優化蒸發工藝流程降低汽耗的實踐

王永信+范文鋒

【摘 要】 蒸發工序是氧化鋁生產中平衡液量循環的重要環節，蒸發器蒸水汽耗占氧化鋁生產用汽量的35%，蒸發器運行效率的高低，對氧化鋁成本影響很大，本文從影響蒸發器效率的因素入手，針對性地采取了改進的技術措施，取得了較好效果，達到了降低汽耗的目的。

【關鍵詞】 強制循環 二段蒸發 改進 高效蒸發 結垢

1 蒸發工序工藝流程

氧化鋁生產中，蒸發器的主要作用是蒸發掉氧化鋁生產流程中多余的水分，生產出高濃度堿液進行生料漿的配制。中鋁山東分公司氧化鋁廠實行二段蒸發結晶析鹽工藝流程。

2 蒸發器工作原理及工藝流程

2.1 蒸發器工作原理

溶液進入蒸發器后沿加熱管內壁下降，并受熱沸騰蒸發，汽液兩相混合物流入加熱室底部的汽液分離室，二次蒸汽經過汽液分離室上部的霧沫分離器出口排出，溶液從尖底經循環泵、斷循環蒸發，從而使溶液達到濃縮的目的。工作原理簡圖見圖1。

2.2 強制循環蒸發器工藝流程

中鋁山東分公司氧化鋁廠新建兩組強制循環蒸發器為四效二閃強制循環蒸發器，加熱面積為3200m2，每效為800m2，設計組時蒸水量為65m3/h，噸水汽耗為0.40噸汽/噸水，為正循環方式。

3 運行過程中存在的主要問題

強制循環蒸發器進行二段高濃度蒸發，在一段時間后，蒸發器的加熱管很容易結晶、結垢，影響蒸發器的效率，時間一長，蒸發器不易操作，蒸發器效率下降。主要表現在以下方面：

（1）各效尤其是一效的溫差增大，一效的汽室溫度正常控制在120±5℃，汽室與液室的溫差為10±5℃；，一效汽室溫度上升到130～140℃，汽室與液室的溫差達到25～30℃。一效汽室用汽壓力由正常時期的0.1～0.15MPa達到0.25MPa以上。（2）出料比重一直按照大于1.36以上并有10ml以上結晶，時間只能堅持6個小時左右，再繼續，則要將加汽壓力進一步升高加熱管內壁形成質地堅硬的碳酸堿結晶結疤。

4 針對現狀采取的措施

（1）利用一段低濃度原液沖洗一效蒸發器。（2）在蒸發器班中操作7小時后，一效溫差達到30℃，一效汽室溫度為130～135℃，基本處于包罐狀態，蒸發效率急劇下降，必須利用一段原液沖洗一效。見改造示意圖（圖1）。

5 一段原液沖強循一效罐操作規程

（1）沖罐時間在準點交接班前1小時進行，主操安排好副操的具體工作內容；（2）沖罐前先將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的過料泵頻率降低至10HZ左右，進料流量降低至100m3/h左右，根據實際情況可以自行適度調整進料量，主要是平衡好沖罐期間的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位穩定；加汽狀態保持不變，或稍微減汽；強循出料泵通知結晶析鹽沉降槽勤測比重、打循環工作；（3）做好準備工作后，到原液槽崗位將進一段原液蝶閥全開，期間要緩慢進行，防止打墊子之類的事故發生；（4）到強循出料泵崗位全開進Ⅰ效沖罐的6″蝶閥，記錄此刻時間；（5）沖罐10分鐘后，觀察一效汽室、液室的溫度差，在5～6℃，觀察一效汽室壓力，比沖罐前顯著降低，差值在0.03～0.05Mpa，蒸汽用量增加，明顯的一效吃汽量大。若達不到，沖罐到15分鐘，檢查效果。表明達到良好沖罐效果，聯系原液槽關進一段原液。（6）沖完罐后，提濃度至比重1.34改正常出料，繼續提濃度，交班比重必須大于1.36；（7）各班的崗位工作日志必須記錄好當班的沖罐具體起止時間，沖罐的效果：汽、液室溫差情況，汽室壓力前、后變化情況，蒸汽流量變化情況等。

