優(yōu)化蒸發(fā)工藝流程降低汽耗的實(shí)踐

王永信+范文鋒

【摘 要】 蒸發(fā)工序是氧化鋁生產(chǎn)中平衡液量循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，蒸發(fā)器蒸水汽耗占氧化鋁生產(chǎn)用汽量的35%，蒸發(fā)器運(yùn)行效率的高低，對(duì)氧化鋁成本影響很大，本文從影響蒸發(fā)器效率的因素入手，針對(duì)性地采取了改進(jìn)的技術(shù)措施，取得了較好效果，達(dá)到了降低汽耗的目的。

【關(guān)鍵詞】 強(qiáng)制循環(huán) 二段蒸發(fā) 改進(jìn) 高效蒸發(fā) 結(jié)垢

1 蒸發(fā)工序工藝流程

氧化鋁生產(chǎn)中，蒸發(fā)器的主要作用是蒸發(fā)掉氧化鋁生產(chǎn)流程中多余的水分，生產(chǎn)出高濃度堿液進(jìn)行生料漿的配制。中鋁山東分公司氧化鋁廠實(shí)行二段蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝流程。

2 蒸發(fā)器工作原理及工藝流程

2.1 蒸發(fā)器工作原理

溶液進(jìn)入蒸發(fā)器后沿加熱管內(nèi)壁下降，并受熱沸騰蒸發(fā)，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(jīng)過(guò)汽液分離室上部的霧沫分離器出口排出，溶液從尖底經(jīng)循環(huán)泵、斷循環(huán)蒸發(fā)，從而使溶液達(dá)到濃縮的目的。工作原理簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

2.2 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器工藝流程

中鋁山東分公司氧化鋁廠新建兩組強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器為四效二閃強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，加熱面積為3200m2，每效為800m2，設(shè)計(jì)組時(shí)蒸水量為65m3/h，噸水汽耗為0.40噸汽/噸水，為正循環(huán)方式。

3 運(yùn)行過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行二段高濃度蒸發(fā)，在一段時(shí)間后，蒸發(fā)器的加熱管很容易結(jié)晶、結(jié)垢，影響蒸發(fā)器的效率，時(shí)間一長(zhǎng)，蒸發(fā)器不易操作，蒸發(fā)器效率下降。主要表現(xiàn)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(dá)到25～30℃。一效汽室用汽壓力由正常時(shí)期的0.1～0.15MPa達(dá)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(jié)晶，時(shí)間只能堅(jiān)持6個(gè)小時(shí)左右，再繼續(xù)，則要將加汽壓力進(jìn)一步升高加熱管內(nèi)壁形成質(zhì)地堅(jiān)硬的碳酸堿結(jié)晶結(jié)疤。

4 針對(duì)現(xiàn)狀采取的措施

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

5 一段原液沖強(qiáng)循一效罐操作規(guī)程

（1）沖罐時(shí)間在準(zhǔn)點(diǎn)交接班前1小時(shí)進(jìn)行，主操安排好副操的具體工作內(nèi)容；（2）沖罐前先將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的過(guò)料泵頻率降低至10HZ左右，進(jìn)料流量降低至100m3/h左右，根據(jù)實(shí)際情況可以自行適度調(diào)整進(jìn)料量，主要是平衡好沖罐期間的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位穩(wěn)定；加汽狀態(tài)保持不變，或稍微減汽；強(qiáng)循出料泵通知結(jié)晶析鹽沉降槽勤測(cè)比重、打循環(huán)工作；（3）做好準(zhǔn)備工作后，到原液槽崗位將進(jìn)一段原液蝶閥全開，期間要緩慢進(jìn)行，防止打墊子之類的事故發(fā)生；（4）到強(qiáng)循出料泵崗位全開進(jìn)Ⅰ效沖罐的6″蝶閥，記錄此刻時(shí)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(dá)不到，沖罐到15分鐘，檢查效果。表明達(dá)到良好沖罐效果，聯(lián)系原液槽關(guān)進(jìn)一段原液。（6）沖完罐后，提濃度至比重1.34改正常出料，繼續(xù)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(dāng)班的沖罐具體起止時(shí)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(jìn)行沖罐

在蒸發(fā)器運(yùn)行100小時(shí)后，蒸發(fā)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(jié)垢現(xiàn)象，蒸發(fā)器的效率顯著下降，蒸發(fā)操作難以為續(xù)。為解決此問(wèn)題，我們采取從四效進(jìn)低濃度的碳分原液進(jìn)行沖罐的辦法，相當(dāng)于短時(shí)間利用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)一段原液，達(dá)到減少或融解、沖洗各效附著在加熱管壁可溶性結(jié)晶堿結(jié)垢的目的。

