（云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 會(huì)澤 654200）

1 選題背景

會(huì)澤冶煉分公司鉛冶煉作業(yè)：艾薩爐熔煉即浸沒(méi)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(shí)需通過(guò)插入渣層的噴槍?zhuān)瑢⒎勖簢娙肴廴谠鼘觾?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(jiǎn)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(dòng)量很小且不能出現(xiàn)栓塞、斷流現(xiàn)象，對(duì)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(wèn)題

系統(tǒng)作業(yè)時(shí)主要存在以下問(wèn)題：運(yùn)行時(shí)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(gè)串罐構(gòu)成，上罐為儲(chǔ)料罐，下罐為噴吹罐，上罐入口安裝有一臺(tái)圓頂閥；下罐入口安裝有兩臺(tái)圓頂閥；（為了稱(chēng)重計(jì)量，兩臺(tái)閥門(mén)之間是軟連接），上罐與下罐之間通過(guò)兩臺(tái)圓頂閥隔斷。噴吹罐下邊安裝了一臺(tái)旋轉(zhuǎn)給料裝置，該裝置由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)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(shí)，上罐空置，煤粉倉(cāng)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(shí)，料位計(jì)發(fā)出信號(hào)，上罐排氣閥打開(kāi)，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(shí)，打開(kāi)煤粉倉(cāng)出口閥和上罐進(jìn)料閥，同時(shí)開(kāi)啟煤粉倉(cāng)出口流化氣源，開(kāi)始裝料，裝料時(shí)，打開(kāi)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(shí)，料位計(jì)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過(guò)短暫延時(shí)后，依次關(guān)閉煤粉倉(cāng)出口閥、上罐進(jìn)料閥和排氣閥，停止裝料。此時(shí)，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(shí)，中間閥（下罐進(jìn)料閥）打開(kāi)，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(kāi)，此時(shí)，通過(guò)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(shí)間后，關(guān)閉上罐進(jìn)氣閥，打開(kāi)平衡閥，一段時(shí)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(shí)，打開(kāi)上罐排氣閥，上罐開(kāi)始新一輪裝料，這樣完成一個(gè)運(yùn)行周期。噴吹泵安裝著失重計(jì)量系統(tǒng)，通過(guò)稱(chēng)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(guò)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(guò)聲音和指示燈進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)在噴吹過(guò)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(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，進(jìn)入排堵階段。此外通過(guò)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(gè)料位計(jì)、進(jìn)料閥、中間閥、平衡閥或壓力開(kāi)關(guān)出現(xiàn)異常狀態(tài)，甚至出現(xiàn)故障時(shí)，自診斷系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，同時(shí)提醒設(shè)備操作人員及時(shí)處理。

4 改進(jìn)技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)測(cè)試和調(diào)試，發(fā)現(xiàn)不下料及下料不均勻時(shí)上下罐體及煤倉(cāng)的壓差不平衡。改進(jìn)方法為在上下兩個(gè)罐體間安裝一根平衡管；管間安裝一閥門(mén)，用于控制和調(diào)節(jié)、摸索和測(cè)試；在上罐再安裝一根房空管，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)罐體及煤倉(cāng)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(gè)罐體兩邊安裝的硫化管用來(lái)輸送粉煤的動(dòng)力源管，安裝角度為30°，對(duì)稱(chēng)安裝。通氣時(shí)，氣體對(duì)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(wú)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(dòng)，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(guò)大、漏煤或計(jì)量不準(zhǔn)確，對(duì)工藝冶煉配煤造成困擾，使熔煉不完全或粉煤給料過(guò)剩，影響工藝判斷或配料。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和實(shí)踐，將硫化管安裝角度改為60°；經(jīng)測(cè)試，給煤速度較為理想；但在下料過(guò)程中，形成上罐集料，而下罐空倉(cāng)，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(cāng)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(zhǎng)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(shí)間。