五鑫銅業余熱鍋爐系統簡介余熱鍋爐系統由奧爐余熱鍋爐（ASFWHB）、轉爐余熱鍋爐（CFWHB）、硫酸轉化余熱鍋爐，2臺同規格陽極爐余熱鍋爐（RFWHB）等5臺余熱鍋爐以及一套100t的大氣式熱力除氧器和兩套磷酸鹽加藥裝置、209臺彈簧振打除灰裝臵組成。第一節、澳爐余熱鍋爐1、概述奧爐余熱鍋爐為強制循環系統，由循環泵提供動力。整個爐體由輻射爐膛（上升煙道、下降煙道、水平煙道）和四組對流管束組成。在上升煙道的入口處和下降煙道的出口處設有三維膨脹節，使其既能滿足爐體的密封，又能獨立于爐體其它結構之外，使得上升煙道和下降煙道能懸吊于廠房頂部橫梁上，實現向下自由膨脹。而水平煙道在內柱上設有滑動支撐機構，可以實現向后膨脹位移。2、煙氣條件和鍋爐參數1）、澳爐余熱鍋爐入口煙氣條件：序號項目單位數值1型式強制循環、室外布置2煙氣量Nm3/h627403煙溫3.1進口煙溫°C12173.2出口煙溫°C3804鍋爐進口處煙氣壓力Pa-250--505煙氣成份（%）SO2%20.522

SO3%0.457CO2%6.211HO2%21.268O2%1.92N2%49.1226進余熱鍋爐煙氣含塵量g/Nm32107煙塵主要成分Cu%19.5PbO%0.037ZnO%0.376AsO23%0.073其他%0.0032）、澳爐余熱鍋爐參數：額定蒸發量：43.7t/h工作壓力：5.5MPa飽和蒸汽溫度：271C給水溫度：104C3）、受熱面分布單位上升、下降煙道輻射冷卻室水平煙道冷卻室凝渣管束對流管束I對流管束II對流管束IIImm?38x5?38x5?38x5?38x5?38x5?38x5m2727.7164.4188.4305.6389.02432.22名稱及符號管子規格換熱面積4）、汽包內徑1800mm圓筒長度8000mm壁厚總容水量60mm21.83m3壁厚總容水量3、鍋爐結構簡介Ausmelt熔煉余熱鍋爐包括上升煙道、下降煙道、水平煙道、對流室、凝渣管束、對流管束、集箱、鍋爐循環管道、鋼架等部件。過路的上升煙道、下降煙道、水平煙道、對流室為完全密封的膜式壁結構。Ausmelt熔煉爐高溫煙氣經熔煉爐爐頂煙罩出口后先后流過上升煙道、下降煙道、水平煙道、再流經凝渣管、對流管I、對流管II、及對流管III至鍋爐出口。鍋爐同時起到部分除塵、降溫的作用。為了確保鍋爐各煙道少結灰、結渣并使灰渣容易清除，根據煙道不同的溫度設計了不同的膜式壁節距，使膜式壁的整體壁溫保持在合理的水平上。因煙氣中煙塵的熔點較低，為了不使煙塵在對流受熱面中嚴重結灰，對流受熱面入口煙溫控制在670C以下，并通過凝渣管束冷卻使煙溫進一步降低，以確保對流受熱面的安全運行。整臺鍋爐不設省煤器，過熱器，全部為蒸發免收熱。為了提高鍋爐的除灰效果，鍋爐所有受熱面的除灰均采用彈簧振打裝臵。配臵了94臺彈簧振打裝臵。主要部件介紹：1） 、上升煙道：上升煙道是由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管加扁鋼（55）焊成的膜式壁組成，膜式壁節距為56mm，采用全封閉結構。煙道斷面尺寸為4.5mx2.25m。2） 、下降煙道：下降煙道是由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管加扁鋼（55）焊成的膜式壁組成，膜式壁節距為56mm，采用全封閉結構。煙道斷面尺寸為4.5mx2.7m。因下降煙道頂部和和斜面上易結大塊的渣塊，在下降煙道的正下方設有落灰斗，灰斗內設大節距高強度格柵，兩側開800x800的門孔，以便扒出無法從格柵落下的大渣塊，下方設灰房收集落下的灰渣。