氧化鋁分解小循環(huán)泵節(jié)電改造實(shí)踐

廖智勇

摘要：本文介紹了氧化鋁廠分解工序的小循環(huán)泵作用，實(shí)際運(yùn)行過程中遇到的問題，介紹了降低小循環(huán)泵電耗的措施，取得了較好效果，并提出了立盤出料分解槽自循環(huán)改造的實(shí)用推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：小循環(huán)泵；選型；自循環(huán)；節(jié)電

某氧化鋁廠分解工序采用一段法種分分解工藝，將控制過濾送來的精液經(jīng)過板式熱交換器降溫后在晶種槽中與種子過濾機(jī)的濾餅混合均勻，然后用晶種泵送往分解首槽，在直徑為14米的大型平底機(jī)械攪拌分解槽內(nèi)進(jìn)行44小時(shí)左右的晶種分解。立盤過濾機(jī)由立盤出料分解槽槽上空進(jìn)料，立盤出料分解槽料漿通過加入了提料風(fēng)的提料管自壓至緩沖槽，緩沖槽的料漿用小循環(huán)泵送往立盤出料分解槽。

立盤出料分解槽容積一般為4000m3以上，內(nèi)部料漿為鋁酸鈉溶液與氫氧化鋁的混合物，固含約700g/l。實(shí)際生產(chǎn)中，為保證立盤出料分解槽攪拌不被不斷下沉的氫氧化鋁壓死，其底部料漿必須不斷通過提料管流入緩沖槽，其流量大小主要取決于小循環(huán)泵流量。

小循環(huán)泵設(shè)計(jì)選型流量為250～630m3/h，揚(yáng)程為45～37m，功率為250KW。實(shí)際生產(chǎn)過程中，緩沖槽液位通常控制在30%，此時(shí)小循環(huán)泵流量約500m3/h，泵運(yùn)行功率約170KW，能滿足生產(chǎn)需要。

1 生產(chǎn)過程中遇到的問題

1.1實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)小循環(huán)泵流量不低于350m3/h即可滿足生產(chǎn)需求。緩沖槽液位通常控制在30%左右，此液位高度時(shí)實(shí)測(cè)小循環(huán)泵流量約500m3/h，當(dāng)緩沖槽液位更高時(shí)小循環(huán)泵流量更高。由此可知，小循環(huán)泵實(shí)際流量比生產(chǎn)需求流量明顯偏高。根據(jù)離心泵軸功率計(jì)算公式 可知，由于泵流量偏大，存在一定程度上的電耗浪費(fèi)。

1.2通過在小循環(huán)泵進(jìn)出口安裝壓力表，并根據(jù)測(cè)量的小循環(huán)泵流量、小循環(huán)泵功率、料漿密度，計(jì)算得到小循環(huán)泵實(shí)際揚(yáng)程約33米左右，小循環(huán)泵效率僅44%左右，對(duì)照泵選型揚(yáng)程45～37米可知，泵揚(yáng)程選型偏高，小循環(huán)泵已偏離最佳效率點(diǎn)運(yùn)行，存在一定程度上的電耗浪費(fèi)。

1.2.1 實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)

1.2.2 因泵入口和泵出口安裝的壓力表垂直距離為1米，根據(jù) 可知，泵實(shí)際揚(yáng)程為32.9米。

1.2.3根據(jù)離心泵軸功率計(jì)算公式N=ρgQH/η，以電機(jī)效率95%，計(jì)算泵效率僅44%。

1.3小循環(huán)內(nèi)徑為200mm，以小循環(huán)泵流量約500m3/h計(jì)算，小循環(huán)管內(nèi)料漿流速達(dá)到4.4m/s，遠(yuǎn)高于此工況條件下料漿流速2～3m/s的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)值，并由于輸送介質(zhì)氫氧化鋁硬度相對(duì)較高（莫氏硬度為2.5～3.5），因此過高的流速造成小循環(huán)管的管件和管道磨損較快。小循環(huán)管經(jīng)常出現(xiàn)磨損泄露現(xiàn)象，造成檢修頻繁。

