF811;TF351? 文獻標志碼：B? 文章編號：1004-4345（2024）03-0038-04

Practice of Technical Renovation on Electrostatic Precipitator in the Optimization

of Converter 2H2B Process

WEN Caiyi1， 2

（1. Zijin Copper Industry Co.， Ltd.， Longyan， Fujian 364204， China; 2. Key Laboratory of Copper Green Production

and Comprehensive Utilization of Associated Resources in Fujian Province， Longyan， Fujian 364204， China）

Abstract? In order to increase the production capacity of cathode copper in mineral resources， a copper smelting company has optimized and upgraded the original 2H1B operation mode of the converter to the 2H2B operation mode. At the same time， the gas exhaust system of the converter has also been technologically upgraded and renovated by adding one converter electrostatic precipitator， so as to satisfy the demand for dust handling of the converting gas under the new operation mode. This paper introduces the selection and system upgrade of the newly-added electrostatic precipitator under the 2H2B process mode， analyzes the problems existing in the installation of the newly-added electrostatic precipitator， and proposes corresponding solutions. Through no-load debugging and smoke test， it has been proven that the designed outlet particle mass concentration of the newly-added electrostatic precipitator is less than or equal to 200 mg/m3， the gas handling capacity reaches 1.0×105～1.1×105 m3/h， the leakage rate of the main body is 2.8%， the gas temperature drops by 28～35 ℃， and the pressure loss is 0.2～0.3 kPa， which can satisfy the production requirements.

Keywords? 2H2B operation mode; converter， upgrade and renovation; installation; debugging

收稿日期：2023-05-31

作者簡介：溫才益（1990—），男，從事銅冶煉設備管理。

0?? 引言

某銅冶煉公司主工藝流程為“閃速熔煉—PS轉爐吹煉—陽極爐火法精煉—電解精煉”。由于陽極板采購困難，且加工處理陽極板經(jīng)濟效益不高，為提高陰極銅產(chǎn)量，該公司圍繞轉爐2H2B吹煉作業(yè)模式開展工藝優(yōu)化。工藝優(yōu)化內(nèi)容包括：1）新增轉爐電收塵器1套;2）延長球形煙道;3）拆除現(xiàn)有2#轉爐排風機，在原位置上增加1臺新轉爐排風機;4）加大轉爐排風機出口排煙管道規(guī)格;5）更換轉爐余熱鍋爐汽包、轉爐余熱鍋爐循環(huán)泵等。其中，新增轉爐電收塵器為轉爐2H2B工藝優(yōu)化的關鍵節(jié)點，其選型、安裝及調試的結果直接影響到轉爐2H2B吹煉作業(yè)模式的進行[1]。

1?? 2H2B模式下電收塵器的選型與升級

1.1? 電收塵器基本情況

優(yōu)化前，該公司轉爐采用2H1B的作業(yè)制度，產(chǎn)生的煙氣量為201 866 m3/h。排煙系統(tǒng)僅1臺轉爐電收塵器工作，額定處理氣量為208 213 m3/h，斷面流速為0.565 m/s，斷面積為102 m2，總集塵面積為

7 168 m2，剛好滿足生產(chǎn)需求。采用2H2B作業(yè)制度后，系統(tǒng)存在兩臺轉爐同時送風的工況，需處理的煙氣量幾乎翻倍，最高時可達到374 568 m3/h。單臺轉爐電收塵器的額定煙氣處理能力無法滿足優(yōu)化后的工況要求，因此該廠擬新增1臺同等規(guī)格的轉爐電收塵器。預計采用兩臺電收塵器后，平均單臺電收塵器所需處理的氣量為187 284 m3/h，煙氣斷面流速為0.51 m/s，壓力為-1 200 Pa（表壓），滿足生產(chǎn)需求。優(yōu)化前、后電收塵需處理的煙氣參數(shù)及電收塵規(guī)格參數(shù)見表1。

表1? 優(yōu)化前后煙氣及電收塵規(guī)格參數(shù)

1.2? 新增電收塵器的選型

根據(jù)轉爐吹煉煙氣的特性及相關技術參數(shù)，新增電收塵器的選型要求如下：1）設備用途。新增電收塵器主要用于轉爐吹煉系統(tǒng)中余熱鍋爐和球形煙道出口煙氣的煙塵捕集。2）設備形式。新增電收塵器采用臥式、水平流、雙列單室四電場，型號為2BY51-4。3）斷面積F=2×51 m2，現(xiàn)有轉爐電收塵器相同。4）殼體漏風率低于5%。5）殼體耐溫。tmax=400 ℃。6）出口煙氣含塵質量濃度不低于200 mg/m3;7）進出口溫降小于30 ℃。8）設備運行阻力小于300 Pa。9）進口和出口為水平進氣。10）分電場獨立灰斗材料采用304不銹鋼，灰斗角度不小于70°。灰斗棱邊貼圓弧過渡板，以確保灰斗不積灰。另外，灰斗采用帶電加熱，加熱溫度為200～250 ℃。