3） 、水平煙道：水平煙道是由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管加扁鋼（55）焊成的膜式壁組成，膜式壁節距對流管束前為60mm,后面為80mm。在水平煙道對流區底部安裝了埋刮板輸灰裝置，從而使沉至地步的灰輸送至爐外。4） 、對流爐室：對流爐室兩側墻及灰斗均由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管加扁鋼（55）焊成的膜式壁組成，節距為80mm,采用全密封結構。對流爐室內布置有凝渣管束、對流管束I、對流管束II及對流管束III四個受熱面部件。對流室爐底安裝了埋刮板輸灰裝置,從而使沉至地步的灰輸送至爐外。5） 、凝渣管束：煙氣從水平煙道出來后,第一個所經過的對流受熱面。為了減輕煙塵對其的磨損，煙氣經凝渣管的流速＜2.3m/s。凝渣管束由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管繞成蛇形管片，其橫向節距為350mm，縱向節距為40mm。凝渣管共有12片管屏，煙氣橫向沖刷管屏。管屏采用水冷梁吊掛,管屏可以自由向下膨脹。管屏的除灰方式采用彈簧振打。6） 、對流管束I：由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管繞成蛇形管片，其橫向節距為140mm，縱向節距為100mm。對流管束I共有32片管屏，煙氣橫向沖刷管屏，煙氣流經對流管束I的流速＜2.53m/s。管屏采用水冷梁吊掛，管屏可以自由向下膨脹。7） 、對流管束II：由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管繞成蛇形管片，其橫向節距為125mm，縱向節距為100mm。對流管束II共有36片管屏，煙氣橫向沖刷管屏，煙氣流經對流管束I的流速＜2.4m/s。對流管束II根據煙溫，吊掛無需采用水冷。，管屏可以自由向下膨脹。8） 、對流管束III：由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管繞成蛇形管片，其橫向節距為125mm，縱向節距為100mm。對流管束II共有36片管屏，煙氣橫向沖刷管屏，煙氣流經對流管束I的流速＜2.2m/s。對流管束II根據煙溫，吊掛無需采用水冷。，管屏可以自由向下膨脹。9） 、鍋筒：鍋筒內徑為*1800mm，壁厚60mm，材料為Q345R,鍋筒筒身直段長8000mm。鍋筒正常水位位于鍋筒中心線，最高水位、最低水位在正常水位上、下各150mm。鍋筒兩端為橢圓封頭，封頭厚度60mm，材料為Q345R，兩只封頭上均有人孔裝置，以方便進入鍋筒內部檢修。10） 、除灰裝置：為了防止受熱面在運行中積灰過多而影響傳熱效果，在鍋爐下列受熱面上配備彈簧振打裝置：上升煙道、下降煙道、爐頂、水平煙道頂部、水平煙道前部、水平煙道兩側、對流室凝渣管、對流管上部。彈簧振打裝置的電機功率為0.37KW。彈簧振打的控制采用PLC程序控制。11） 、埋刮板輸灰機：余熱鍋爐水平煙道對流部分的灰斗下部與埋刮板輸灰機相連，在余熱鍋爐中沉降下來的的煙塵通過埋刮板輸灰機送出爐外。為了防止大塊結焦卡死埋刮板輸灰機，在輻射冷卻室會都中設有格柵，格柵上方設有清灰門，大塊結焦可有此扒出。12）、鍋爐鋼架、外護板、爐墻及密封鍋爐鋼架抗震設防烈度為七度。