在蒸發(fā)器一個(gè)月的運(yùn)行周期內(nèi)利用種分煮罐一次，達(dá)到良好的融解以鋁硅酸鈉為主要成分的加熱管管壁結(jié)垢的目的。

7 改進(jìn)后的效果

（1）改進(jìn)、改造前組時(shí)蒸水量全月平均為65.5m3/h，汽耗為0.39噸汽/噸水；改進(jìn)、改造之后，組時(shí)蒸水量全月平均為69噸，耗汽量為0.35噸汽/噸水；（2）改進(jìn)、改造前蒸發(fā)器洗罐周期為20天（設(shè)計(jì)值），改造后，洗罐周期為一個(gè)月，提高了在線運(yùn)轉(zhuǎn)率。

8 經(jīng)濟(jì)效益

（1）提高了強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器在二段蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝流程中的運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高了蒸發(fā)燒結(jié)法氧化鋁流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窯產(chǎn)能；（2）每年節(jié)約的蒸汽創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益為167萬(wàn)元。

蒸汽價(jià)值147元/噸，蒸發(fā)器運(yùn)轉(zhuǎn)率為75%，組時(shí)蒸水量改進(jìn)、改造前為65.5m3/h，后為69m3/h，汽耗改進(jìn)、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(wàn)元/年。

參考文獻(xiàn)：

[1]氧化鋁廠蒸發(fā)車間各類生產(chǎn)資料、原始記錄.

[2]《氧化鋁廠生產(chǎn)》，陳華明主編.endprint

【摘 要】 蒸發(fā)工序是氧化鋁生產(chǎn)中平衡液量循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，蒸發(fā)器蒸水汽耗占氧化鋁生產(chǎn)用汽量的35%，蒸發(fā)器運(yùn)行效率的高低，對(duì)氧化鋁成本影響很大，本文從影響蒸發(fā)器效率的因素入手，針對(duì)性地采取了改進(jìn)的技術(shù)措施，取得了較好效果，達(dá)到了降低汽耗的目的。

【關(guān)鍵詞】 強(qiáng)制循環(huán) 二段蒸發(fā) 改進(jìn) 高效蒸發(fā) 結(jié)垢

1 蒸發(fā)工序工藝流程

氧化鋁生產(chǎn)中，蒸發(fā)器的主要作用是蒸發(fā)掉氧化鋁生產(chǎn)流程中多余的水分，生產(chǎn)出高濃度堿液進(jìn)行生料漿的配制。中鋁山東分公司氧化鋁廠實(shí)行二段蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝流程。

2 蒸發(fā)器工作原理及工藝流程

2.1 蒸發(fā)器工作原理

溶液進(jìn)入蒸發(fā)器后沿加熱管內(nèi)壁下降，并受熱沸騰蒸發(fā)，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(jīng)過(guò)汽液分離室上部的霧沫分離器出口排出，溶液從尖底經(jīng)循環(huán)泵、斷循環(huán)蒸發(fā)，從而使溶液達(dá)到濃縮的目的。工作原理簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

2.2 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器工藝流程

中鋁山東分公司氧化鋁廠新建兩組強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器為四效二閃強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，加熱面積為3200m2，每效為800m2，設(shè)計(jì)組時(shí)蒸水量為65m3/h，噸水汽耗為0.40噸汽/噸水，為正循環(huán)方式。

3 運(yùn)行過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行二段高濃度蒸發(fā)，在一段時(shí)間后，蒸發(fā)器的加熱管很容易結(jié)晶、結(jié)垢，影響蒸發(fā)器的效率，時(shí)間一長(zhǎng)，蒸發(fā)器不易操作，蒸發(fā)器效率下降。主要表現(xiàn)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?？刂圃?20±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(dá)到25～30℃。一效汽室用汽壓力由正常時(shí)期的0.1～0.15MPa達(dá)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(jié)晶，時(shí)間只能堅(jiān)持6個(gè)小時(shí)左右，再繼續(xù)，則要將加汽壓力進(jìn)一步升高加熱管內(nèi)壁形成質(zhì)地堅(jiān)硬的碳酸堿結(jié)晶結(jié)疤。

