（云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 會澤 654200）

1 選題背景

會澤冶煉分公司鉛冶煉作業(yè)：艾薩爐熔煉即浸沒式頂吹鉛熔煉；根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，艾薩爐熔煉作業(yè)時需通過插入渣層的噴槍，將粉煤噴入熔融渣層內(nèi)反應(yīng)以維持爐內(nèi)反應(yīng)。為了穩(wěn)定工藝控制、防止產(chǎn)生泡沫渣和簡化噴槍風(fēng)控制系統(tǒng)，噴槍粉煤噴吹系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的粉煤供給，即載煤風(fēng)流量恒定、噴吹粉煤量在設(shè)定的參數(shù)下波動量很小且不能出現(xiàn)栓塞、斷流現(xiàn)象，對載流風(fēng)流量、粉煤供給量進(jìn)行精確計(jì)量控制，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的精確噴吹。艾薩爐采用克萊德粉煤噴吹系統(tǒng)為艾薩爐輸送工藝所需粉煤。

2 存在問題

系統(tǒng)作業(yè)時主要存在以下問題：運(yùn)行時給料不均勻、不下料、關(guān)鍵部件圓頂閥磨損較快。

3 工作原理、理論計(jì)算及改進(jìn)技術(shù)

3.1 設(shè)備描述

艾薩爐克萊德粉煤噴吹系統(tǒng)是艾薩爐熔煉噴槍煤粉計(jì)量、控制、噴吹的核心設(shè)備。該設(shè)備由上下兩個串罐構(gòu)成，上罐為儲料罐，下罐為噴吹罐，上罐入口安裝有一臺圓頂閥；下罐入口安裝有兩臺圓頂閥；（為了稱重計(jì)量，兩臺閥門之間是軟連接），上罐與下罐之間通過兩臺圓頂閥隔斷。噴吹罐下邊安裝了一臺旋轉(zhuǎn)給料裝置，該裝置由變頻電機(jī)驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制給料量，實(shí)現(xiàn)均勻穩(wěn)定給料，其工藝原理結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 工藝原理結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 工藝描述

正常噴吹時，上罐空置，煤粉倉出口閥、上罐進(jìn)料閥、排氣閥、中間閥（下罐進(jìn)料閥）和平衡閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，下罐噴吹和流化氣源不間斷供應(yīng)，旋轉(zhuǎn)給料器按設(shè)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。當(dāng)下罐物料低于低料位時，料位計(jì)發(fā)出信號，上罐排氣閥打開，釋放上罐余留壓力，平衡閥及中間閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，上罐壓力降為0.2 kPa 時，打開煤粉倉出口閥和上罐進(jìn)料閥，同時開啟煤粉倉出口流化氣源，開始裝料，裝料時，打開上罐底部流化氣源，防止上罐煤粉堆積結(jié)塊。當(dāng)上罐裝料到高料位時，料位計(jì)發(fā)出信號，經(jīng)過短暫延時后，依次關(guān)閉煤粉倉出口閥、上罐進(jìn)料閥和排氣閥，停止裝料。此時，上罐底部流化氣源仍不停進(jìn)入上罐，上罐壓力上升，當(dāng)上罐壓力與下罐壓力一致時，中間閥（下罐進(jìn)料閥）打開，上罐煤粉靠自身重力落入下罐，為幫助下料，上罐頂部的進(jìn)氣閥打開，此時，通過節(jié)流閥控制輸送氣源流量，使通入泵體的氣量恒定。設(shè)定時間后，關(guān)閉上罐進(jìn)氣閥，打開平衡閥，一段時間后，關(guān)閉上罐流化氣源、中間閥（下罐進(jìn)料閥）和平衡閥，完成倒罐。當(dāng)下罐物料降到低料位以下時，打開上罐排氣閥，上罐開始新一輪裝料，這樣完成一個運(yùn)行周期。噴吹泵安裝著失重計(jì)量系統(tǒng)，通過稱重控制器，計(jì)算出實(shí)際噴吹速度，與控制系統(tǒng)設(shè)定的噴吹速度比較后，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)給料機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使實(shí)際噴吹速度達(dá)到設(shè)定值，保證噴吹精度。系統(tǒng)具有各種報(bào)警功能，泵體設(shè)有安全閥。如果發(fā)生堵管、氣源壓力低等情況，系統(tǒng)將通過聲音和指示燈進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)在噴吹過程中，一旦管道壓力升高并達(dá)到預(yù)定警戒值，控制系統(tǒng)就會發(fā)出聲光報(bào)警信號，進(jìn)入排堵階段。此外通過系統(tǒng)設(shè)置的自診斷功能，可以在線診斷系統(tǒng)各部分的工作情況。當(dāng)某個料位計(jì)、進(jìn)料閥、中間閥、平衡閥或壓力開關(guān)出現(xiàn)異常狀態(tài)，甚至出現(xiàn)故障時，自診斷系統(tǒng)會發(fā)現(xiàn)問題所在，同時提醒設(shè)備操作人員及時處理。

4 改進(jìn)技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場反復(fù)測試和調(diào)試，發(fā)現(xiàn)不下料及下料不均勻時上下罐體及煤倉的壓差不平衡。改進(jìn)方法為在上下兩個罐體間安裝一根平衡管；管間安裝一閥門，用于控制和調(diào)節(jié)、摸索和測試；在上罐再安裝一根房空管，用于調(diào)節(jié)兩個罐體及煤倉間的壓力。噴吹系統(tǒng)防堵塞改進(jìn)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 噴吹系統(tǒng)防堵塞改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖

關(guān)鍵部件圓頂閥磨損較快的原因?yàn)樯瞎藜跋鹿迌蛇吜蚧馨惭b角度與下料管間距不合理。兩個罐體兩邊安裝的硫化管用來輸送粉煤的動力源管，安裝角度為30°，對稱安裝。通氣時，氣體對流形成漩渦；該漩渦在圓頂閥頂部產(chǎn)生，漩渦氣流堵在下料口，使粉煤無法進(jìn)入下罐或進(jìn)入爐內(nèi)輸送粉煤管內(nèi)；另一方面氣流漩渦在圓頂閥上部，加劇圓頂閥內(nèi)粉煤顆粒運(yùn)動，加速磨損圓頂閥閥芯耐磨層，損傷圓頂閥的充氣膨脹式密封結(jié)構(gòu)，造成間隙過大、漏煤或計(jì)量不準(zhǔn)確，對工藝冶煉配煤造成困擾，使熔煉不完全或粉煤給料過剩，影響工藝判斷或配料。通過現(xiàn)場測試和實(shí)踐，將硫化管安裝角度改為60°；經(jīng)測試，給煤速度較為理想；但在下料過程中，形成上罐集料，而下罐空倉，給料斷續(xù)；上罐給料小于下罐的輸送量；查找原因及分析，旋轉(zhuǎn)給料機(jī)的料倉壓力大于上下罐的壓力，判斷為圓頂閥給料間中間間距較小，形成積壓；在圓頂閥間處安裝150 mm 短管有利于粉煤平穩(wěn)傳輸；防止圓頂閥密封圈磨損，確保長期有效密封，從而提高噴吹系統(tǒng)的可靠性。

5 使用效果

經(jīng)改進(jìn)，調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力和流量調(diào)節(jié)控制噴吹量，這種調(diào)節(jié)方式不受罐體壓力影響，更為平穩(wěn)和精確。改進(jìn)后，粉煤噴吹輸送系統(tǒng)平穩(wěn)、連續(xù)、均勻、準(zhǔn)確給料，為艾薩爐熔煉提供保障，保證艾薩爐的有效作業(yè)時間。