減少蒸發(fā)站冷凝器循環(huán)上水熱電阻的損耗

摘 要：本文通過對我公司氧化鋁廠蒸發(fā)站區(qū)域的冷凝器循環(huán)上水管道上安裝的熱電阻溫度計損壞頻繁進行跟蹤、分析，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，通過優(yōu)化熱電阻安裝方式后熱電阻使用壽命明顯提高，保證了蒸發(fā)站穩(wěn)定運行、減少儀表人員的維護工作量、也降低公司備件消耗。

關(guān)鍵詞：熱電阻；損壞；對策；效益

中圖分類號：TB657 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0232-02

前 言

我公司氧化鋁廠工藝生產(chǎn)車間有6個：原料、溶出、沉降、蒸發(fā)、分解、焙燒車間；氧化鋁生產(chǎn)使用“拜爾法”。（與鹽巴生產(chǎn)道理差不多），鋁土礦中的鋁不易提取出來，采取先將其與堿液混合反應(yīng)生成鋁溶液，再從中把鋁分解提取出來的方法。原料車間將鋁土礦石磨碎，加入由蒸發(fā)車間來的堿液（稱“母液”），送到高壓溶出車間漸漸地加溫加壓，“煮熟”，成了鋁酸鈉溶液。到沉降車間把其中含有的鐵“沉降”后扔到赤泥堆場。到分解車間加入一些“種子”，催化，經(jīng)過多個分解槽之后，便成了氫氧化鋁，最后經(jīng)焙燒爐高溫一烤，就成了氧化鋁。蒸發(fā)站在氧化鋁廠的主要任務(wù)是濃縮分解送來的種分母液，調(diào)配成濃度符合生產(chǎn)要求的循環(huán)母液，同時排除流程中的碳堿，維持整個氧化鋁廠生產(chǎn)流程的液量平衡。隨著現(xiàn)代工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)過程規(guī)模不斷擴大，工業(yè)自動化已成為一項龐大的系統(tǒng)工程。

蒸發(fā)操作廣泛應(yīng)用于化工、輕工、制藥、食品以及冶金等行業(yè)。工業(yè)蒸發(fā)操作的主要目的有：①將低濃度溶液濃縮后直接制取合格濃度的產(chǎn)品如低濃度的分解母液經(jīng)過多效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮后得到的蒸發(fā)母液，又如各種果汁、牛奶也必須經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后才能制成合格的產(chǎn)品。②將濃縮后的溶液進一步蒸發(fā)濃縮，使溶液濃度提高到溶質(zhì)形成結(jié)晶析出的程度，這個過程叫做超濃縮，例如我公司氧化鋁廠蒸發(fā)工序特別設(shè)置了一個效叫強制效，其作用就是把六效降膜蒸發(fā)濃縮后的蒸發(fā)母液進一步濃縮處理，得到濃度更高的蒸發(fā)母液，在這個濃度之下，溶液中的一種溶質(zhì)成分碳酸鈉將形成結(jié)晶析出，最終經(jīng)過排鹽苛化回收。③通過加熱蒸發(fā)、溶劑形成蒸汽，冷凝后制取純度符合要求的溶劑產(chǎn)品。這種操作方法也叫蒸餾，如從海水中制取淡水。④另外還有一種操作方法兼?zhèn)渲迫馊芤汉突厥沼杏萌軇?，如中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)，工業(yè)上要濃縮的溶液的溶劑大多是水，即水溶液的蒸發(fā)。

我公司氧化鋁廠蒸發(fā)系統(tǒng)保持一定真空度有利于各效二次蒸汽的排除、有利于保持一定的有效溫度、有利于保持一定的總溫度、能降低溶液的沸點從而有效降低汽耗提高蒸發(fā)效率。而循環(huán)上水熱電阻溫度計是作為是冷凝器真空度調(diào)節(jié)的最重要指標(biāo)之一。循環(huán)上水管的熱電阻頻繁出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，不僅加大儀表維護人員工作量、熱電阻損耗量大也增加了公司生產(chǎn)成本，不及時處理更會影響生產(chǎn)指標(biāo)控制。為此將其作為一項技改項目，跟蹤調(diào)查分析熱電阻頻繁出現(xiàn)損壞的原因，并制定對策，完成技改。

1 蒸發(fā)區(qū)域的主要任務(wù)

蒸發(fā)車間作業(yè)區(qū)域包括原液槽、蒸發(fā)站、水洗槽、酸洗系統(tǒng)、循環(huán)母液槽。此區(qū)域的任務(wù)是把分解送來的種分母液蒸發(fā)濃縮、調(diào)配成合格濃度的循環(huán)母液，通過超濃縮，使流程中有害雜質(zhì)碳酸鹽結(jié)晶析出，確保整個氧化鋁生產(chǎn)流程的液量平衡。

2 存在問題分析

循環(huán)上水管的熱電阻從投產(chǎn)以來頻繁出現(xiàn)熱電阻保護套管斷裂現(xiàn)象，熱電阻最短使用壽命僅15d，因此熱電阻保護套管斷裂是出現(xiàn)故障的主要原因。熱電阻頻繁出現(xiàn)故障不僅加大儀表維護人員工作量、增加備件消耗量、影響生產(chǎn)指標(biāo)控制。為此，生產(chǎn)單位和儀表設(shè)備維護部門領(lǐng)導(dǎo)高度重視，要求減少儀表設(shè)備故障，保證蒸發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2.1 儀表選型

