某铜冶炼厂硫酸系统提产方案分析

朱智颖，金生龙，杨晓武

（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙410019）

某铜冶炼厂自2018年9月正式投产后，由于该铜厂精矿来料品质有波动，矿的平均硫铜比高于设计值，造成冶炼系统长期投料负荷和作业率低于设计值，要完成400 kt/a金属铜的生产要求，需要制酸系统配合冶炼系统提升生产能力。

1 硫酸系统提产过程中存在的主要问题

原硫酸生产系统要实现提产，面临的主要问题如下：

1）高负荷生产时转化工序1.6 MPa余热锅炉出口温度超过设计值20 ℃。1.6 MPa锅炉在2019年发现上蒸发器出现“拉升抬高”现象，上下蒸发器之间烟道膨胀节有焊缝拉裂并漏烟，2020年大修时发现上层蒸发器有数根热管已经爆管、工作介质泄漏。

2）转化工序0.8 MPa锅炉换热能力无法满足设计要求，出口温度始终高出设计值30 ℃，使一吸塔入口烟气温度长期超过设计值。在2020年大修时发现蒸发器内部热管有严重“积灰搭桥”现象。

3）转化系统阻力过大，风量无法进一步提升至最大设计值。

2 技术改进方案

针对上述3个主要问题，经过现场考察了解，笔者主要从锅炉能力、系统阻力等方面入手分析，提出解决方案。

2.1 余热锅炉“拉升抬高”问题处理方案

对于余热锅炉，一般存在热胀应力和内压推力两种力。

热胀应力是由于温升引起的构件变形受到约束时所产生的正应力和剪应力。只有当构件原本的几何形状被限制时，在内部才产生热胀应力，热胀应力不直接与外力相平衡，而是一种自平衡力，具有自限特征。……