44米回转窑节能改造

44米回转窑节能改造

苏焕中

云南省昆明市云南云铜锌业股份有限公司云南昆明650102

摘要：本文阐述了云南云铜锌业股份有限公司氧化锌分厂44米回转窑的节能改造，余热锅炉在实际生产中的应用，回收回转窑所排放烟气余热，从工艺及设备上的相应改进，最大化产生蒸汽，供湿法系统生产使用，解决生产系统的蒸汽供需矛盾，提升冶炼产能，提高冶炼工艺系统的运行稳定性，降低运行成本，提高企业的经济效益，达到44米回转窑最大限度节能的目的。

关键词：节能；改造；锅炉；效益

1.概述

作为有色金属冶炼企业，生产过程中需要消耗大量的能源，包括焦炭和电力。而冶炼过程中44米回转窑所产生的烟气余热量大，很有潜力回收利用，公司44米回转窑因建设较早，回转窑相对较小，建设时并没有考虑烟气热量的回收利用，窑尾出口的烟气温度还很高（550℃~650℃），只是在44米挥发窑后接了一个表面冷却器用于降低烟气温度，换热效果不好，经常堵塞，造成了极大的能源浪费。而公司湿法生产系统又面临着蒸汽短缺，不够用的情况，无法满足负荷的增长，制约着主系统的产能。

为此，公司成立了专项节能减排小组，系统地梳理公司余热使用状况以及目前的现状。对氧化锌回转窑系统系统进行余热改造，充分回收没有利用的余热，并且产出冶炼系统紧缺的蒸汽资源，是现实解决企业生产矛盾，降低生产成本的有效途径。

2.节能改造方案

经过多次对现场进行勘察，对比及研究，确定了通过增设余热锅炉的方式对此部分资源进行回收。

目前，44米回转窑系统后设置了布袋除尘器，烟气温度过高将会大大降低除尘器的使用寿命，严重时会造成损坏，而一旦除尘系统出问题，将会直接影响冶炼工艺的正常生产。通过对原系统的改造，能有效降低烟气温度，提高冶炼工艺系统的运行稳定性，提高企业的经济效益。

拆除一半现有的表冷器设备，靠近高温风机侧的部分保留继续使用。保留一半的目的是为了防止布袋收尘器的烟气温度过高而烧毁布袋。

改造过程中利用原有的高温风机、烟道管路、刮板等设备，44米回转窑出口端以增设余热锅炉，产出蒸汽供应湿法系统使用，以解决公司目前最大的生产矛盾，同时降低生产成本。

新增设的锅炉上设置全密封的冲击波清灰装置，防止氧化锌粉泄漏。

考虑到工期问题，先拆除表面冷却器再建余热锅炉无法在挥发窑停炉检修期间完成。实施改造过程中，在尽量不影响正常生产的前提下，利用原表面冷却器旁空地先建设余热锅炉，待余热锅炉建好后从原有沉降筒处将烟气接入余热锅炉，之后再行拆除表面冷却器。由于原表面冷却器旁空地有限，基本只够布置余热锅炉，所以余热锅炉辅助间的布置考虑利用原有建筑，将给水泵、疏水泵、加药装置、分汽缸等辅机布置在原表面冷却器一层靠余热锅炉一侧；另一侧原有两间值班室用作电气控制室。除氧器布置利用原表冷器钢柱，加钢梁加固，搭建标高8m钢平台。

3.烟气参数分析和热能计算

挥发窑烟气量为16000Nm3/h；烟气温度550-650℃；烟气含尘量98.4g/Nm3。

烟气成分为：

由于烟气中含有SO2，烟气进入锅炉后会部分的转换为SO3，并与烟气中的水蒸气结合产生硫酸。当锅炉尾部受热面烟气温度低于生成的硫酸露点温度时，硫酸就会在管壁上产生腐蚀，即所谓的低温腐蚀。为避免产生低温腐蚀，锅炉出口烟气温度应高与硫酸露点温度。根据烟气条件计算硫酸露点温度为165℃。因此为了防止低温腐蚀，锅炉出口烟气温度不得低于165℃。

高温烟气焓值约为：13826888kJ/h，可以利用的余热量约为：9995435kJ/h（烟气量按16000Nm3/h计算）从挥发窑的排烟烟气条件来看，具有余热利用价值的排出烟气量较大。