備件選型不合理，原熱電阻采用某公司生產(chǎn)的普通熱電阻，型號為WZPHD-231HYM33/2，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，直徑∮16。保護套過薄，承受不了管道內(nèi)循環(huán)水的沖擊力，導(dǎo)致熱電阻保護套管頻繁斷裂，出現(xiàn)故障。

2.2 安裝位置

循環(huán)上水熱電阻溫度計原安裝方式：熱電阻安裝在蒸發(fā)站冷凝器循環(huán)上水上水豎直（縱向）管道上，離熱電阻0.5m前方處有工藝閥門，上水管道直徑：1.2m，管內(nèi)介質(zhì)：循環(huán)水，流動方向：由下往上，流速為0.6m/s。

2.3 原因分析

2.3.1 直接原因

循環(huán)上水水流流速一般為0.6m/s左右，管道內(nèi)的平均水流沖擊力過大。根據(jù)蒸發(fā)車間工藝人員反映（如圖1所示），工藝的閥門通常處在開度為50%的位置，熱電阻成30°傾斜安裝在閥門上方0.5m處，從物理學(xué)原理分析，熱電阻在此處將承受著幾倍的平均水流沖擊力。循環(huán)水對熱電阻的沖擊力過大是造成熱電阻頻繁被沖斷的直接原因。

2.3.2 間接原因

在特殊環(huán)境下工作（如：安裝在震動大的管道上，流量大、壓力大的容器內(nèi)，強酸、強堿介質(zhì)容器內(nèi)等）的現(xiàn)場儀表必須采用相對應(yīng)的加強型儀表，以符合工藝生產(chǎn)要求。而蒸發(fā)站循環(huán)上水熱電阻溫度計處在壓力過荷的情況下卻只采用了普通型的熱電阻。保護套管過薄也是造成熱電阻保護套管被沖斷的另外原因之一（如圖2所示）。

3 改造方案

3.1 更改安裝位置

按照《GBJ 93-86自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范（2003年版）》相關(guān)要求，熱電阻的安裝位置必須離工藝閥門在1.5m以上，而此熱電阻溫度計前方0.5m處安裝有工藝閥門。所以對安裝位置的改換是此項目的最關(guān)鍵所在。

3.2 選擇耐磨耐沖擊型熱電阻

熱電阻保護套管過薄也是造成熱電阻溫度計多次被沖斷的原因之一，選擇耐磨抗沖擊型熱電阻可以解決此因素帶來的影響。

3.3 對策實施

對3#蒸發(fā)冷凝器循環(huán)上水熱電阻的安裝位置進行了改造。并且采用了加強型熱電阻。安裝的是：某科技有限公司的WZ系列的耐磨抗沖擊型熱電阻，該熱電阻直徑為∮20。技改后安裝位置如圖3所示。

4 效 果

2009年八月份3#蒸發(fā)站循環(huán)上水熱電阻改造前平均每兩周更換一支熱電阻，改造后至今都未見損壞。大大延長了熱電阻使用周期，降低了備件消耗，也提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性。

基于在3#蒸發(fā)站循環(huán)上水熱電阻改造后取得的成效，2009年8至11月相繼把方案落實到1#、2#、4#蒸發(fā)站（我公司氧化鋁有1#、2#、3#、4#共四組蒸發(fā)站，已全部改造完畢），改造至今已有7個年頭，通過改造后，熱電阻無一保護套管斷裂情況，直接減少儀表維護工作量，降低公司生產(chǎn)成本，保證了蒸發(fā)站穩(wěn)定運行。

5 熱電阻日常維護

雖然，經(jīng)過通過選型及安裝位置改造后，故障明顯下降，但同時也要認(rèn)識到在使用過程中保養(yǎng)工作的重要性！熱電阻溫度計因使用年限長，熱電阻保護套管長期浸泡在循環(huán)水里，保護套管有結(jié)垢引起溫度測量值偏低現(xiàn)象。因管道內(nèi)的介質(zhì)是流動循環(huán)水，熱電阻保護套管結(jié)垢導(dǎo)致溫度測量值顯示偏低這一現(xiàn)象相對好解決，只要每兩年時間周期清理保護套管就可以解決。

6 總 結(jié)

有正確的理論基礎(chǔ)，以實地研究為依據(jù)，制定并實施了技改方案。效果顯著，節(jié)約了成本，帶來了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益。2009年8份改造前共損壞熱電阻8支，總價值8×850=6800元，蒸發(fā)站日夜運行，由此算來：每個蒸發(fā)站每月節(jié)約2×850=1700元；每年節(jié)約1700×12=20400元；4個蒸發(fā)站每年節(jié)約20400×4=81600元（8.16萬元）。

蒸發(fā)循環(huán)上水熱電阻改造后，延長了熱電阻使用周期，降低了備件消耗，減少了儀表維護量，同時保障了蒸發(fā)站穩(wěn)定運行，其產(chǎn)生的間接效益更為可觀。

7 結(jié)束語

節(jié)能降耗是我公司乃至整個社會的主旋律，技術(shù)改造就是節(jié)能降耗重大舉措之一，作為現(xiàn)代化學(xué)習(xí)型企業(yè)里的儀表維護人員，必須努力提高自身的技術(shù)水平，培養(yǎng)職工勇于改革、善于創(chuàng)新的習(xí)慣，根據(jù)儀表實際運行情況進一步挖潛技術(shù)改造，降低備件消耗減少儀表維護量，把節(jié)能降耗落到實處，保障公司生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行。

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收稿日期：2018-4-10

作者簡介：譚麗娜（1985-），女，助理工程師，本科，要從事工業(yè)自動化儀表安裝調(diào)試維護等方面工作。