澳爐余熱鍋爐的上、下煙道式利用吊桿吊在廠房梁上。上升煙道下面即鍋爐入口處，利用密封裝置與冶金爐相連，下降煙道下部用三維膨脹節與水平煙道連接。水平煙道部分鋼架屬于鍋爐部件，與廠房鋼結構連成一體，用于支撐水平煙道上的受熱面。鍋爐四周均布置有迷失水冷壁，密封性能比較好，因此爐墻采用敷管爐墻結構，即在水冷壁外側等距離焊上鉤釘，覆蓋一層150mm后的巖棉板，用鋼絲網扎緊。在保溫層外面是頂罩和外護板。13）、事故閘板：在Ausmelt熔煉爐頂煙罩與余熱鍋爐之間設有余熱鍋爐搶修用事故閘板。事故閘板的兩側設有導軌，采用點擊驅動，使用時沿著預訂鋼制軌道可快速進入爐頂煙罩的煙氣通道，堵住煙氣進入余熱鍋爐。Ausmelt熔煉爐頂煙罩設有旁通煙道，由此引走高溫煙氣。第二節、轉爐余熱鍋爐1、 概述本余熱鍋爐用于冷卻轉爐生產過程中產生的高溫煙氣，同時回收煙氣余熱產生飽和蒸汽。轉爐工段共有3臺轉爐，其中兩臺交替作業，一臺備用，每臺轉爐后設臵1組余熱鍋爐受熱面，組受熱面公用一個鍋筒。轉爐排出的高溫煙氣通過水冷煙罩進入余熱鍋爐，依次經過輻射冷卻室和4組對流管束，煙溫降至380C左右后排出路外，進入收塵系統收塵凈化，然后送往制酸系統制取硫酸。與此同時回收煙氣的余熱產生壓力為5.5MPa的飽和蒸汽。2、 煙氣條件和鍋爐參數、煙氣條件序號項目單位數值1型式強制循環、室外布置2煙氣量Nm3/h2.1進WHB433262.2出WHB511803煙溫3.1進口煙溫°C8003.2出口煙溫°C3604煙氣壓力Pa-155煙氣成份(%)SO2%18.38

SO3%0.28CO2%0HO2%2.7202%1.44N2%77.466進余熱鍋爐煙氣含塵量g/Nm344.557煙塵主要成分Cu%50S%11Fe%22CaO+MgO%0SiO2%5其他%122)、鍋爐參數＞額定蒸發量：11.7t/h＞工作壓力：5.5MPa＞飽和蒸汽溫度：271°C＞給水溫度：104C3、結構特性由于余熱鍋爐入口煙氣溫度高、含塵量大、S02濃度高，因此余熱鍋爐的結構形式、清除灰方式必須采取相應措施來防止或減輕其腐蝕、積灰、堵塞、磨損等問題。主要結構特性如下：鍋爐的運行壓力設為5.5MPa，爐水的飽和溫度為271C，高于煙氣中的硫酸蒸汽露點溫度(經計算煙氣露點溫度約為219C)，可有效地避免鍋爐換熱面上硫酸蒸汽結露，防止低溫腐蝕；設有膜式水冷壁，并配有外護板；CF與WHB的進口連接采用以填料密封的柔性連接方式；WHB出口與后部煙道直接焊接，并設有補償裝臵，灰斗的落灰口配備有密封功能的埋刮板輸灰機，以上措施可有效防止鍋爐漏風，使之具有良好的密封性；（3） 余熱鍋爐采用直通煙道式整體結構，煙氣流暢，并有利于振打清灰。（4） 鍋爐的爐水循環系統采用強制循環系統，不設下聯箱，煙塵可自由沉降而進入灰斗下的刮板出灰機、減少煙塵在爐內堆積；（5） 設有彈簧錘振打清灰裝臵，可減緩或防止鍋爐受熱面積灰；（6） 采用了強制循環，使鍋爐各換熱面溫度均勻，避免局部過熱或欠熱，防止局部低溫腐蝕，確保鍋爐安全、穩定運行.4、鍋爐總體布臵本余熱鍋爐包括輻射冷卻爐膛、對流室、對流管束、集箱、鋼架、保溫等部件。鍋爐爐體受熱面的基本爐型為很想沖刷直通式，轉爐出口煙氣水平流過鍋爐，煙氣進入輻射冷卻爐膛，再流經凝渣管屏、對流管束I、對流管束II及對流管束III至鍋爐出口。鍋爐同時起到除塵、降溫的作用。為了使輻射冷卻爐膛、對流爐室、對流管束等均能獲得良好的水循環，鍋爐本體受熱面采用全強制循環。