表冷器的烟风阻力400Pa左右，新的锅炉的烟风阻力需小于400Pa。

4.余热锅炉的设计与选用

结合现场的实际环境和条件，最大限度利用原有的设备、设施的前提下，新增的余热锅炉由水冷系统、汽包、上升下降管系统、清灰机构等部分组成。

考虑到运行方便，维护方便等因素采用了单锅筒自然循环方式，W型，负荷适应性强，烟风阻力小，能够适应44米挥发窑烟气温度的变化。

44米挥发窑产生的高温烟气（600℃左右）经余热锅炉第一、二、三、四烟道后温度能够降低至250℃，达到余热锅炉系统废热回收工艺要求。

余热锅炉本体结构也采用悬吊式多烟道结构；采用自然水循环方式；余热锅炉各受热面分别通过各自的上升管与下降管和锅筒相连，构成循环回路。

换热后产生1.25MPa饱和蒸汽，并入主蒸汽管网系统，为湿法系统提供蒸汽。

4.1余热锅炉主要技术参数

4.2主要辅助设备

（1）给水泵两台，一用一备，型号DG6-25X12，流量6m3/h，扬程3.0MPa，电机功率18kw。

（2）疏水泵一台，型号40R-26，流量7.2m3/h，扬程0.25MPa，电机功率2.2kw。

（3）热力除氧器一台，型号RTO-6.5，处理水量6.5m3/h。

4.3.灰渣处理（产品氧化锌粉）

（1）余热锅炉及省煤器下部卸灰口用刮板输送机连接，将灰输送到调浆槽旁，再用斗式提升机提升到标高4.5m平台，分别接入调浆槽及备用卸灰口。

（2）窑尾沉降仓处散落物料采用刮板输送机及斗式提升机回收到标高10.9m的下料口。

（3）余热锅炉进出口烟道采用人字形布置，防止烟道积灰，并设有专门的清灰孔，以便人工操作清灰。

（4）考虑到每一段沉降下来的烟尘含锌不同的原因，余热锅炉对流室由光管的对流管束和四周水冷壁组成，余热锅炉本体烟道设置两个灰斗，分别对烟尘进行沉降，单独处理。

（5）由于烟尘具一定的粘性，为清除粘结在管壁上的烟尘，因此在设计中采用了六组爆破清灰，并设置了多个打焦孔、人孔辅以人工清灰，以确保系统的高效稳定运行。

5.投资计算

锅炉本体，清灰装置，配套设备（包括清灰装置、给水电动调节阀、相应的管道，锅炉给水泵，定排、连排装置，给水管道，储备水箱等）262万元（含锅炉本体安装）；烟道管、刮板输送等设备采购及安装：51万元；布袋收尘的拆除工程：3.5万元；土建基础工程：24.5万元；新建监测房费用：20.5万元；施工监理费用：6.3万元。

合计直接投资367.8万元，施工周期60天。利用回转窑停产检修期间进行改造，利用原有的表冷器厂房，不会因停产改造而造成不生产的损失。

6.节能改造后产生的经济效益

44米回转窑自增设余热锅炉投入运行以后，经过三个月的试生产后认真的核算，取得非常理想的效果。锅炉进口烟气温度为600℃，锅炉出口烟气温度220℃，烟气阻力280Pa，炉内冲击波清灰装置布局合理有效，清除积灰效果较好。

蒸汽产量平均为2.5吨/小时，蒸汽压力1.25MPa，全年运行300天，每年产生蒸汽18000吨。

该项目利用44米回转窑生产过程中的未完全回收的余热进行综合利用，并将所产出的蒸汽供给湿法系统使用，提升公司20%的产能，给公司带来极大的经济效益，仅蒸汽产出这一块就相当于为公司每年节约标准煤3600吨，综合能耗占3.0%的比例。节能改造前向外采购蒸汽价格平均为200元/吨，余热锅炉运行一年可为公司节约费用360万元的直接费用。该项目的建设是云南云铜锌业股份有限公司降低生产综合能耗的有效途径。

该项目的实施符合国家大力发展循环经济、开发节能产品的国策，具有显著的经济效益和社会效益。

7.结束语

本文论述了对44米回转窑节能技术改造，本次改造利用了回转窑生产过程中的未完全回收的余热进行综合利用，并将所产出的蒸汽供给湿法冶炼系统工艺使用，既能降低企业生产综合能耗，又能节约生产成本，同时最大限度利用原有的设备设施，挖潜增效，达到收益最大化的效果。本次改造属于节能减排，资源综合利用工程，不会增加污染物的排放量。

云南云铜锌业股份有限公司是一个善于经营、管理的企业，多年来一直在努力挖潜增效，在研究节能降耗方面投入了大量的资金和科研力量，近年来组织实施的项目，均达到了工期短、投资省、速度快的满意效果，具有丰富的工程建设、管理经验，保证了项目顺利的实施。

参考文献：

[1]林宗虎，徐通模.实用锅炉手册[M].北京：化学工业出版社1999（6）：76.

[2]洪向道，锅炉房实用设计手册[M].北京：机械工业出版社2001（1）7-24.