摘 要：我國(guó)鋅冶煉行業(yè)的特點(diǎn)是工藝齊全，流程繁多，但無(wú)論哪種工藝流程都會(huì)涉及到渣的處理、排放以及堆放等問(wèn)題。目前在鋅冶煉工藝過(guò)程中，凈液渣的回收處理較為簡(jiǎn)單，但是浸出渣就非常復(fù)雜。尤其是高溫高酸浸出渣除含鋅外，還有鉛、銀，有的還有銦、鍺等，但此類渣中有價(jià)元素普遍較低，受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素制約，處理浸出渣已成為世界性難題。本次某銅鋅冶煉公司采用澳大利亞奧斯麥特爐工藝處理鋅冶煉浸出渣，完成整個(gè)渣處理過(guò)程。應(yīng)用UW500集散控制系統(tǒng)配合澳方人員準(zhǔn)確、穩(wěn)定地完成了整個(gè)工藝控制，為正常生產(chǎn)提供了保障。
一、工藝簡(jiǎn)介
奧斯麥特技術(shù)是由澳大利亞奧斯麥特公司在賽羅熔煉技術(shù)(Sirosmelt Technology)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)成功的有色金屬?gòu)?qiáng)化熔煉技術(shù)。奧斯麥特技術(shù)的核心是噴槍技術(shù)，它由特殊設(shè)計(jì)的三層同心套管組成，中心是粉煤通道，中間是燃燒空氣，最外層是套筒風(fēng)。作業(yè)時(shí)將噴槍由爐頂部插入垂直放置的呈圓筒型爐膛內(nèi)的熔體之中，空氣(或富氧空氣)和燃料(油、天然氣或粉煤)從噴槍末端噴入熔體，在爐內(nèi)造成一個(gè)劇烈翻騰的熔池表面，爐料由頂部加料口直接加入到翻騰的熔池之中。因此它也被稱之為“頂吹浸沒(méi)噴槍”熔池熔煉技術(shù)，整個(gè)爐體如圖1.1所示 。
二、UW500的應(yīng)用及控制
整個(gè)奧斯麥特爐浸出渣處理系統(tǒng)除了奧斯麥特爐本體由澳方公司通過(guò)自帶的橫河系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制外，其他部分均通過(guò)我公司UW500集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。
2.1渣倉(cāng)及給料系統(tǒng)
2.1.1渣倉(cāng)及給料系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介
給料系統(tǒng)由料倉(cāng)、定量給料皮帶秤、皮帶輸送機(jī)和爐前進(jìn)料皮帶等組成。分裝在7個(gè)料倉(cāng)中的鋅渣及返塵、鋅渣及混料、石英、石灰石、塊煤等物料，通過(guò)DCS控制室的指令經(jīng)定量給料皮帶秤計(jì)量后，匯入6#皮帶輸送機(jī)，再經(jīng)7#皮帶運(yùn)輸機(jī)送到爐頂，然后通過(guò)爐前進(jìn)料皮帶從進(jìn)料口直接加入爐內(nèi)。圖2.1為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行畫面。
2.1.2控制策略
給料系統(tǒng)根據(jù)奧斯麥特爐工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的需求，實(shí)現(xiàn)順啟、順?？刂疲?dāng)奧爐發(fā)生工藝停車(PSD)以及緊急停車（ESD）時(shí)，整個(gè)給料系統(tǒng)停止輸送爐料。整個(gè)給料聯(lián)鎖控制邏輯如圖2.2所示，圖2.3為控制算法。
2.2余熱鍋爐系統(tǒng)
2.2.1余熱鍋爐系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介
奧斯麥特爐在熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，因此通過(guò)余熱鍋爐回收利用高溫?zé)煔庥脕?lái)產(chǎn)生蒸汽，并輸送到廠內(nèi)的發(fā)電站實(shí)現(xiàn)發(fā)電?？紤]到鋅渣熔煉過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量煙塵以及發(fā)生爐渣噴濺粘結(jié)堵塞上升煙道的可能性，因此采用了新型的帶有膜式全水冷壁垂直上升煙道、強(qiáng)制循環(huán)和新型帶彈簧墊錘式振打清灰裝置的余熱鍋爐，每小時(shí)產(chǎn)出100 t的4.3 MPa、254℃過(guò)熱蒸氣，供廠內(nèi)發(fā)電站發(fā)電。圖2.4為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的汽水系統(tǒng)運(yùn)行畫面。
2.2.2控制策略
汽包液位是鍋爐安全運(yùn)行的一個(gè)十分重要的參數(shù)，是自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)，汽包液位保持在規(guī)定范圍內(nèi)是保證鍋爐正常運(yùn)行的必要條件，本次鍋爐汽包液位采用三沖量的控制方式，可以有效避免“虛假水位”帶來(lái)的安全隱患，使汽包液位波動(dòng)小，液位控制平穩(wěn)。圖2.5為控制回路，圖2.6為控制算法。
2.3煙氣處理系統(tǒng)