6 利用一段原液從四效開始進行沖罐

在蒸發器運行100小時后，蒸發器的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效軸流泵電流均有上升，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效均有不同程度的加熱管結垢現象，蒸發器的效率顯著下降，蒸發操作難以為續。為解決此問題，我們采取從四效進低濃度的碳分原液進行沖罐的辦法，相當于短時間利用強制循環蒸發器蒸發一段原液，達到減少或融解、沖洗各效附著在加熱管壁可溶性結晶堿結垢的目的。

在蒸發器一個月的運行周期內利用種分煮罐一次，達到良好的融解以鋁硅酸鈉為主要成分的加熱管管壁結垢的目的。

7 改進后的效果

（1）改進、改造前組時蒸水量全月平均為65.5m3/h，汽耗為0.39噸汽/噸水；改進、改造之后，組時蒸水量全月平均為69噸，耗汽量為0.35噸汽/噸水；（2）改進、改造前蒸發器洗罐周期為20天（設計值），改造后，洗罐周期為一個月，提高了在線運轉率。

8 經濟效益

（1）提高了強制循環蒸發器在二段蒸發結晶析鹽工藝流程中的運轉率，提高了蒸發燒結法氧化鋁流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窯產能；（2）每年節約的蒸汽創造直接經濟效益為167萬元。

蒸汽價值147元/噸，蒸發器運轉率為75%，組時蒸水量改進、改造前為65.5m3/h，后為69m3/h，汽耗改進、改造前為0.39噸汽/噸水，后為0.35噸汽/噸水。

147×（0.39-0.35）×69×0.75×24×365=260萬元/年。

參考文獻：

[1]氧化鋁廠蒸發車間各類生產資料、原始記錄.

[2]《氧化鋁廠生產》，陳華明主編.endprint

【摘 要】 蒸發工序是氧化鋁生產中平衡液量循環的重要環節，蒸發器蒸水汽耗占氧化鋁生產用汽量的35%，蒸發器運行效率的高低，對氧化鋁成本影響很大，本文從影響蒸發器效率的因素入手，針對性地采取了改進的技術措施，取得了較好效果，達到了降低汽耗的目的。

【關鍵詞】 強制循環 二段蒸發 改進 高效蒸發 結垢

1 蒸發工序工藝流程

氧化鋁生產中，蒸發器的主要作用是蒸發掉氧化鋁生產流程中多余的水分，生產出高濃度堿液進行生料漿的配制。中鋁山東分公司氧化鋁廠實行二段蒸發結晶析鹽工藝流程。

2 蒸發器工作原理及工藝流程

2.1 蒸發器工作原理

溶液進入蒸發器后沿加熱管內壁下降，并受熱沸騰蒸發，汽液兩相混合物流入加熱室底部的汽液分離室，二次蒸汽經過汽液分離室上部的霧沫分離器出口排出，溶液從尖底經循環泵、斷循環蒸發，從而使溶液達到濃縮的目的。工作原理簡圖見圖1。

2.2 強制循環蒸發器工藝流程

中鋁山東分公司氧化鋁廠新建兩組強制循環蒸發器為四效二閃強制循環蒸發器，加熱面積為3200m2，每效為800m2，設計組時蒸水量為65m3/h，噸水汽耗為0.40噸汽/噸水，為正循環方式。

3 運行過程中存在的主要問題

強制循環蒸發器進行二段高濃度蒸發，在一段時間后，蒸發器的加熱管很容易結晶、結垢，影響蒸發器的效率，時間一長，蒸發器不易操作，蒸發器效率下降。主要表現在以下方面：

（1）各效尤其是一效的溫差增大，一效的汽室溫度正常控制在120±5℃，汽室與液室的溫差為10±5℃；，一效汽室溫度上升到130～140℃，汽室與液室的溫差達到25～30℃。一效汽室用汽壓力由正常時期的0.1～0.15MPa達到0.25MPa以上。（2）出料比重一直按照大于1.36以上并有10ml以上結晶，時間只能堅持6個小時左右，再繼續，則要將加汽壓力進一步升高加熱管內壁形成質地堅硬的碳酸堿結晶結疤。

4 針對現狀采取的措施

（1）利用一段低濃度原液沖洗一效蒸發器。（2）在蒸發器班中操作7小時后，一效溫差達到30℃，一效汽室溫度為130～135℃，基本處于包罐狀態，蒸發效率急劇下降，必須利用一段原液沖洗一效。見改造示意圖（圖1）。

