针对氧化铝蒸发循环水自压上塔的生产实践

杨建强 张宝强

摘 要：本文对氧化铝生产中蒸发循环水供应流程进行研究，对循环水系统进行优化，流程改造，使循环水流程简单，省去一台400KW电机，节省电耗，取得良好的经济效益。

关键词：循环水、冷却塔、冷、热水泵、热水封槽

在我国，氧化铝的生产工艺与工业发达国家相比还具有一定的差异性，这种差异主要便针对于能耗方面来说的，在氧化铝生产期间，全厂中的水和碱平衡工作都是由蒸发工序来负责，在该到工序种的能耗情况极为严重，同时其此期间的能耗成本也较高，大约占到总生产成本的10-12个百分点。基于此，为了有效提升我国氧化铝生产工程的质量且降低氧化铝生产成本，便需要降低在蒸发工序中的能耗，从而有效保证氧化铝生产工作被更加优质的完成。

一、氧化铝蒸发流程概述ⅠⅡⅢⅣ

针对于氧化铝的生产来说，其属于一种有色金属的冶炼过程，在生产期间具有流程长、能耗高等方面特点。同时氧化铝的蒸发过程便是其中最为主要的一个过程，同时其也是涉及到能耗的一个主要过程。氧化铝在蒸发流程中能耗最高的工序便是种分母液蒸发工序，其能量消耗大约生产总气耗的50%左右。在该过程中，主要应用四效逆流三级闪蒸的管式降膜蒸发系统，在蒸发期间，原液首先以泵送的方式进入到Ⅳ蒸发器，随后Ⅳ蒸发器会对其进行转化和加热，之后以三级闪蒸汽进行闪蒸浓缩过程，之后通过材料泵将其输送而出，在Ⅰ效蒸发器中进入新蒸汽期间，将料液加入，Ⅰ效和Ⅲ效蒸发器在加热期间的热源主要便是在上一道工序中所产生的二级蒸汽所提供，Ⅳ蒸发器所产生的二次蒸汽会经过冷凝器而降温，随后将其排除。在一级、二级、三级闪蒸器中所产生的二次蒸汽和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸发器中所产生的残余二次蒸汽会通过数字对应预热器，同时对预热器中溶液进行加热。与此同时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效蒸发器的冷凝水会经数字对应效冷凝水自蒸发器，通过自蒸发后产生的乏气便可以作为各效蒸发器在加热期间的热源，随后经过冷凝水的冷却，最后经过水泵被排出。基于以上生产过程发现，在氧化铝蒸发过程中的能耗较高，所以便需要对于该道工序做出改良，从而充分保证氧化铝生产工作的经济效益。

二、当前氧化铝蒸发工序存在问题

蒸發三四期循环水是填料冷却塔，循环下水直接进入热水池，再由热水泵输送到冷却塔，冷却后进冷水池，再由冷水泵输送到蒸发器，（图一例），对此，我们对流程进行梳理，发现存在如下问题：

1、循环上水进水冷器高度26米，液封槽只有2米高，位差24米过大，从而余量过大;

2、冷却塔进水口最高位置在在6米位置，利用水冷器与冷却塔落差，把多余的余量减掉有可能自压上去;

3、复晟、东方希望都进行了改造，省去热水泵，降低了电耗，虽然他们有地理位置落差优势，但我们通过把热水封槽加高，可以人为制造落差，从而产生压力;（图例一）

三、改进措施：

1、把三四蒸发水冷器下方热水封槽加高到9米，在液封槽2米处开口，引DN800的管道到冷却塔，DN800管道从液封槽出来后沿蒸发站侧通过，引到蒸发循环水热水泵出口，进行合叉，打通流程，实现自压上塔;（图例二）

现场实景对比

四、改进效果

（一）从系统真空度比较，改造前六效真空度-69.2，改造后六效真空度-71.5;改造前系统真空度-87.6;改造后系统真空度-89.0，可以满足生产要求。上水流量偏差大的原因是：改造流程投用前，电厂热泵运行，阻力较大，循环水流量偏低;改造流程投用后直接上塔，所以循环水量偏大;循环水量无可比性。随后通过调查对于改造前后氧化铝蒸发工作期间的各项指标做出了统计，支撑下表4-1。

（二）效益评估

（1）计算条件

停开两台热水泵，根据合同能源管理鼎楚抄表数据，2016年1月-2017年4月三期热水泵平均电耗167kwh/h，除去冬季供暖期120天，实际运行245天，蒸发器运转率是95%，2017年1-9月电价格0.5468元/Kwh。

（2）效益计算

通过对表4-1统计分析可知，在改造之后的氧化铝蒸发工序中，上水温度、六效出料温度等方面指标有所下降，这便可以有效降低在蒸发期间的热能消耗问题，同时相对于改造前来说，上水流量净增799%m3/h，增幅达到46.75%，而有效提升上水工序中的上水速率，确保更加优质的完成氧化铝蒸发工作。与此同时，在母管真空度以及六效真空度都有所优化，进而为氧化铝蒸发工序提供更加优质的完成条件。根据上文中所提到计算条件分析可得，每年节省费用：167×24×245×0.95×0.5468×2=102.02万元，进而有效提升在氧化铝生成工艺中的经济效益。

五、结语

通过对循环水系统流程问题的梳理，改造，优化了流程，节省了电耗及备件费用，也省去员工频繁倒泵及调整水池工作量，且不影响蒸发机组的正常运行，效果达到预期目的。

作者简介 ：杨建强，男，生于 1980年，学历：大学本科，汉族，研究方向 ：氧化铝生产维护和管理;

张宝强，男，生于1981年;学历，高中，汉族，研究方向：蒸发器的生产与维护;