4 針對(duì)現(xiàn)狀采取的措施

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

5 一段原液沖強(qiáng)循一效罐操作規(guī)程

（1）沖罐時(shí)間在準(zhǔn)點(diǎn)交接班前1小時(shí)進(jìn)行，主操安排好副操的具體工作內(nèi)容；（2）沖罐前先將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的過(guò)料泵頻率降低至10HZ左右，進(jìn)料流量降低至100m3/h左右，根據(jù)實(shí)際情況可以自行適度調(diào)整進(jìn)料量，主要是平衡好沖罐期間的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位穩(wěn)定；加汽狀態(tài)保持不變，或稍微減汽；強(qiáng)循出料泵通知結(jié)晶析鹽沉降槽勤測(cè)比重、打循環(huán)工作；（3）做好準(zhǔn)備工作后，到原液槽崗位將進(jìn)一段原液蝶閥全開，期間要緩慢進(jìn)行，防止打墊子之類的事故發(fā)生；（4）到強(qiáng)循出料泵崗位全開進(jìn)Ⅰ效沖罐的6″蝶閥，記錄此刻時(shí)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(dá)不到，沖罐到15分鐘，檢查效果。表明達(dá)到良好沖罐效果，聯(lián)系原液槽關(guān)進(jìn)一段原液。（6）沖完罐后，提濃度至比重1.34改正常出料，繼續(xù)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(dāng)班的沖罐具體起止時(shí)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(jìn)行沖罐

在蒸發(fā)器運(yùn)行100小時(shí)后，蒸發(fā)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(jié)垢現(xiàn)象，蒸發(fā)器的效率顯著下降，蒸發(fā)操作難以為續(xù)。為解決此問(wèn)題，我們采取從四效進(jìn)低濃度的碳分原液進(jìn)行沖罐的辦法，相當(dāng)于短時(shí)間利用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)一段原液，達(dá)到減少或融解、沖洗各效附著在加熱管壁可溶性結(jié)晶堿結(jié)垢的目的。

在蒸發(fā)器一個(gè)月的運(yùn)行周期內(nèi)利用種分煮罐一次，達(dá)到良好的融解以鋁硅酸鈉為主要成分的加熱管管壁結(jié)垢的目的。

7 改進(jìn)后的效果

（1）改進(jìn)、改造前組時(shí)蒸水量全月平均為65.5m3/h，汽耗為0.39噸汽/噸水；改進(jìn)、改造之后，組時(shí)蒸水量全月平均為69噸，耗汽量為0.35噸汽/噸水；（2）改進(jìn)、改造前蒸發(fā)器洗罐周期為20天（設(shè)計(jì)值），改造后，洗罐周期為一個(gè)月，提高了在線運(yùn)轉(zhuǎn)率。

8 經(jīng)濟(jì)效益

（1）提高了強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器在二段蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝流程中的運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高了蒸發(fā)燒結(jié)法氧化鋁流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窯產(chǎn)能；（2）每年節(jié)約的蒸汽創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益為167萬(wàn)元。

蒸汽價(jià)值147元/噸，蒸發(fā)器運(yùn)轉(zhuǎn)率為75%，組時(shí)蒸水量改進(jìn)、改造前為65.5m3/h，后為69m3/h，汽耗改進(jìn)、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(wàn)元/年。

參考文獻(xiàn)：

[1]氧化鋁廠蒸發(fā)車間各類生產(chǎn)資料、原始記錄.

[2]《氧化鋁廠生產(chǎn)》，陳華明主編.endprint

【摘 要】 蒸發(fā)工序是氧化鋁生產(chǎn)中平衡液量循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，蒸發(fā)器蒸水汽耗占氧化鋁生產(chǎn)用汽量的35%，蒸發(fā)器運(yùn)行效率的高低，對(duì)氧化鋁成本影響很大，本文從影響蒸發(fā)器效率的因素入手，針對(duì)性地采取了改進(jìn)的技術(shù)措施，取得了較好效果，達(dá)到了降低汽耗的目的。

【關(guān)鍵詞】 強(qiáng)制循環(huán) 二段蒸發(fā) 改進(jìn) 高效蒸發(fā) 結(jié)垢

1 蒸發(fā)工序工藝流程

氧化鋁生產(chǎn)中，蒸發(fā)器的主要作用是蒸發(fā)掉氧化鋁生產(chǎn)流程中多余的水分，生產(chǎn)出高濃度堿液進(jìn)行生料漿的配制。中鋁山東分公司氧化鋁廠實(shí)行二段蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝流程。

2 蒸發(fā)器工作原理及工藝流程

2.1 蒸發(fā)器工作原理

溶液進(jìn)入蒸發(fā)器后沿加熱管內(nèi)壁下降，并受熱沸騰蒸發(fā)，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(jīng)過(guò)汽液分離室上部的霧沫分離器出口排出，溶液從尖底經(jīng)循環(huán)泵、斷循環(huán)蒸發(fā)，從而使溶液達(dá)到濃縮的目的。工作原理簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

