胡文杰

（江銅鉛鋅金屬有限公司，九江 332500）

鉛鋅聯(lián)合冶煉沖渣循環(huán)水系統(tǒng)技改實(shí)踐

胡文杰

（江銅鉛鋅金屬有限公司，九江 332500）

通過分析江銅鉛鋅煙化爐沖渣循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，探索故障原因，將沖渣循環(huán)水泵由立式長(zhǎng)軸泵改造成立式無密封自吸泵，并降低循環(huán)水介質(zhì)溫度，使循環(huán)水泵運(yùn)行更穩(wěn)定。改造后，直接經(jīng)濟(jì)效益每年節(jié)約150萬元以上，減少事故隱患點(diǎn)，保障了生產(chǎn)，對(duì)于相似工況的循環(huán)水系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。

鉛鋅冶煉 沖渣循環(huán)水泵 故障 改造 效益

引言

江銅鉛鋅金屬有限公司2008年開始籌建，2011年12月份鋅系統(tǒng)開始帶料試生產(chǎn)，2012年3月份鉛系統(tǒng)基夫賽特爐（以下簡(jiǎn)稱KIVCET爐）帶料試生產(chǎn)，同年8月份轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。KIVCET爐一步煉鉛是國(guó)內(nèi)首次引用國(guó)外目前最先進(jìn)的鉛冶煉工藝技術(shù)，其配套的煙化爐是為了提高鉛鋅金屬回收率，是鉛鋅聯(lián)合冶煉的聯(lián)接點(diǎn)，是鉛鋅聯(lián)合冶煉有力的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。其中，沖渣循環(huán)水是KIVCET爐、煙化爐連續(xù)生產(chǎn)吹煉過程中排渣的關(guān)鍵設(shè)備。然而，沖渣循環(huán)水系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來，由于運(yùn)行工況問題，導(dǎo)致故障頻繁，存在安全隱患，且影響生產(chǎn)，并造成大量的檢修成本，耗費(fèi)大量的管理資源。針對(duì)上述問題，2014年年修時(shí)對(duì)沖渣循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行技改，使得沖渣循環(huán)水系統(tǒng)能夠適應(yīng)工況穩(wěn)定運(yùn)行，保障了生產(chǎn)運(yùn)行。

1 存在問題及原因分析

1.1 沖渣循環(huán)水系統(tǒng)簡(jiǎn)介

鉛鋅冶煉的煙化爐用于處理基夫賽特爐爐渣（含冷、熱渣），主要把渣中的鉛、鋅金屬變成氧化鉛、氧化鋅，再通過煙氣收塵、堿洗系統(tǒng)將氧化鉛、氧化鋅收集漿化后壓濾送到鋅系統(tǒng)，煙化爐渣通過沖渣循環(huán)水淬后進(jìn)入沖渣池，部分通過斗式撈渣機(jī)撈出，其余通過抓斗吊撈渣裝載車轉(zhuǎn)運(yùn)至堆場(chǎng)待處理。另外，沖渣水也用于煙化爐故停止作業(yè)時(shí)基夫賽特爐放渣用?？梢哉f，一旦沖渣泵系統(tǒng)故障，直接關(guān)系到?jīng)_渣溜槽用水，進(jìn)一步影響兩大爐的作業(yè)，更有甚者可能引起其他安全事故。

1.2 沖渣循環(huán)水流程圖

沖渣循環(huán)水流程圖，如圖1所示。

圖1 改造前沖渣循環(huán)水系統(tǒng)流程圖

1.3 存在問題

改造前沖渣循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)情況及其存在的問題，如表1所示。

表1 改造前沖渣循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)情況

1.4 原因分析

沖渣循環(huán)水泵（500RJC2000-42 2000m3/h 42m 355kW/4P）結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝條件、設(shè)備運(yùn)行及檢修情況，分析主要有以下幾個(gè)方面的因素。

（1）介質(zhì)溫度高（夏天達(dá)到85℃），介質(zhì)汽蝕余量小于泵汽蝕余量（NPSHa＜NPSHr）泵殼內(nèi)易產(chǎn)生氣蝕，造成設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)大，且異常溫升也導(dǎo)致軸或軸套抱死等故障。

（2）循環(huán)水內(nèi)細(xì)顆粒物質(zhì)多，爐渣經(jīng)水淬后進(jìn)入循環(huán)水內(nèi)，化學(xué)成分雜且硬度高，而泵的支撐部件如軸、泵殼軸承、支架軸承直接與水淬渣接觸，產(chǎn)生沖刷或介質(zhì)顆粒進(jìn)入軸承配合處，發(fā)生磨損，使得軸承配合間隙變大，從而導(dǎo)致泵運(yùn)行振動(dòng)大、異音、軸封泄等故障，此為泵頻繁故障的主要原因。