本余熱鍋爐采用跟目前國際上最先進的支撐式結構，即鍋爐的重量基本上是通過水管系統兩側膜式水冷壁上端的H型鋼支撐在鋼架支撐梁上的，其中凝渣管屏、對流管束I、對流管束II及對流管束III受熱面則通過管束上部的H型鋼傳遞到兩側膜式水冷壁的支撐上。受熱面可以自由向下膨脹。鍋爐各部件介紹：1）、輻射冷卻爐膛:輻射冷卻爐膛由?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管加扁鋼焊成的膜式壁組成。節距為60mm,采用全封閉式的結構。由于爐膛容積較大且節距較小，故膜式壁壁溫較低，這樣爐膛受熱面就不容易積灰，即使積灰也比較容易清除。輻射爐膛底部安裝了埋刮板除灰裝臵，爐膛兩側也裝有彈簧振打裝臵。2） 、對流室：對流室兩側墻及前后落灰斗均由?38x5（材料為20G/GB5310、的爐管加扁鋼焊成的膜式壁組成，節距為80mm，采用全封閉結構。對流爐室內布置有凝渣管屏、對流管束I、對流管束II及對流管束III四個受熱面部件。為防止對流室側墻積灰，其兩側墻均設置了彈簧振打系統。3） 、凝渣管屏：凝渣管屏由?38x5（材料為20G/GB5310、的爐管繞成蛇形管，其橫向節距240mm，縱向節距為40mm。凝渣管屏設有14片管屏，煙氣橫向沖刷管屏。管屏的除灰方式采用彈簧振打。4） 、對流管束I:對流管束I有?38x5（材料為20G/GB5310、的爐管繞成蛇形管屏，其橫向節距145mm，縱向節距為100mm。對流管束I有24片光管管屏，煙氣橫向沖刷管屏。采用彈簧振打裝置除灰。5） 、對流管束II:對流管束II有?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管繞成蛇形管屏，其橫向節距100mm，縱向節距為100mm。對流管束II設有34片光管管屏，煙氣橫向沖刷管屏。采用彈簧振打裝置除灰。6） 、對流管束III：對流管束III有?38x5（材料為20G/GB5310）的爐管繞成蛇形管屏，其橫向節距100mm，縱向節距為100mm。對流管束III設有34片光管管屏，煙氣橫向沖刷管屏。采用彈簧振打裝置除灰。7）、鍋筒及內部裝臵：本鍋爐三個受熱面共設臵了一臺鍋筒，考慮到轉爐煙氣波動較大，鍋爐負荷在短時間內變化較劇烈，，故鍋筒相對一般工業鍋爐，其長度及直徑均設計較大。鍋筒內徑為2000mm,壁厚50mm，材料為19Mn6,鍋筒筒身直段長9000mm，鍋筒正常水位在鍋筒中心線，最高、最低水位在正常水位上、下各300mm。鍋筒兩頭為橢圓封頭，封頭厚度為56mm，材料為19Mn6兩只封頭上均由人孔裝臵，方便進入鍋筒內部檢修。8）、吹灰裝臵：為防止受熱面在運行中積灰過多而影響傳熱效果，鍋爐受熱面上共配臵了40臺彈簧振打裝臵，其中輻射冷卻室12臺，對流去28臺。輻射計對流部水冷灰斗斜面布臵有2套擺錘振打裝置。彈簧振打采用PLC自動控制系統，按設定的周期自動運行。鍋爐灰斗下裝有埋刮板除灰機，埋刮板除灰機通過法蘭與灰斗相連。第三節、陽極爐余熱鍋爐1、陽極爐余熱鍋爐煙氣條件參數表序號項目單位數值1型式強制循環和自然循環、室內布置2進余熱鍋爐煙氣含塵量g/Nm31各階段煙氣條件階段時間煙氣量煙氣溫度煙氣組成（％）hNm3/hCN2O2H2OCO2SO2氧化一期2.04512429.84120080.6745.2813.9549.7140.337氧化二期2.31913963120083.6116.0972.7177.2420.334還原期211218.17130072.5034.3646.03716.8320.264保溫期14.6366437.87125077.3379.0453.7119.7530.1532、陽極爐余熱鍋爐參數：額定蒸發量： 6.9t/h（氧化一期）7.5t/h（氧化二期）7.4t/h（還原期）104°C4t/h（保溫期）104°C工作壓力：1.25MPa飽和蒸汽溫度：194C給水溫度：3、鍋爐結構和布臵該余熱鍋爐的特點是強制循環和自然循環并用，室內布臵。