2.2 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器工藝流程

中鋁山東分公司氧化鋁廠新建兩組強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器為四效二閃強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，加熱面積為3200m2，每效為800m2，設(shè)計(jì)組時(shí)蒸水量為65m3/h，噸水汽耗為0.40噸汽/噸水，為正循環(huán)方式。

3 運(yùn)行過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器進(jìn)行二段高濃度蒸發(fā)，在一段時(shí)間后，蒸發(fā)器的加熱管很容易結(jié)晶、結(jié)垢，影響蒸發(fā)器的效率，時(shí)間一長(zhǎng)，蒸發(fā)器不易操作，蒸發(fā)器效率下降。主要表現(xiàn)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?？刂圃?20±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(dá)到25～30℃。一效汽室用汽壓力由正常時(shí)期的0.1～0.15MPa達(dá)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(jié)晶，時(shí)間只能堅(jiān)持6個(gè)小時(shí)左右，再繼續(xù)，則要將加汽壓力進(jìn)一步升高加熱管內(nèi)壁形成質(zhì)地堅(jiān)硬的碳酸堿結(jié)晶結(jié)疤。

4 針對(duì)現(xiàn)狀采取的措施

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

5 一段原液沖強(qiáng)循一效罐操作規(guī)程

（1）沖罐時(shí)間在準(zhǔn)點(diǎn)交接班前1小時(shí)進(jìn)行，主操安排好副操的具體工作內(nèi)容；（2）沖罐前先將Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的過(guò)料泵頻率降低至10HZ左右，進(jìn)料流量降低至100m3/h左右，根據(jù)實(shí)際情況可以自行適度調(diào)整進(jìn)料量，主要是平衡好沖罐期間的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位穩(wěn)定；加汽狀態(tài)保持不變，或稍微減汽；強(qiáng)循出料泵通知結(jié)晶析鹽沉降槽勤測(cè)比重、打循環(huán)工作；（3）做好準(zhǔn)備工作后，到原液槽崗位將進(jìn)一段原液蝶閥全開，期間要緩慢進(jìn)行，防止打墊子之類的事故發(fā)生；（4）到強(qiáng)循出料泵崗位全開進(jìn)Ⅰ效沖罐的6″蝶閥，記錄此刻時(shí)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(dá)不到，沖罐到15分鐘，檢查效果。表明達(dá)到良好沖罐效果，聯(lián)系原液槽關(guān)進(jìn)一段原液。（6）沖完罐后，提濃度至比重1.34改正常出料，繼續(xù)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(dāng)班的沖罐具體起止時(shí)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(jìn)行沖罐

在蒸發(fā)器運(yùn)行100小時(shí)后，蒸發(fā)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(jié)垢現(xiàn)象，蒸發(fā)器的效率顯著下降，蒸發(fā)操作難以為續(xù)。為解決此問(wèn)題，我們采取從四效進(jìn)低濃度的碳分原液進(jìn)行沖罐的辦法，相當(dāng)于短時(shí)間利用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)一段原液，達(dá)到減少或融解、沖洗各效附著在加熱管壁可溶性結(jié)晶堿結(jié)垢的目的。

在蒸發(fā)器一個(gè)月的運(yùn)行周期內(nèi)利用種分煮罐一次，達(dá)到良好的融解以鋁硅酸鈉為主要成分的加熱管管壁結(jié)垢的目的。

7 改進(jìn)后的效果

（1）改進(jìn)、改造前組時(shí)蒸水量全月平均為65.5m3/h，汽耗為0.39噸汽/噸水；改進(jìn)、改造之后，組時(shí)蒸水量全月平均為69噸，耗汽量為0.35噸汽/噸水；（2）改進(jìn)、改造前蒸發(fā)器洗罐周期為20天（設(shè)計(jì)值），改造后，洗罐周期為一個(gè)月，提高了在線運(yùn)轉(zhuǎn)率。

8 經(jīng)濟(jì)效益

（1）提高了強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器在二段蒸發(fā)結(jié)晶析鹽工藝流程中的運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高了蒸發(fā)燒結(jié)法氧化鋁流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窯產(chǎn)能；（2）每年節(jié)約的蒸汽創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益為167萬(wàn)元。

蒸汽價(jià)值147元/噸，蒸發(fā)器運(yùn)轉(zhuǎn)率為75%，組時(shí)蒸水量改進(jìn)、改造前為65.5m3/h，后為69m3/h，汽耗改進(jìn)、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(wàn)元/年。

參考文獻(xiàn)：

[1]氧化鋁廠蒸發(fā)車間各類生產(chǎn)資料、原始記錄.

[2]《氧化鋁廠生產(chǎn)》，陳華明主編.endprint