5 一段原液沖強循一效罐操作規程

（1）沖罐時間在準點交接班前1小時進行，主操安排好副操的具體工作內容；（2）沖罐前先將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的過料泵頻率降低至10HZ左右，進料流量降低至100m3/h左右，根據實際情況可以自行適度調整進料量，主要是平衡好沖罐期間的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位穩定；加汽狀態保持不變，或稍微減汽；強循出料泵通知結晶析鹽沉降槽勤測比重、打循環工作；（3）做好準備工作后，到原液槽崗位將進一段原液蝶閥全開，期間要緩慢進行，防止打墊子之類的事故發生；（4）到強循出料泵崗位全開進Ⅰ效沖罐的6″蝶閥，記錄此刻時間；（5）沖罐10分鐘后，觀察一效汽室、液室的溫度差，在5～6℃，觀察一效汽室壓力，比沖罐前顯著降低，差值在0.03～0.05Mpa，蒸汽用量增加，明顯的一效吃汽量大。若達不到，沖罐到15分鐘，檢查效果。表明達到良好沖罐效果，聯系原液槽關進一段原液。（6）沖完罐后，提濃度至比重1.34改正常出料，繼續提濃度，交班比重必須大于1.36；（7）各班的崗位工作日志必須記錄好當班的沖罐具體起止時間，沖罐的效果：汽、液室溫差情況，汽室壓力前、后變化情況，蒸汽流量變化情況等。

6 利用一段原液從四效開始進行沖罐

在蒸發器運行100小時后，蒸發器的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效軸流泵電流均有上升，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效均有不同程度的加熱管結垢現象，蒸發器的效率顯著下降，蒸發操作難以為續。為解決此問題，我們采取從四效進低濃度的碳分原液進行沖罐的辦法，相當于短時間利用強制循環蒸發器蒸發一段原液，達到減少或融解、沖洗各效附著在加熱管壁可溶性結晶堿結垢的目的。

在蒸發器一個月的運行周期內利用種分煮罐一次，達到良好的融解以鋁硅酸鈉為主要成分的加熱管管壁結垢的目的。

7 改進后的效果

（1）改進、改造前組時蒸水量全月平均為65.5m3/h，汽耗為0.39噸汽/噸水；改進、改造之后，組時蒸水量全月平均為69噸，耗汽量為0.35噸汽/噸水；（2）改進、改造前蒸發器洗罐周期為20天（設計值），改造后，洗罐周期為一個月，提高了在線運轉率。

8 經濟效益

（1）提高了強制循環蒸發器在二段蒸發結晶析鹽工藝流程中的運轉率，提高了蒸發燒結法氧化鋁流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窯產能；（2）每年節約的蒸汽創造直接經濟效益為167萬元。

蒸汽價值147元/噸，蒸發器運轉率為75%，組時蒸水量改進、改造前為65.5m3/h，后為69m3/h，汽耗改進、改造前為0.39噸汽/噸水，后為0.35噸汽/噸水。

147×（0.39-0.35）×69×0.75×24×365=260萬元/年。

參考文獻：

[1]氧化鋁廠蒸發車間各類生產資料、原始記錄.

[2]《氧化鋁廠生產》，陳華明主編.endprint

【摘 要】 蒸發工序是氧化鋁生產中平衡液量循環的重要環節，蒸發器蒸水汽耗占氧化鋁生產用汽量的35%，蒸發器運行效率的高低，對氧化鋁成本影響很大，本文從影響蒸發器效率的因素入手，針對性地采取了改進的技術措施，取得了較好效果，達到了降低汽耗的目的。

【關鍵詞】 強制循環 二段蒸發 改進 高效蒸發 結垢

1 蒸發工序工藝流程

氧化鋁生產中，蒸發器的主要作用是蒸發掉氧化鋁生產流程中多余的水分，生產出高濃度堿液進行生料漿的配制。中鋁山東分公司氧化鋁廠實行二段蒸發結晶析鹽工藝流程。

2 蒸發器工作原理及工藝流程

2.1 蒸發器工作原理

溶液進入蒸發器后沿加熱管內壁下降，并受熱沸騰蒸發，汽液兩相混合物流入加熱室底部的汽液分離室，二次蒸汽經過汽液分離室上部的霧沫分離器出口排出，溶液從尖底經循環泵、斷循環蒸發，從而使溶液達到濃縮的目的。工作原理簡圖見圖1。

2.2 強制循環蒸發器工藝流程

中鋁山東分公司氧化鋁廠新建兩組強制循環蒸發器為四效二閃強制循環蒸發器，加熱面積為3200m2，每效為800m2，設計組時蒸水量為65m3/h，噸水汽耗為0.40噸汽/噸水，為正循環方式。

