浅析氧化铝生产降低低压蒸汽消耗的有效途径

曹国楚（河南能源化工义煤公司义翔铝业，河南　三门峡　472435）

浅析氧化铝生产降低低压蒸汽消耗的有效途径

曹国楚（河南能源化工义煤公司义翔铝业，河南三门峡472435）

本文结合某氧化铝厂近几年来低压蒸汽消耗大幅下降的生产实际，从提高余热利用、优化主要经济技术指标、大力开展技术改造以及加强、完善并落实蒸汽管理制度等方面，重点分析了影响低压蒸汽消耗的因素，为进一步降低低压蒸汽消耗提高借鉴。

低压蒸汽；余热利用；技术指标；技术改造；汽耗。

拜耳法生产氧化铝过程中，能耗约占产品成本的20%～30%，而蒸汽消耗占总能耗的60%以上，是氧化铝生产的最主要能耗【1】。因此，要降低生产成本，降低蒸汽消耗就显得尤为重要，蒸汽耗量的高低直接影响生产企业效益和竞争力。而蒸汽在氧化铝生产过程中主要用于溶出矿浆的加热和分解母液的浓缩，另外也有少量蒸汽用于预脱硅矿浆的加热、AH洗水加热、化学清洗液加热等。2015年某厂高压蒸汽单耗由设计1.8t/ t-AO降低至目前1.5t/t-AO，低压蒸汽单耗由设计的1.0t/t-AO降低至目前0.6t/t-AO，获得了与同行业先进水平相当的较好成绩。本文结合该厂生产实际，重点分析总结了降低低压蒸汽消耗的经验，为我国氧化铝生产降低蒸汽消耗和生产成本提供借鉴。

1　提高高压溶出系统乏汽利用率，降低低压新蒸汽的消耗

1.1提高高压溶出稀释槽乏汽余热利用率

1.1.1运行现状分析：文献【1】报道通过将高压溶出末级矿浆自蒸发器所产生的乏汽去第一级套管预热器外，通过技改替代了低压新蒸汽去预脱硅加热槽加热矿浆，节约新蒸汽用量8.2 t/ h，产生了一定的经济效益，但在后续生产中，随着溶出机组进料量的提高，稀释槽乏汽外排量依然较大，大量热能损失，余热利用不充分。

1.1.2技改措施：在高压溶出车间稀释槽北侧管网上架设两套提温夹套：一套4级3套管用于分解车间种分母液提温夹套和一套2级4套管用于平盘AH洗水提温夹套，夹套冷凝水回溶出热水槽；在高压溶出临稀释槽北侧主体框架上架设一套2级4套管用于赤泥滤液回水提温夹套，夹套冷凝水回溶出热水槽。技改后种分母液（蒸发原液）温度由63℃提高至95℃，赤泥滤液回水温度由60℃提高至93℃，平盘AH洗水由70℃提高至95℃。通过改造，节约技改前用于加热平盘AH洗水和赤泥滤液回水用的低压新蒸汽15t/h，在稀释槽乏汽冷凝水回收量暂不计入的情况产生经济效益已达982万元/年。同时，通过此三项改造，稀释乏汽外排量得到了有效抑制，溶出稀释槽乏汽余热利用率显著提升。

1.2提高高压溶出新蒸汽高温冷凝水闪蒸乏汽余热利用率

1.2.1运行现状：高压溶出新蒸汽冷凝水闪蒸乏汽通过技改用于锅炉除盐水进行第二级加热和蒸发器强制效加热汽。通过改造提高了热能利用率，保证了生产安全【2】。而在后续的改造中又将新蒸汽高温冷凝水闪蒸乏汽用于加热平盘AH洗水和碱煮用化学清洗液提温夹套用汽，节约了此两处低压新蒸汽的消耗量，却改变了蒸发器强制效运行工况，造成蒸发器强制效蒸发效率下降，为改善工况，不得不重新使用低压新蒸汽。同时，又由于乏汽加热平盘AH洗水为直接提温，换热效果不佳，造成热水槽外冒蒸汽量大；碱煮提温夹套高温冷凝水回水进种滤楼热水槽，除冬季供暖期间做职工宿舍供暖水外，平时仅靠其自身冷却降温后作立盘冲洗用水用，水位高时通过溢流管外排进地下官网回污水处理。由此可见，此两处热能损失比较大，余热利用不充分。

