自壓管道轉移堿液系統在蒸發車間節能改造中的應用

摘 要：在分析自壓管道轉移堿液系統的性能及優點的基礎上，結合蒸發車間在節能改造工程，闡述了自壓管道轉移堿液系統在蒸發車間節能改造中的應用，對節約電耗，節約設備材料備件及維修保養費用，減少工人勞動強度，大力提高工作效率及降低生產成本起到了推動作用

關鍵詞：自壓管道；轉移堿液系統；節能改造；應用

1 前言

在氧化鋁生產工藝中，蒸發車間是整個生產流程的中間環節，也是一個修舊利廢的廢料加工廠。正常生產情況下，系統所需求合格堿液全部由蒸發車間通過兩臺55千瓦的離心泵進行轉移。每月向原料車間外送合格堿液的用電量為39600度，占車間用電量的6%左右，蒸發車間的主要能耗是蒸汽、電、材料消耗三大類。

2 自壓管道轉移堿液系統的機理及優點

2.1 自壓管道轉移堿液系統的機理

自壓管道轉移堿液系統就是利用地形及設備的自然高差形成的壓力，通過管道輸送堿液到下一環節的節能系統，它的突出特點就是充分利用自然壓差，形成壓力管道系統，不需要消耗電能就可根據下一環節所需液量進行供給。

2.2 自壓管道轉移堿液系統的優點

2.2.1 自壓管道轉移堿液系統利用地形的自然高差形成壓力，通過管道輸送至下一環節，他突出的優點就是節能，能充分利用自然壓差，形成壓力管道系統，不需要消耗電能。

2.2.2 安裝及結構簡單：管道的安裝無需改變原工藝系統，結構設計和位置布置非常簡單，只適應于有地勢落差的場合。同時技術容易掌握、運行管理方便，用堿量便于控制和計量。

3 自壓管道轉移堿液系統改造規劃與設計

考慮到介質不變，管道還利用和原材質一樣的無縫鋼管。但是還要考慮管徑的大小，原料車間磨機開兩組的時候，母液最大用750m3/h，目前車間采用的管道直徑為250mm，合格堿的密度為1421kg/m3，對此可以算出，該管道的最大流速為4.25m/s，在不開啟泵自壓時，經試驗，流量為300m3/h左右，管徑為250mm，計算出流速為2m/s左右，合格堿槽位10m左右，為了保證母液流量最大能達到750m3/h，必須選用粗管道進行輸送母液，現選用DN500*8mm的無縫鋼管進行輸送，可計算出管內流速為1.1m/s左右。可滿足原料車間的合格堿液的需要。

4 自壓管道轉移堿液系統改造技術方案

4.1 施工方案

蒸發車間合格堿槽與原料車間母液槽兩個槽子用DN500*8 mm的無縫鋼管連接在一起，兩槽形成一個連通器。在合格堿液槽距地面3米處，開口安裝一DN500閘閥，從閘閥后端安裝管道直接到原料母液槽槽頂，原料母液槽槽頂安裝氣動閥直接控制流量。只要合格堿液槽的液位保持在4米以上，不用開啟往原料車間輸送的泵，就可以滿足自動外送合格堿液的要求。

4.2 施工準備

4.2.1 熟悉、審查改造的可靠性和工作原理。

4.2.2 弄清工程內容、工程量、工作量。

4.2.3 編制工程施工技術方案，并組織進行技術交底。

4.3 鋪設管道

管道鋪設的道路開辟：

（1）管道過路段施工及地溝蓋板的預制；（2）管道鋪設要有下坡趨勢：

4.4 煙道的焊接

4.4.1 焊接材料的牌號、規格要符合設計要求，焊接材料的質量要符合現行國家標準的規定。

4.4.2 焊條等焊接材料使用前要按照出廠說明書和焊接工藝要求的規定進行烘干，使用過程中保持干燥，焊條的藥皮無脫落和裂紋，否則不得使用。

4.5 管道充水試驗

水壓試驗：

（1）水壓試驗用介質：合格堿液做介質；（2）系統注料：關閉原料母液槽的氣動閥，打開1#原液槽槽壁閥，讓其自行灌入合格堿液，提高合格堿液槽的槽位達到18米，檢查各焊縫的質量。

4.6 確保工程質量的技術組織措施

4.6.1 原材料的控制：本工程所需主要施工材料、設備必須要有生產許可證、質量保證書、出廠合格證、試驗檢驗報告。

4.6.2 施工全過程的質量控制：在施工過程中認真做好原材料控制、工藝流程控制、施工操作控制，加強每道工序的質量管理，對各工序間的交接檢驗及專業工種之間交接環節的工程質量采取有效措施，加強檢查驗收，抓好全過程質量管理。

4.7 確保安全的技術組織措施

4.7.1 所有參加施工人員必須嚴格遵守《施工安全技術規程》的有關安全管理制度，并接受監督檢查，入場前需進行安全教育，進入現場必須戴好安全帽，作業時按規定穿戴防護用品。

4.7.2 吊裝施工作業人員必須密切配合，協調一致，精心操作，聽從指揮，高空所有使用的腳手架等必須綁扎牢固可靠，并檢查合格。

4.8 設備調試

4.8.1 設備所有試驗完成后，由車間操作工進行新設備使用前的操作培訓。

4.8.2 由生產技術部、安環部、車間參與的原則對設備整體進行最后檢測，檢測結束后并入生產流程。

5 自壓管道轉移堿液系統改造性價分析

改造前使用2臺55千瓦離心泵往原料車間轉移堿液，按每天12小時開啟時間計算55*2*12*30=39600度。按全年運行300小時、電按0.5元計算，全年可節省電費用39600*300*0.5=240000元。考慮年設備配件的維修費用的為15447元，實際效益約在240000+15447=255447元。該項改造費用為162175.08元，設備投資回收期約半年（含安裝費用），性價比非常高。

6 結束語

實踐證明，自壓管道轉移堿液系統結構簡單，運行管理方便，節電效果明顯，減少了設備維護及備件更新費用，降低了蒸發車間能耗。運用自壓管道轉移堿液系統能有效節約電能降低氧化鋁生產成本和降低了崗位操作工的勞動強度，這對于推廣和應用降低氧化鋁生產成本具有重要的示范指導意義

參考文獻

[1]李家鶴.自壓管道灌溉系統在灌區節水改造中的運用[EB/OL].中國論文下載中心.

[2]雷剛.自壓管道灌溉系統在石頭河水庫灌區節水改造中的應用[Z].