圖2 改造前沖渣循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)圖

（3）軸封處故障。因盤根與軸的磨損及泵軸擺動(dòng)大所引起的大量帶壓介質(zhì)泄露，進(jìn)入推力盤引起故障。

（4）上述諸多原因在沖渣泵運(yùn)行時(shí)是相互作用、相互關(guān)聯(lián)的，這是導(dǎo)致故障的綜合原因。

綜上所述，總結(jié)沖渣泵2年來運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工況考慮，現(xiàn)場(chǎng)選用的沖渣泵（通用名稱立式長(zhǎng)軸泵或深井泵）系混流式泵?；炝鞅眠m用于清水介質(zhì)無法在沖渣循環(huán)水系統(tǒng)中，因此必須對(duì)沖渣循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 改造內(nèi)容

2.1 改造設(shè)備

改造設(shè)備包括：（1）1#、2#沖渣泵。將立式長(zhǎng)軸泵（混流式）改造成ZMW型無密封自控自吸泵（離心泵）；（2）循環(huán)水系統(tǒng)增加冷卻旁路，在不影響兩大爐用水量的前提下，在沖渣循環(huán)水系統(tǒng)總管引旁路，使部分沖渣循環(huán)水經(jīng)冷卻塔冷卻后回循環(huán)水池，從而降低水溫。

2.2 改造可行性

第一，如圖3所示，該泵結(jié)構(gòu)較立式長(zhǎng)軸泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其泵軸與電機(jī)軸通過聯(lián)軸器剛性連接并由電機(jī)軸承支撐，電機(jī)軸承不與介質(zhì)接觸，保障了軸系的剛性，避免了因工況介質(zhì)導(dǎo)致軸承異常磨損等產(chǎn)生的軸振動(dòng)、聲音、溫度、電流異常等情況。

圖3 改造后沖渣循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)圖

第二，改進(jìn)過流部件材質(zhì)，泵體、流道、進(jìn)出管選用高M(jìn)n鋼，葉輪、副葉輪、密封環(huán)選用2Cr13，以加強(qiáng)過流部件耐磨性，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期。

第三，該泵軸封采用副葉輪動(dòng)力非接觸密封，較立式長(zhǎng)軸泵的填料密封，避免了填料及軸的磨損，解決了軸封泄露的問題。

第四，能夠滿足現(xiàn)有安裝條件，外部條件如電氣、基礎(chǔ)等，無密封自控自吸泵可以基本沿用，節(jié)省改造費(fèi)用。

第五，降低循環(huán)水系統(tǒng)介質(zhì)溫度，增加冷卻塔，使循環(huán)水溫度維持在65℃以下，以確保循環(huán)水介質(zhì)汽蝕余量小于泵汽蝕余量（NPSHa＜NPSHr），從而避免氣蝕影響。

第六，該泵在介質(zhì)濃度不導(dǎo)致過電機(jī)電流過載的情況下，允許細(xì)小顆粒介質(zhì)（直徑＜7mm）通過，且底部有儲(chǔ)液罐、有人孔，方便定期清理，可以可靠有效地解決堵塞問題。

綜上所述，經(jīng)過上述改造可以滿足鉛鋅聯(lián)合冶煉沖渣循環(huán)水的使用。

2.3 改造實(shí)施

改造后沖渣循環(huán)水工藝圖，如圖4所示。

圖4 改造后沖渣循環(huán)水系統(tǒng)流程圖

2014年鉛鋅公司年修時(shí)，完成1#、2#沖渣泵及冷卻塔安裝，試車。

3 改造效果

表2為沖渣循環(huán)水系統(tǒng)2014年修實(shí)施改造后運(yùn)行6個(gè)月的狀況統(tǒng)計(jì)，可見其改造效果良好。

表2 沖渣循環(huán)水系統(tǒng)2014年修實(shí)施改造后運(yùn)行6個(gè)月的狀況統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語

改造后，直接經(jīng)濟(jì)效益年節(jié)約150萬元以上，間接效益如給予KIVCET爐、煙化爐連續(xù)穩(wěn)定作業(yè)有力支撐點(diǎn)，減少事故隱患，節(jié)省人力、物力、管理資源，為采用含渣循環(huán)水系統(tǒng)或相似工況循環(huán)水系統(tǒng)提供了一定的借鑒。

Reform of Fuming Furnace Slag Circulating Water System in Lead and Zinc Smelting

HU Wen-jie
(JCC Lead&Zinc metal co., LTD,jiujiang 332500)

Through the operation condition analWysis of the JCC Lead&Zinc metal co., LTD fuming furnace slag circulating water system，explored the resons of failures，reconstruct the vertical long-shaft pump to no-sealed and self-suction pump of fuming furnace slag circulating water system, and reduce the medium temperature of circulating water to ensure the circulating pump running more stable。After transforming the economic benefits directly save more than 1.5 million yuan a year，and reduce the accident threat to minimum to ensure safety in production。The program of reconstruct the circulating pump has some reference and guidance to other similarity circulating water systems。

lead and zinc smelting, the fuming furnace slag circulating water pump, failures, reconstruct, benefits