鍋爐入口裝臵即弧形罩和斜煙道組成整體，為強制循環部分：飽和水通過上鍋筒下部的下降管連接循環泵進口端，經泵加壓后送至各進水集箱，加熱過的汽水混合物經出口集箱上回水管進入上鍋筒。與自然循環部分受熱面產生的蒸汽一起，經汽水分離后，由主蒸汽口引出。由于該部分受熱面為膜式壁結構，密封性能好，采用輕型爐墻，外包薄鋼板，簡便美觀。斜煙道出口端插入重型爐墻結構的沉降室前墻。后部的輻射爐膛和對流管束區為自然循環部分：包括輻射冷卻室、凝渣管、對流管束、鋼架、護板、保溫等部件。輻射爐膛四周布臵有通過上、下集箱連接的水管受熱面，并有與之相匹配管徑的下降管和蒸汽管與上、下鍋筒組成自然循環回路。輻射爐膛內受熱面均由吊桿吊在爐頂鋼架橫梁上。重型爐墻結構，外設框架結構護板，既美觀又能對鋼架起到加強作用。由于該陽極爐出煙口為徑向排煙，爐體要以水平軸線在210°范圍內轉動。為了滿足工藝需要，在其出口處即余熱鍋爐進口裝臵設計成弧形罩膜式壁受熱面，為了滿足陽極爐和余熱鍋爐受熱面受熱膨脹問題，這部分爐體利用吊桿懸吊在其頂部鋼梁上。由于陽極爐出煙口會有向上膨脹位移量，余熱鍋爐受熱面會有向下的膨脹位移量，所以在余熱鍋爐和精煉爐出煙口之間留有間隙，滿足其膨脹需要，并用密封條稍作密封處理。經弧形罩收集冷卻的高溫煙氣流經斜煙道換熱并進入沉降室，突然擴大的爐腔，有利于煙氣中灰塵的沉降，堆積的含銅灰渣由爐門清出。經過冷卻和沉降的煙氣進入后部輻射爐膛進一步換熱冷卻，再進入由上、下鍋筒及管束組成的對流管束區，煙氣S形走向橫向沖刷對流管束受熱面，經其換熱冷卻到一定溫度的煙氣進入爐后煙氣處理系統。為了使在長期運行中粘結在對流管受熱面上的灰能清除，本鍋爐對流管束受熱面區布臵了6臺固定旋轉吹灰器,同時結構上采用水平s型煙氣流向，以確保積灰能順利地直接掉入底部出灰斗，提高了鍋爐運行的可靠性。鍋爐各部件結構布臵如下：1） 鍋筒及內部裝臵考慮到陽極爐煙氣量波動較大，使得鍋爐負荷在短時間內變化較劇烈，故鍋筒相對一般的工業鍋爐，其長度及直徑均設計的較大，上鍋筒內徑為巾1400mm,壁厚為20mm,材料為Q245R,鍋筒筒身直段長6160mm，鍋筒正常水位位于鍋筒中心線上、下各50mm。鍋筒兩端為橢圓封頭，兩端封頭上裝有人孔裝置，封頭厚度為16mm,以方便進入鍋筒內部檢修。上鍋筒內部裝有水下孔板,出口設有勻汽板孔板,還裝有連續排污管、給水分配管緊急放水管接管等。下鍋筒內徑為巾1000mm,壁厚為14mm,材料為Q245R,鍋筒筒身直段長4400mm。上、下鍋筒與對流管束采用焊接的方式相連,鍋筒支座設在上鍋筒的兩端,右側設固定支座,左側設滑動支座,兩支座均由鋼梁支承。2） 輻射冷卻室水冷罩（強制循環部分）分弧形罩和斜煙道兩部分，均由巾38x5鍋爐用無縫鋼管（20-GB3087）和厚度為5mm扁鋼，按節距為56mm做成膜式水冷壁密封結構。弧形罩又分前、后受熱面和兩側弧形面共四個面；斜煙道為方形結構，四個面，出口上下方向為擴口形式，底面傾斜與垂直面夾角為30°，利于結灰滑落。在合適的位臵設有門孔，便于清渣。