1.3? 優(yōu)化升級

由于現(xiàn)有轉爐電收塵器為10年前安裝的設備，使用過程中遇到了較多問題，本次新增電收塵器針對舊收塵器存在的問題進行了優(yōu)化升級。系統(tǒng)優(yōu)化升級后，性能得到了較大提升。新舊電收塵器優(yōu)化升級對比見表2。

2 轉爐2H2B工藝優(yōu)化電收塵器的安裝

2.1? 新增電收塵器的安裝

電收塵器的安裝過程需要考慮現(xiàn)場安裝條件、設備設計用途、后續(xù)使用工況以及施工單位人員技能水平。本電收塵器安裝過程中應注意的事項如下。

1）本體安裝。（1）基礎驗收與放線過程中，應注意鋼結構立柱、大梁等的位置、尺寸規(guī)格、數(shù)量均應符合安裝圖紙要求。（2）灰斗的現(xiàn)場拼裝應在工作平臺上進行。灰斗應為上口朝下倒著拼裝，拼裝前須按圖紙尺寸在平臺上畫出灰斗上口形狀，并設置必要的定位塊。拼裝時，灰斗各片暫時點焊在一起，上下部灰斗用螺栓連接，待檢查形狀、尺寸無誤后方能按圖紙要求焊接。檢查時，還應特別注意灰斗檢查門、掏灰孔及其他附屬物的位置。灰斗上口對角誤差不大于3 mm，組裝后灰斗高度誤差不大于10 mm， 灰斗下口對邊孔中心距誤差不大于2 mm。（3）殼體的側板、內(nèi)部隔墻吊裝前須在工作平臺上預先拼裝。拼焊前，須對各組件做精度檢查，消除運輸、搬運、現(xiàn)場堆放等原因造成的變形。（4）頂梁在吊裝前應按圖紙進行檢查尺寸精度，然后按照從除塵器入口到出口的順序依次吊裝。頂梁安裝就位，應按圖紙檢查尺寸及殼體的鉛垂、方正，確認無誤后方可進行殼體的焊接。（5）焊接必須符合圖紙要求和焊接規(guī)范，電除塵內(nèi)部為全焊縫，外側為間斷焊;外部墻板和內(nèi)部隔墻必須采用氣密焊接，不允許存在漏氣情況，焊接完成后需進行煤油滲透試驗[2]。立柱和頂梁間的焊接是電除塵器整體強度的保證，是焊接的重點。（6）出入口喇叭可以在地面組合、焊接，根據(jù)起吊能力整體吊裝或分段吊裝[3]。（7）陰極板、陽極板必須同時安裝，并確保它們的鉛垂和間距精度[4]。極板排間距偏差不大于±10 mm。（8）振打裝置安裝時要仔細調整中心偏差，振打裝置固定要牢固，振打錘要靈活，錘應打在振打桿中心上。振打裝置安裝、調整合格后，還要做好保溫箱密封工作。

2）電收塵殼體外保溫安裝。殼體外保溫主要使用復合硅酸鋁棉、鋁鎂合金瓦楞板，外護板支撐龍骨采用∟30的角鐵，龍骨支撐則交錯使用角鐵和扁鐵。保溫鉤釘分為用于固定軟質材料的

3.4 mm針形鉤釘和用來固定硬質材料的

6 mm“S”形或倒“U”形鉤釘。外護板采用

6 mm×12 mm 自攻螺釘固定。外保溫鋪設工序如下：鉤釘及龍骨—保溫材料—外護板—邊角修整。

2.2? 安裝過程存在的問題及解決措施

本次電收塵器系統(tǒng)優(yōu)化項目施工時，正值雨季，基礎開挖難度大，項目周期長。為此，該公司積極優(yōu)化施工模式，在作業(yè)現(xiàn)場增加工程機械，充分利用雨停的時間進行施工，有效挽回了部分工期。除此之外，在項目施工過程中，技術人員還遇到了一些具體問題，針對這些問題的解決措施具體見表3。

3?? 電收塵器系統(tǒng)空載調試

新增轉爐電收塵器系統(tǒng)調試內(nèi)容包括調試前準備，設備本體檢查，保溫箱內(nèi)部檢查，陰陽極振打系統(tǒng)檢查，變壓器、高壓柜、控制柜、隔離開關檢查，低壓控制柜設備調試，冷態(tài)空載升壓試驗和IPC系統(tǒng)調試。

冷態(tài)空載調試要求所有低壓設備手動/自動運行必須符合要求，各控制回路與現(xiàn)場實際必須一一對應，柜內(nèi)溫度無過熱或異常之處。電加熱安裝時，必須考慮三相平衡，如果有斷電振打則對應關系必須正常。

