針對氧化鋁蒸發循環水自壓上塔的生產實踐

楊建強 張寶強

摘 要：本文對氧化鋁生產中蒸發循環水供應流程進行研究，對循環水系統進行優化，流程改造，使循環水流程簡單，省去一臺400KW電機，節省電耗，取得良好的經濟效益。

關鍵詞：循環水、冷卻塔、冷、熱水泵、熱水封槽

在我國，氧化鋁的生產工藝與工業發達國家相比還具有一定的差異性，這種差異主要便針對于能耗方面來說的，在氧化鋁生產期間，全廠中的水和堿平衡工作都是由蒸發工序來負責，在該到工序種的能耗情況極為嚴重，同時其此期間的能耗成本也較高，大約占到總生產成本的10-12個百分點。基于此，為了有效提升我國氧化鋁生產工程的質量且降低氧化鋁生產成本，便需要降低在蒸發工序中的能耗，從而有效保證氧化鋁生產工作被更加優質的完成。

一、氧化鋁蒸發流程概述ⅠⅡⅢⅣ

針對于氧化鋁的生產來說，其屬于一種有色金屬的冶煉過程，在生產期間具有流程長、能耗高等方面特點。同時氧化鋁的蒸發過程便是其中最為主要的一個過程，同時其也是涉及到能耗的一個主要過程。氧化鋁在蒸發流程中能耗最高的工序便是種分母液蒸發工序，其能量消耗大約生產總氣耗的50%左右。在該過程中，主要應用四效逆流三級閃蒸的管式降膜蒸發系統，在蒸發期間，原液首先以泵送的方式進入到Ⅳ蒸發器，隨后Ⅳ蒸發器會對其進行轉化和加熱，之后以三級閃蒸汽進行閃蒸濃縮過程，之后通過材料泵將其輸送而出，在Ⅰ效蒸發器中進入新蒸汽期間，將料液加入，Ⅰ效和Ⅲ效蒸發器在加熱期間的熱源主要便是在上一道工序中所產生的二級蒸汽所提供，Ⅳ蒸發器所產生的二次蒸汽會經過冷凝器而降溫，隨后將其排除。在一級、二級、三級閃蒸器中所產生的二次蒸汽和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸發器中所產生的殘余二次蒸汽會通過數字對應預熱器，同時對預熱器中溶液進行加熱。與此同時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸發器的冷凝水會經數字對應效冷凝水自蒸發器，通過自蒸發后產生的乏氣便可以作為各效蒸發器在加熱期間的熱源，隨后經過冷凝水的冷卻，最后經過水泵被排出。基于以上生產過程發現，在氧化鋁蒸發過程中的能耗較高，所以便需要對于該道工序做出改良，從而充分保證氧化鋁生產工作的經濟效益。

二、當前氧化鋁蒸發工序存在問題

蒸發三四期循環水是填料冷卻塔，循環下水直接進入熱水池，再由熱水泵輸送到冷卻塔，冷卻后進冷水池，再由冷水泵輸送到蒸發器，（圖一例），對此，我們對流程進行梳理，發現存在如下問題：

1、循環上水進水冷器高度26米，液封槽只有2米高，位差24米過大，從而余量過大;

2、冷卻塔進水口最高位置在在6米位置，利用水冷器與冷卻塔落差，把多余的余量減掉有可能自壓上去;

3、復晟、東方希望都進行了改造，省去熱水泵，降低了電耗，雖然他們有地理位置落差優勢，但我們通過把熱水封槽加高，可以人為制造落差，從而產生壓力;（圖例一）

三、改進措施：

1、把三四蒸發水冷器下方熱水封槽加高到9米，在液封槽2米處開口，引DN800的管道到冷卻塔，DN800管道從液封槽出來后沿蒸發站側通過，引到蒸發循環水熱水泵出口，進行合叉，打通流程，實現自壓上塔;（圖例二）

現場實景對比

四、改進效果

（一）從系統真空度比較，改造前六效真空度-69.2，改造后六效真空度-71.5;改造前系統真空度-87.6;改造后系統真空度-89.0，可以滿足生產要求。上水流量偏差大的原因是：改造流程投用前，電廠熱泵運行，阻力較大，循環水流量偏低;改造流程投用后直接上塔，所以循環水量偏大;循環水量無可比性。隨后通過調查對于改造前后氧化鋁蒸發工作期間的各項指標做出了統計，支撐下表4-1。

（二）效益評估

（1）計算條件

停開兩臺熱水泵，根據合同能源管理鼎楚抄表數據，2016年1月-2017年4月三期熱水泵平均電耗167kwh/h，除去冬季供暖期120天，實際運行245天，蒸發器運轉率是95%，2017年1-9月電價格0.5468元/Kwh。

（2）效益計算

通過對表4-1統計分析可知，在改造之后的氧化鋁蒸發工序中，上水溫度、六效出料溫度等方面指標有所下降，這便可以有效降低在蒸發期間的熱能消耗問題，同時相對于改造前來說，上水流量凈增799%m3/h，增幅達到46.75%，而有效提升上水工序中的上水速率，確保更加優質的完成氧化鋁蒸發工作。與此同時，在母管真空度以及六效真空度都有所優化，進而為氧化鋁蒸發工序提供更加優質的完成條件。根據上文中所提到計算條件分析可得，每年節省費用：167×24×245×0.95×0.5468×2=102.02萬元，進而有效提升在氧化鋁生成工藝中的經濟效益。

五、結語

通過對循環水系統流程問題的梳理，改造，優化了流程，節省了電耗及備件費用，也省去員工頻繁倒泵及調整水池工作量，且不影響蒸發機組的正常運行，效果達到預期目的。

作者簡介 ：楊建強，男，生于 1980年，學歷：大學本科，漢族，研究方向 ：氧化鋁生產維護和管理;

張寶強，男，生于1981年;學歷，高中，漢族，研究方向：蒸發器的生產與維護;