铅锌联合冶炼冲渣循环水系统技改实践

胡文杰

（江铜铅锌金属有限公司，九江 332500）

铅锌联合冶炼冲渣循环水系统技改实践

胡文杰

（江铜铅锌金属有限公司，九江 332500）

通过分析江铜铅锌烟化炉冲渣循环水系统的运行状况，探索故障原因，将冲渣循环水泵由立式长轴泵改造成立式无密封自吸泵，并降低循环水介质温度，使循环水泵运行更稳定。改造后，直接经济效益每年节约150万元以上，减少事故隐患点，保障了生产，对于相似工况的循环水系统具有一定的借鉴意义。

铅锌冶炼 冲渣循环水泵 故障 改造 效益

引言

江铜铅锌金属有限公司2008年开始筹建，2011年12月份锌系统开始带料试生产，2012年3月份铅系统基夫赛特炉（以下简称KIVCET炉）带料试生产，同年8月份转入正常生产。KIVCET炉一步炼铅是国内首次引用国外目前最先进的铅冶炼工艺技术，其配套的烟化炉是为了提高铅锌金属回收率，是铅锌联合冶炼的联接点，是铅锌联合冶炼有力的市场竞争点。其中，冲渣循环水是KIVCET炉、烟化炉连续生产吹炼过程中排渣的关键设备。然而，冲渣循环水系统自投入运行以来，由于运行工况问题，导致故障频繁，存在安全隐患，且影响生产，并造成大量的检修成本，耗费大量的管理资源。针对上述问题，2014年年修时对冲渣循环水系统进行技改，使得冲渣循环水系统能够适应工况稳定运行，保障了生产运行。

1 存在问题及原因分析

1.1 冲渣循环水系统简介

铅锌冶炼的烟化炉用于处理基夫赛特炉炉渣（含冷、热渣），主要把渣中的铅、锌金属变成氧化铅、氧化锌，再通过烟气收尘、碱洗系统将氧化铅、氧化锌收集浆化后压滤送到锌系统，烟化炉渣通过冲渣循环水淬后进入冲渣池，部分通过斗式捞渣机捞出，其余通过抓斗吊捞渣装载车转运至堆场待处理。另外，冲渣水也用于烟化炉故停止作业时基夫赛特炉放渣用。可以说，一旦冲渣泵系统故障，直接关系到冲渣溜槽用水，进一步影响两大炉的作业，更有甚者可能引起其他安全事故。

1.2 冲渣循环水流程图

冲渣循环水流程图，如图1所示。

图1 改造前冲渣循环水系统流程图

1.3 存在问题

改造前冲渣循环水系统运行维护情况及其存在的问题，如表1所示。

表1 改造前冲渣循环水系统运行维护情况

1.4 原因分析

冲渣循环水泵（500RJC2000-42 2000m3/h 42m 355kW/4P）结构示意图，如图2所示。

根据现场工艺条件、设备运行及检修情况，分析主要有以下几个方面的因素。

（1）介质温度高（夏天达到85℃），介质汽蚀余量小于泵汽蚀余量（NPSHa＜NPSHr）泵壳内易产生气蚀，造成设备运行振动大，且异常温升也导致轴或轴套抱死等故障。

（2）循环水内细颗粒物质多，炉渣经水淬后进入循环水内，化学成分杂且硬度高，而泵的支撑部件如轴、泵壳轴承、支架轴承直接与水淬渣接触，产生冲刷或介质颗粒进入轴承配合处，发生磨损，使得轴承配合间隙变大，从而导致泵运行振动大、异音、轴封泄等故障，此为泵频繁故障的主要原因。

图2 改造前冲渣循环水泵结构图

（3）轴封处故障。因盘根与轴的磨损及泵轴摆动大所引起的大量带压介质泄露，进入推力盘引起故障。

（4）上述诸多原因在冲渣泵运行时是相互作用、相互关联的，这是导致故障的综合原因。

综上所述，总结冲渣泵2年来运行经验，结合工况考虑，现场选用的冲渣泵（通用名称立式长轴泵或深井泵）系混流式泵。混流泵适用于清水介质无法在冲渣循环水系统中，因此必须对冲渣循环水系统进行改造。

2 改造内容

2.1 改造设备

改造设备包括：（1）1#、2#冲渣泵。将立式长轴泵（混流式）改造成ZMW型无密封自控自吸泵（离心泵）；（2）循环水系统增加冷却旁路，在不影响两大炉用水量的前提下，在冲渣循环水系统总管引旁路，使部分冲渣循环水经冷却塔冷却后回循环水池，从而降低水温。

2.2 改造可行性

第一，如图3所示，该泵结构较立式长轴泵结构简单，其泵轴与电机轴通过联轴器刚性连接并由电机轴承支撑，电机轴承不与介质接触，保障了轴系的刚性，避免了因工况介质导致轴承异常磨损等产生的轴振动、声音、温度、电流异常等情况。

图3 改造后冲渣循环水泵结构图

第二，改进过流部件材质，泵体、流道、进出管选用高Mn钢，叶轮、副叶轮、密封环选用2Cr13，以加强过流部件耐磨性，延长设备运行周期。

第三，该泵轴封采用副叶轮动力非接触密封，较立式长轴泵的填料密封，避免了填料及轴的磨损，解决了轴封泄露的问题。

第四，能够满足现有安装条件，外部条件如电气、基础等，无密封自控自吸泵可以基本沿用，节省改造费用。

第五，降低循环水系统介质温度，增加冷却塔，使循环水温度维持在65℃以下，以确保循环水介质汽蚀余量小于泵汽蚀余量（NPSHa＜NPSHr），从而避免气蚀影响。

第六，该泵在介质浓度不导致过电机电流过载的情况下，允许细小颗粒介质（直径＜7mm）通过，且底部有储液罐、有人孔，方便定期清理，可以可靠有效地解决堵塞问题。

综上所述，经过上述改造可以满足铅锌联合冶炼冲渣循环水的使用。

2.3 改造实施

改造后冲渣循环水工艺图，如图4所示。

图4 改造后冲渣循环水系统流程图

2014年铅锌公司年修时，完成1#、2#冲渣泵及冷却塔安装，试车。

3 改造效果

表2为冲渣循环水系统2014年修实施改造后运行6个月的状况统计，可见其改造效果良好。

表2 冲渣循环水系统2014年修实施改造后运行6个月的状况统计

4 结语

改造后，直接经济效益年节约150万元以上，间接效益如给予KIVCET炉、烟化炉连续稳定作业有力支撑点，减少事故隐患，节省人力、物力、管理资源，为采用含渣循环水系统或相似工况循环水系统提供了一定的借鉴。

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。

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