1.2.2技改措施：隔离高压溶出新蒸汽高温冷凝水闪蒸乏汽提温平盘AH洗水乏汽管，改用稀释槽乏汽提温洗水（本文1.1.2已述）；碱煮提温高温冷凝水回水在保留现有流程基础上，重新引管进赤泥洗涤热水槽，做赤泥洗水用。通过技改，改善了蒸发器强制效运行工况，强制效也不再消耗低压新蒸汽。碱煮提温夹套高温冷凝水余热亦得到了充分利用。

2　优化主要经济技术指标

主要经济技术指标的优化也是降低低压汽耗的有效途径。见表1

表1　2012——2016年主要经济技术指标

从上表可以看出因为2012年经济技术指标较差，循环效率等重要指标较低，导致矿浆折合比较高，2012年产一吨AO需蒸水量高达6.52t，严重制约了我厂低压蒸汽单耗的降低。从2013年开始随着主要经济技术指标的逐步优化，矿浆折合比和吨氧化铝的蒸水量呈现出逐年下降趋势，特别是2016年产一吨AO蒸水量在2012年的基础上下降了1.07t，降幅达16.41%，按目前蒸发蒸水单耗0.6计算，节约低压蒸汽量为1.07*0.6=0.642t/t-AO。

可以看出，主要经济技术指标的优化可以使中间产品消耗量减少，为各项单耗如低压蒸汽单耗的降低创造了有利条件，所以主要经济技术指标的优化是降低低压蒸汽单耗的有效途径。

3　大力开展技术改造

运行现状：利用高压溶出末级矿浆自蒸发闪蒸乏汽和高压溶出新蒸汽高温冷凝水闪蒸乏汽和稀释槽乏汽替代低压新蒸汽加热预脱硅加热槽矿浆、AH洗水、化学清洗液、赤泥滤液回水、种分母液（蒸发原液）等技改项目的先后实施，该厂40万吨线低压汽耗在14年0.78t/t-AO的基础上已降低至15年低的0.68t/t-AO，取得了可观的经济效益。

但通过与同行先进水平间的对标管理，发现该厂10万吨线和40万吨线蒸发器负担较同行业同等产能下的蒸水量要高出66t。其中10万吨线的汽水比0.33较40万吨线0.25要高出0.08，同时吨氧化铝低压蒸汽单耗1.2t也较40万吨线高出0.5—0.6，是该厂低压蒸汽综合单耗高于同行的关键所在。

改造措施：①降低两个平盘AH洗水量、提高两条线稀释浓度以及TCA改造调配使用降低石灰乳用量，减少系统进水量；②40万吨蒸发器增加一台850m3/h循环泵和2800m3/h冷、热水泵各一台，将一效循环量提高至800m3/h、水冷器上水量提至2500m3/h；③40万吨蒸发器增加四级闪蒸器和原液闪蒸器，原液先进原液闪蒸进行浓缩后进入六效，闪蒸二次气和四闪二气合并后进入五效气室。三闪出料进入四闪经闪蒸后进行出料，蒸发器蒸水量可达220～230t/h，从而实现停开10万吨蒸发器，汽水比降至0.18～0.22，最终达到降低系统低压蒸汽单耗的目的。全厂低压汽耗降低0.15t/t-AO，节电5度/t-AO，节约成本15元/t-AO，年节约成本825万元/年。

4　加强、完善并落实蒸汽管理制度

相比10万吨线，该厂40万吨线自08年投产以来，加强了蒸汽消耗管理和计量管理制度。增设了蒸汽流量台账，调度室及各用汽工序建立高低压蒸汽台账，每天对高低压蒸汽的消耗实时跟踪，发现问题及时解决处理。同时，对一二期高低压管网进行不定期检查，严格用汽要求，对各用汽点下发了用汽规定。最终实现了一二期溶出、蒸发专管专供，其他所有用蒸汽点全部使用两个溶出产生的乏汽管网，两个蒸发器的强制效都是用溶出产生乏汽。这些对降低低压蒸汽起到了重要作用。

5　结语

某氧化铝厂通过近几年的蒸汽消耗情况表明，要从根本上降低蒸汽消耗，必须提高系统余热利用；不断优化拜耳法循环效率、种分分解率、精液产出率等主要经济技术指标，走经济运行之路；坚持科技兴企方针，大力开展技术改造；同时加强、完善并落实蒸汽管理制度。从以上4个基本点出发，不断挖潜改造，一定会促进氧化铝厂低压蒸汽消耗进一步降低，并取得良好的经济效益。

［1］冯延磊.浅析氧化铝生产降低能耗的几项措施［J］.广东化工.2013年，40卷15期，101.

曹国楚(1984-)，男，湖南新化人，本科，助理工程师，主要研究方向为氧化铝生产工艺