輻射爐膛（自然循環部分）輻射冷卻室四周均布滿巾51x3的水冷壁管，管材選用20-GB3087鍋爐用無縫鋼管。輻射冷卻室前墻水冷壁布置有30根①51x3的管子，管子橫向節距為110mm,前墻水冷壁管向上延伸構成頂棚管，由于管子較長，在頂棚管上又承受爐頂磚襯的荷重,故在爐頂分別設有水管緊固（吊桿）裝置；兩側墻水冷壁管分別有33根，節距為110mm;后墻水冷壁管節距為110mm,共20根管子,與前墻和兩側墻一起,降低爐膛水冷度,既保護爐墻不致變形，穩定爐墻，又降低爐膛出口煙溫。3）凝渣管及對流管束凝渣管及對流管束直徑為①51x3，管材選用20-GB3087鍋爐用無縫鋼管。凝渣管橫向節距為215mm,縱向節距為240。對流管橫向節距為120mm,縱向節距為120,在凝渣管及對流管束區域左右側各布置了3臺固定旋轉式吹灰器。第三節、鍋爐系統給水除氧設備余熱鍋爐給水除氧設備選型a、 陽極爐余熱鍋爐給水泵，2臺（1用1備）DG12-50X9，Q=15m3/h，H=418.5m，N=45kWb、 硫酸余熱鍋爐給水泵，2臺（1用1備）DG25-30x5,Q=15m33/h,H=170m,N=22kWc、 次高壓余熱鍋爐給水泵，2臺（1用1備）DG65-120X7,Q=65m3/h,H=840m,d、 次高壓余熱鍋爐給水泵（啟動或事故用），1臺DG25-80X10，Q=25m3/h，H=800m, N=132kWe、 大氣熱力除氧器，1臺額定出力Q=100t/h,P=0.02MPa,工作溫度104°C除氧水箱50m3。出水含氧量＜0.05mg/Lf、 磷酸鹽加藥裝置（中壓余熱鍋爐用），1套1罐2泵，Q=0.04m3/h，V=1.0m3,P=8.0MPag、 磷酸鹽加藥裝置（低壓余熱鍋爐用），1套1罐2泵，Q=0.02m3/h，V=1.0m3,P=3.0MPa循環水泵：澳爐余熱鍋爐循環泵轉爐余熱鍋爐循環泵泵設備位號P1002TE01P1008TE01泵型號CPW250-501CPW200-401

數量2臺2臺流量1100m3/h650m3/h揚程60m50m介質溫度271°C（正常）,278°C（設計）271°C（正常），278C（設計）介質出口工作壓力6.1Mpa6.0Mpa設計壓力6.3Mpa6.2Mpa額定點效率（熱態）78%77%額定點效率（冷態）79%79%氣蝕余量NPSHr<7mHO2<7mHO2密封型式機械密封（酉島）機械密封（酉島）轉速1475rpm1475rpm軸功率176.9KW（熱態）,88.2KW（熱態），227KW（冷態）112KW（冷態）電機250KW/4P132KW/4P10KV/50HZ/IP55/F/WF1380V/50HZ/IP55/F/WF1驅動方式電動機直接驅動電動機直接驅動主要部件材質選用耐高溫耐高壓材料，殼體：SCPH23,葉輪:SCS1T1,軸：SCM440H第四節、水處理工藝鍋爐用水水質要求：流程簡介：本工程水處理工藝系統采用一級除鹽加混床的處理系統。處理后的出水水質可達到如下參數：二氧化硅：＜20yg/L，電導率（25°C）：＜0.3ys/cm。本系統一級復床除鹽采用的是強酸-強堿離子交換系統。該系統由強酸陽床、中間水箱、中間水泵和強堿陰床組成。進水先通過強酸陽床去除陽離子，出水呈酸性，能去除堿度；隨后通過除二氧化碳器去除co2,最后由強堿陰床去除水中的陰離子；本系統二級除鹽選用混合離子交換器進行深度除鹽。混合離子交換器內裝填有按一定比例混合均勻的強酸性陽離子交換樹脂和強堿性陰離子交換樹脂。混合均勻的陽樹脂和陰樹