冷態(tài)空載升壓前的各項檢查確認工作關系到冷態(tài)升壓試驗能否正常進行，所有項目均需要進行現(xiàn)場檢查，并以打勾確認的形式進行。具體內(nèi)容包括：1）高低壓柜、變壓器等設備接線有無松動或斷線，螺母有無松動;2）本體、灰斗、樓梯走道、各個箱柜內(nèi)有無異物;3）油位是否正常（不得太滿、太少、漏油）;4）變壓器接地是否符合要求;5）變壓器各個接線是否符合要求;6）控制柜接地是否符合要求;7）本體接地電阻的阻值為0.2 Ω;8）反饋信號線的屏蔽層是否在控制柜端單端接地;9）電場陰極對地絕緣電阻的阻值是否不小于100 MΩ（2 500 V兆歐表測）;10）供電變是“△”還是“Y”接法;11）供電線路是否有變頻器;12）保溫箱內(nèi)是否干燥、干凈;13）保溫箱及灰斗電加熱三相電阻是否符合設計要求;14）控制柜內(nèi)主電路各接點、端子接線是否緊固;15）通信電纜布線及接地是否符合要求。

在系統(tǒng)空載調試過程中，相關事項均須記錄，以作為調試驗收依據(jù)，記錄內(nèi)容包括：料位計調試記錄、安全聯(lián)鎖檢查調試記錄、高壓設備各種保護試驗記錄、系統(tǒng)升壓記錄、伏安特性曲線。其中，空載及負載伏安特性曲線最為重要，一般情況下，同一類型選一個電場做伏安特性曲線即可。本項目新增轉爐電收塵器A列1電場伏安特性見表5。空載調試過程中的IPC系統(tǒng)調試內(nèi)容、技術要求及結果見表6。

通過上述空載系統(tǒng)調試得出以下結論：設備空載調試、IPC調試均符合要求，具備進入通煙試車階段。

4?? 電收塵器通煙試車

4.1? 電收塵器通煙條件及通煙計劃

通煙試車是檢驗電收塵器安裝與空載調試結果的重要手段，通常穿插于正常生產(chǎn)作業(yè)期間進行。通煙前，必須確保所有準備工作到位，確保系統(tǒng)生產(chǎn)的正常穩(wěn)定。本次通煙試車在轉爐S2轉B1放渣轉期期間進行，且新老電收塵器同時通煙。通煙計劃如下：1）轉爐S2轉B1放渣轉期期間，將排風機轉速降至低速60 r/min運行。2）開啟電收塵器進出口鐘罩閥，保持開啟現(xiàn)有電收塵器進出口鐘罩閥。3）系統(tǒng)通煙4 h后開啟電收塵器，對各電場進行送電，同步開啟相應的低壓設備。4）每隔2 h記錄1次電收塵器運行的各項參數(shù)，并實時調整。5）電收塵器現(xiàn)場巡檢，檢查低壓設備、熱風吹掃系統(tǒng)運行是否正常，本體是否漏風漏煙，并記錄異常情況。

4.2? 電收塵器通煙試車

電收塵器通煙調試前期過程及記錄基本與空載調試一致。需要注意的是通煙后開始收塵，應視各電場運行情況及時調整電流極限值。如果出現(xiàn)電場放電嚴重的情況，應觀察放電點的基本位置，再適當調整電流極限值。振打時間的調整應根據(jù)現(xiàn)場的具體值及放電程度，依次觀察各電場逐個調整，再根據(jù)各電場的運行情況進行電源參數(shù)調整，使電場處于最佳工作狀態(tài)。電收塵器通煙收塵后，需要對電收塵器出口顆粒物濃度進行檢測，本項目檢測記錄見表7。

本次新增電收塵器設計出口顆粒物質量濃度≤200 mg/m3，實際檢測低于該值，煙氣處理量達到1.0×105～1.1×105 m3/h，本體漏風率為2.8%，煙氣溫降為28～35 ℃，壓損為0.2～0.3 kPa，符合設計要求。

5?? 結論

本文主要介紹了轉爐2H2B工藝優(yōu)化中轉爐電收塵器的選型及安裝調試的實踐，總結了電收塵器安裝要點和空載試車及通煙試車的技術要求，為后續(xù)同類型工程項目的開展提供借鑒。本次電收塵系統(tǒng)優(yōu)化，對現(xiàn)有電收塵器存在的問題進行了針對性改造，其改造效果達到了預期。在設備投入使用后，運行正常，未出現(xiàn)因安裝調試不到位導致的設備停機問題。技術人員持續(xù)對新增電收塵器出口顆粒物濃度進行了檢測，檢測結果均符合設計要求，滿足優(yōu)化改造后的生產(chǎn)要求，且實際出口顆粒物濃度優(yōu)于設計值，為該企業(yè)轉爐2H2B工藝的優(yōu)化運行奠定了堅實基礎。

參考文獻

[1] 滕磊，姜輝，劉憲利，等. 變電站電力集中監(jiān)控系統(tǒng)構建與設計[J]. 設備管理與維修，2022（17）：160-162.

[2] 鄧小飛，何猛，劉芳. 深埋淤泥地層中暗涵的施工方法[J]. 廣西水利水電，2022（6）：58-60.

[3] 胡俊. 改擴建項目中電收塵器的安裝[J]. 有色冶金設計與研究，2015，36（2）：31-32.

[4] 中華人民共和國工業(yè)和信息化部.電除塵器節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)：JB/T 11833—2014[S].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[5] 涂建華，胡俊，李偉，等. 銅冶煉轉爐電收塵器改造實踐[J]. 有色冶金設計與研究，2018（6）：40-43.