2 降低電耗的改造實(shí)踐

當(dāng)前氧化鋁行業(yè)市場(chǎng)競爭激烈，降低生產(chǎn)成本勢(shì)在必行。為降低成本，采取了以下措施。

2.1 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，對(duì)小循環(huán)泵重新選型，選擇流量約260～380m3/h，揚(yáng)程約36～30米，功率為90KW的離心泵，替換原有小循環(huán)泵。

2.1.1 更換小循環(huán)泵時(shí)，啟動(dòng)大循環(huán)泵從緩沖槽進(jìn)料，送往立盤出料分解槽，代替小循環(huán)泵功能，保證立盤出料分解槽底部濃料繼續(xù)被排出，從而保證生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。

2.2 對(duì)立盤出料分解槽出料溜槽進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)“自循環(huán)”，保證“自循環(huán)”能力在400m3/h以上，助力小循環(huán)泵流量降低后不影響正常生產(chǎn)。在小循環(huán)泵葉輪磨損、緩沖槽液位較低時(shí)，小循環(huán)泵流量降低后，立盤出料分解槽底部濃料始終保持較大流量順利排出，從而保證分解槽穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2.1 在提料管附近的溜槽側(cè)壁平面上開1個(gè)方形孔，并制作1個(gè)活動(dòng)插板；在靠分解槽壁附近的溜槽上安裝1個(gè)的活動(dòng)擋板，活動(dòng)插板和活動(dòng)擋板均以插槽形式固定在溜槽上。

2.2.2 正常生產(chǎn)過程中，打開溜槽側(cè)壁活動(dòng)插板，關(guān)閉溜槽出料活動(dòng)擋板，保持固定大小的提料風(fēng)量。當(dāng)立盤出料分解槽液位低時(shí)，分解槽底的料漿通過提料管進(jìn)入溜槽，然后通過溜槽側(cè)壁開孔返回自身分解槽，實(shí)現(xiàn)“自循環(huán)”，保持立盤出料分解槽液位不過低，并避免分解槽底固含過高而威脅分解槽攪拌運(yùn)行。當(dāng)立盤出料分解槽液位較高時(shí)，大部分分解槽底的料漿繼續(xù)通過提料管進(jìn)入溜槽，只有小部分分解槽頂?shù)牧蠞{通過開孔或從溜槽頂部進(jìn)入溜槽，然后進(jìn)入緩沖槽。

3 改造后的效果

3.1 由于立盤出料分解槽底部濃料始終保持大流量排出，底部固含不會(huì)偏高，立盤出料分解槽和緩沖槽攪拌運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行電流更為平穩(wěn)，與之前相比，略有下降。

3.2小循環(huán)泵運(yùn)行功率明顯降低，由改造前170KW下降到65KW，節(jié)電率達(dá)62%。

3.3 改造后，小循環(huán)管內(nèi)流速降至約2.8m/s，小循環(huán)泵的管件和管道基本未再出現(xiàn)磨損泄露現(xiàn)象。

4 結(jié)語

4.1 通過對(duì)小循環(huán)泵進(jìn)行重新選型和對(duì)分解槽出料溜槽改造，在滿足生產(chǎn)的前提下，節(jié)約了電耗和檢修維護(hù)費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，取得了較好效果。

4.2 立盤出料分解槽溜槽改造方式，可推廣應(yīng)用到其它分解生產(chǎn)線，并為解決類似問題提供參考。對(duì)于兩條分解生產(chǎn)線公用緩沖槽，立盤出料分解槽液量經(jīng)常不平衡的尤為適用。

4.3 氧化鋁實(shí)際生產(chǎn)過程中，因提產(chǎn)等原因，離心泵輸送物料流量或濃度有時(shí)會(huì)與設(shè)計(jì)值發(fā)生變化，部分離心泵運(yùn)行效率可能降低，或者已不能滿足生產(chǎn)需要，此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要的流量和揚(yáng)程重新選擇泵型，盡可能選擇高效泵，可獲得較好的收益。

參考文獻(xiàn)：

[1]《化工原理》 化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]《工程流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)》化學(xué)工業(yè)出版社.