氧化鋁沉降系統節能提產改造

李 芳

（國家電投集團山西鋁業有限公司，山西 忻州 034100）

1 工程概況

氧化鋁沉降工序工藝管路復雜，設備總量約300余臺套，系統內部小改小造的潛力巨大。沉降槽產能提升項目組深入每臺設備的運行效能，從產能提升、指標優化、節能降耗三個方面著手，系統摸排，進行提產改造，響應市場的旋律。

2 改造過程及成果

2.1 分離溢流泵節能改造

6臺160KW的分離溢流泵，生產中6臺泵一直需要全開，無備用泵，操作、檢修困難。在高產、穩產的時候，直接導致出現故障時無法隔離檢修，成為了制約生產的一個隱患。經過研究發現該泵流量偏小，但出口壓力大，揚程過高[1]。根據離心泵特性曲線，流量與揚程呈近似反比關系，可以通過對離心泵葉輪尺寸、形態的修改，放棄部分盈余的揚程，增加流量，進行節能改造嗎。節能改造之后，6臺160KW的分離溢流泵由用6備0變為用4備2。每臺泵的平均電流為175A，根據三項電機的功率計算公式P＝1.732×U×I×cosφ，每年可節電160萬度。不僅增加了生產操作的彈性，解決了制約高產穩產的一個隱患，而且大幅降低了檢修維護成本和生產成本[2]。

2.2 二洗溢流泵及管道增加堿洗流程

6臺二洗溢流泵同樣存在流量小的問題，二洗溢流泵流量不足，主要問題并不在泵上面，而是在二洗溢流管上面。管道長期使用之后結疤嚴重，部分管道內徑因結疤由300mm降至200mm，管道橫截面積不足原先的50%。經過反復研究，最終提出利用現有工藝系統中的堿液泵、送堿流程和回堿流程，使用串聯的方法，以最小的工作量，徹底解決問題。最終沉降每個系列僅新增了80m管道，在生產系統未停車的情況下實現了合口。堿洗之后，6臺75KW的二洗溢流泵由用6備0變為用4備2。每臺泵的平均電流為75A，每年可節電69萬度。不僅徹底解決了生產問題，而且實現了降本增效。

2.3 三洗溢流泵取消葉輪增加流量

分離溢流泵課題和二洗溢流泵改造之后，為了更大程度地發掘節能降耗的潛能，對三洗溢流泵也進行了改造。三洗沉降槽為高20m的錐底槽，二洗沉降槽為高7m的平底槽，兩個槽子存在約13m的液位差。6臺三洗溢流泵的功效就是將洗液從三洗沉降槽輸送至二洗沉降槽。按常規講，由于液位差的存在，三洗溢流泵全部停用，操作4條三洗溢流管路上的閥門便可以實現自壓。但操作起來卻無法實現，而且6條管路上的閥門全部開全也無法實現停泵自壓。經過仔細研究對比，發現三洗溢流泵泵腔內的葉輪成為了阻礙。三洗溢流泵為溶液泵，與相同參數的渣漿泵相比，流道截面積小約40%，葉輪成了自壓的瓶頸。最終通過拆除了部分三洗溢流泵的葉輪，最終成功實現了自壓。目前，6臺75KW的二洗溢流泵由用4備2變為全部停用。每臺泵的平均電流為70A，4臺泵每年可節電129萬度。6臺泵全部停用后，不再存在磨損消耗，每年僅機械密封便可節約10個左右。

2.4 改造底流管，解決底流赤泥輸送的瓶頸

沉降底流赤泥的輸送，采用3臺底流泵共用2條底流管的方式。泥層較高時，沉降槽內赤泥積壓，無法及時排出。提產項目組投入8萬元，增加了一條底流管，將底流赤泥的輸送方式改為單泵對單管。改造之后，沉降工序整個系統的底流赤泥輸送能力提升了50%。

圖1 三洗溢流泵改造前

圖2 三洗溢流泵改造后

2.5 改造沉降槽溢流的出料，提升沉降槽的利用率。

沉降槽頂部的環形溢流堰，出料能力存在富裕，導致靠近溢流總管的一側流動性好，利用率高，而另一側流動差，利用率低。沉溢流出料不均衡，導致沉降槽的利用率下降。提產項目組選擇性的堵塞了一部分溢流孔。此項改造投入近乎0，但有效的提高了沉降槽的使用率，絮凝劑消耗穩步下降。

2.6 優化洗水流程，實現降本增效。

3臺洗水泵流量小，需要全部開啟，滿負荷運行，導致洗水泵故障頻發。

項目組優化管路流程，用約一段4m長的管道代替了原50m的U型彎。流程優化之后，單臺洗水泵的電流由130A增加到160A，流量增加了150m3/h。

3 綜述

通過本文所述的小改小造，提高了沉降槽產能，解決當前公司生產的瓶頸，將沉降槽的礦石處理能力從之前的每日12000噸提升至13000噸，同時優化各生產指標，降低生產消耗，節約成本，提高效益。

參考文獻

［1］ 潘家禎，《實用五金手冊》，化學工業出版社，2013.6.

［2］ 《機械設計實用手冊》編委會，《機械設計實用手冊》，機械工業出版社，2009.04.