3 運行過程中存在的主要問題

強制循環蒸發器進行二段高濃度蒸發，在一段時間后，蒸發器的加熱管很容易結晶、結垢，影響蒸發器的效率，時間一長，蒸發器不易操作，蒸發器效率下降。主要表現在以下方面：

（1）各效尤其是一效的溫差增大，一效的汽室溫度正常控制在120±5℃，汽室與液室的溫差為10±5℃；，一效汽室溫度上升到130～140℃，汽室與液室的溫差達到25～30℃。一效汽室用汽壓力由正常時期的0.1～0.15MPa達到0.25MPa以上。（2）出料比重一直按照大于1.36以上并有10ml以上結晶，時間只能堅持6個小時左右，再繼續，則要將加汽壓力進一步升高加熱管內壁形成質地堅硬的碳酸堿結晶結疤。

4 針對現狀采取的措施

（1）利用一段低濃度原液沖洗一效蒸發器。（2）在蒸發器班中操作7小時后，一效溫差達到30℃，一效汽室溫度為130～135℃，基本處于包罐狀態，蒸發效率急劇下降，必須利用一段原液沖洗一效。見改造示意圖（圖1）。

5 一段原液沖強循一效罐操作規程

（1）沖罐時間在準點交接班前1小時進行，主操安排好副操的具體工作內容；（2）沖罐前先將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的過料泵頻率降低至10HZ左右，進料流量降低至100m3/h左右，根據實際情況可以自行適度調整進料量，主要是平衡好沖罐期間的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位穩定；加汽狀態保持不變，或稍微減汽；強循出料泵通知結晶析鹽沉降槽勤測比重、打循環工作；（3）做好準備工作后，到原液槽崗位將進一段原液蝶閥全開，期間要緩慢進行，防止打墊子之類的事故發生；（4）到強循出料泵崗位全開進Ⅰ效沖罐的6″蝶閥，記錄此刻時間；（5）沖罐10分鐘后，觀察一效汽室、液室的溫度差，在5～6℃，觀察一效汽室壓力，比沖罐前顯著降低，差值在0.03～0.05Mpa，蒸汽用量增加，明顯的一效吃汽量大。若達不到，沖罐到15分鐘，檢查效果。表明達到良好沖罐效果，聯系原液槽關進一段原液。（6）沖完罐后，提濃度至比重1.34改正常出料，繼續提濃度，交班比重必須大于1.36；（7）各班的崗位工作日志必須記錄好當班的沖罐具體起止時間，沖罐的效果：汽、液室溫差情況，汽室壓力前、后變化情況，蒸汽流量變化情況等。

6 利用一段原液從四效開始進行沖罐

在蒸發器運行100小時后，蒸發器的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效軸流泵電流均有上升，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效均有不同程度的加熱管結垢現象，蒸發器的效率顯著下降，蒸發操作難以為續。為解決此問題，我們采取從四效進低濃度的碳分原液進行沖罐的辦法，相當于短時間利用強制循環蒸發器蒸發一段原液，達到減少或融解、沖洗各效附著在加熱管壁可溶性結晶堿結垢的目的。

在蒸發器一個月的運行周期內利用種分煮罐一次，達到良好的融解以鋁硅酸鈉為主要成分的加熱管管壁結垢的目的。

7 改進后的效果

（1）改進、改造前組時蒸水量全月平均為65.5m3/h，汽耗為0.39噸汽/噸水；改進、改造之后，組時蒸水量全月平均為69噸，耗汽量為0.35噸汽/噸水；（2）改進、改造前蒸發器洗罐周期為20天（設計值），改造后，洗罐周期為一個月，提高了在線運轉率。

8 經濟效益

（1）提高了強制循環蒸發器在二段蒸發結晶析鹽工藝流程中的運轉率，提高了蒸發燒結法氧化鋁流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窯產能；（2）每年節約的蒸汽創造直接經濟效益為167萬元。

蒸汽價值147元/噸，蒸發器運轉率為75%，組時蒸水量改進、改造前為65.5m3/h，后為69m3/h，汽耗改進、改造前為0.39噸汽/噸水，后為0.35噸汽/噸水。

147×（0.39-0.35）×69×0.75×24×365=260萬元/年。

參考文獻：

[1]氧化鋁廠蒸發車間各類生產資料、原始記錄.

[2]《氧化鋁廠生產》，陳華明主編.endprint