2.3.1煙氣處理系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介
煙氣處理系統(tǒng)由3部分組成：
（1）余熱鍋爐的水平段；
（2）電收塵；
（3）制酸系統(tǒng)。
從奧斯麥特爐排出的高溫?zé)煔夂写罅康难趸铮?jīng)余熱鍋爐降溫到300~350℃并在水平段沉降一部分煙塵后，進(jìn)入表面冷卻器。在表面冷卻器中煙塵進(jìn)一步沉降并使煙氣溫度降到150~200℃。此后，再進(jìn)入電收塵器。在余熱鍋爐水平段沉降以及通過(guò)電收塵收集的氧化鋅產(chǎn)品均通過(guò)設(shè)備下面的埋刮板機(jī)輸送到噸袋包裝處進(jìn)行包裝，然后運(yùn)往廠內(nèi)的氧化鋅車間進(jìn)行下一步的處理。圖2.7為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的振打收塵以及電收塵運(yùn)行畫面。
從奧斯麥特爐排出的高溫?zé)煔庵羞€含有大量的SO2氣體，煙氣通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)全部運(yùn)送到制酸車間進(jìn)行回收利用。
2.3.2控制策略
余熱鍋爐爐壁上安裝有100多個(gè)振打電機(jī)，通過(guò)振打電機(jī)將粘附在爐壁上的煙塵（含氧化物產(chǎn)品）進(jìn)行收集。設(shè)計(jì)的振打控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單周期、連續(xù)振打的振打方式，層與層、每個(gè)振打電機(jī)的間隔時(shí)間，振打電機(jī)的振打運(yùn)行時(shí)間均可靈活調(diào)整，方便適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)各種控制要求。如圖2.8為現(xiàn)場(chǎng)部分的控制算法。
2.4粉煤制備系統(tǒng)
2.4.1粉煤制備系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介
煤儲(chǔ)倉(cāng)堆放的大塊原煤，通過(guò)輸送皮帶運(yùn)送到環(huán)錘破碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎，破碎后將粒度為30mm的塊煤通過(guò)振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，將粒度小于等于10mm的塊煤通過(guò)輸送皮帶、稱重給煤機(jī)送入立式磨中。在離心通風(fēng)機(jī)的抽力下，燃燒室的熱風(fēng)被抽到旋轉(zhuǎn)的立式磨機(jī)中，此時(shí)含有水分的塊煤與熱風(fēng)進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換而得到烘干并研磨的粉煤，粉煤在離心通風(fēng)機(jī)的作用下被送到布袋收塵器中進(jìn)行分離收集。布袋收塵器灰斗中的粉煤通過(guò)螺旋輸送機(jī)收集到粉煤倉(cāng)中，然后通過(guò)倉(cāng)式泵輸送到奧爐、煙化爐側(cè)的粉煤倉(cāng)，另一部分的粉煤通過(guò)一次風(fēng)機(jī)送入燃燒室。圖2.9 粉煤制備系統(tǒng)運(yùn)行畫面。
2.4.2控制策略
煤粉制備的過(guò)程中，控制各個(gè)環(huán)節(jié)的煤粉溫度是十分重要的，煤粉在高過(guò)一定溫度在含氧情況下容易發(fā)生燃燒、爆炸。所以在煤粉倉(cāng)溫度到達(dá)一定溫度時(shí)需要往煤粉倉(cāng)內(nèi)充入氮?dú)膺M(jìn)行降溫。本次控制通過(guò)選取煤粉倉(cāng)中的幾個(gè)溫度高于一定值（設(shè)定值可變）聯(lián)鎖打開(kāi)氮?dú)忾y。圖2.11為控制邏輯圖，圖2.12為控制算法。
2.5其他工段
三、小 結(jié)
本次項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)控制站10個(gè)，操作員站10個(gè)，工程師站1個(gè)，實(shí)際物理點(diǎn)超過(guò)4000點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)超過(guò)8000點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)與多個(gè)第三方設(shè)備或控制系統(tǒng)進(jìn)行Modbus、DP通訊。通過(guò)應(yīng)用UW500集散控制系統(tǒng)，穩(wěn)定、準(zhǔn)確地控制現(xiàn)場(chǎng)各種工藝參數(shù)，對(duì)全車間、全工段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作，使得現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)更加安全，提高了生產(chǎn)效率，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于生產(chǎn)管理。
